ES2301810T3 - Extractor/refrigerador de materiales sueltos mediante cinta transportadora provista de placas perforadas y con aletas. - Google Patents

Extractor/refrigerador de materiales sueltos mediante cinta transportadora provista de placas perforadas y con aletas. Download PDF

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Abstract

Extractor/refrigerador (1) de materiales calientes sueltos sólidos (3) producidos por calderas de lecho fluidizado (4) o mediante diferentes procesos industriales, que comprende básicamente un medio que forma un recipiente metálico estanco (5) que se puede conectar a una caldera (4) a través de un canal de colada (6), recipiente (5) en cuyo interior hay un medio de tracción con una cinta transportadora metálica (2) cuyo movimiento lo controla un medio motorizado adecuado, descendiendo el material caliente (3) procedente del canal de colada (6) hasta dicha cinta transportadora (2) debido a la fuerza gravitatoria y formando así un lecho continuo de material (3) cuya refrigeración la realiza el intercambio térmico por convección con las corrientes de aire y el intercambio térmico por convección con la cinta transportadora metálica (2), caracterizado porque en las placas de la cinta transportadora se hacen ranuras (16) adecuadas y medios de extensión (18), y/o la refrigeración también se realiza mediante intercambio térmico con la parte superior y lateral refrigerada con agua del recipiente (5).

Description

Extractor/refrigerador de materiales sueltos mediante cinta transportadora provista de placas perforadas y con aletas.
Campo y antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a un extractor/refrigerador de materiales sueltos sólidos de grano fino tales como cenizas pesadas producidos por calderas de lecho fluidizado, arena de fundición, polvo sinterizado, cementos, slogs, o minerales de grano fino generados en los diferentes procesos industriales de cocción, cochura, sinterización, etc.
Hoy en día, el sistema más usado para la extracción y refrigeración de cenizas en calderas de lecho fluidizado, procedentes de las cámaras de combustión a una temperatura de entre aproximadamente 800 y 900ºC, está formado por una espiral refrigerada externamente con agua. El uso de dicho sistema tiene todavía inconvenientes considerables que se describen brevemente a continuación:
-
Gran desgaste por la acción abrasiva que ejerce la ceniza en la vida útil de la espiral, debido al alto contenido de material abrasivo tal como el sílice.
-
Peligro debido al gran desgaste que producen las roturas repentinas del metal con las pérdidas de agua y a la posibilidad de explosión debida a la rápida evaporación del agua.
-
Reducción del MTBF (Tiempo Medio Entre Fallos) debido al desgaste rápido al que se ve sometido el sistema.
-
Posibilidad de que la espiral se atasque repentinamente debido a los materiales duros de dimensiones más grandes que la puerta de paso.
-
Dispersión al medio ambiente del contenido térmico de las cenizas que no se pueden recuperar.
La US-62230633-B describe otro sistema para extraer y refrigerar cenizas en el que la refrigeración de dichas cenizas se realiza principalmente con aire que circula contra la corriente de las mismas cenizas.
Los problemas mencionados y los inconvenientes se resuelven con el extractor/refrigerador de la presente invención que tiene las características que se enumeran en la parte característica de las reivindicaciones en anexo.
Breve descripción de los dibujos
Las características, propósitos y ventajas de la invención se destacan mejor, de manera no limitativa, en la siguiente descripción y en los dibujos en anexo que corresponden a algunas de las realizaciones y en los que:
- La figura 1 es una vista esquemática de un sistema de extracción/refrigeración de materiales calientes sueltos para calderas de lecho fluidizado según la presente invención.
- La figura 2 es una vista esquemática del medio de tracción con un transportador de cinta metálica provisto de ranuras para permitir el paso de aire de refrigeración al interior de la capa de material caliente transportado.
- La figura 3 es una vista esquemática del medio de tracción con un transportador de cinta metálica cuyas placas están provistas de pasadores para aumentar la capacidad de refrigeración.
- La figura 4 es una vista esquemática de la sección de las placas del medio de tracción con un transportador de cinta metálica provisto de pasadores para aumentar la capacidad de refrigeración.
- La figura 5 es una vista esquemática de la sección del transportador provisto en su parte superior y lateral de un espacio 10 por el que circula el agua 9 para refrigerar el material transportado 3.
Descripción detallada de la invención
El extractor/refrigerador 1 que se describe en la presente invención utiliza para la extracción y refrigeración de materiales calientes sueltos 3, en concreto cenizas pesadas y otros productos de combustión procedentes de la caldera 4, un medio de tracción con una cinta transportadora metálica de acero 2 insertada correctamente en un recipiente metálico estanco 5 y controlada para desplazarse por un medio motorizado adecuado (no se muestra en las figuras que se refieren a la presente solicitud).
La ceniza 3, debido a la fuerza gravitatoria, sale de la cámara de combustión de la caldera 4 a través de canal de colada vertical 6 y desciende hasta la cinta transportadora metálica inferior 2 donde queda colocada formando un lecho continuo que avanza hasta la zona de descarga. La distancia entre la cinta transportadora 2 y el canal de colada 6 debe garantizar el paso de los trozos más grandes imaginables del material 3.
Durante el funcionamiento del sistema, el canal de colada 6 debe estar siempre lleno de material para garantizar la separación necesaria entre el ambiente de la cámara de combustión de la caldera 4 y el ambiente del recipiente metálico 5. Por esa razón, un indicador de nivel que decide la velocidad de desplazamiento de la cinta mantiene el nivel constante. Además, si el nivel de ceniza de la caldera 4 desciende por debajo del umbral crítico, se activa una válvula de apertura y cierre 8, que al cerrarse impide que la cámara de combustión se comunique con el recipiente metálico 5.
La válvula está montada en el canal de colada 6, en la zona de descarga de material 3 en el transportador de cinta metálica 2, para a proporcionar las siguientes funciones:
-
crear una barrera para impedir que se vacíe el tubo de descarga 6 de ceniza 3 cuando esta última está excesivamente fluida;
-
permitir el paso de material 3 que excepcionalmente tiene trozos grandes.
El grosor de la capa de material 3 que está en la cinta transportadora 2 se ajusta con respecto a la granulometría de la ceniza y con respecto a las necesidades de refrigeración específicas. Una vez definido dicho grosor, se mide el tamaño de la ceniza 3 cambiando la velocidad de desplazamiento de la cinta metálica 2.
El aire de refrigeración se puede introducir en el recipiente metálico 5 a través de un ventilador adecuado o también puede recogerse con uno o más ventiladores de aire principal o aire secundario que ya alimentan la caldera.
La toma de aire 11 por la que circula el aire de refrigeración está situada en la zona posterior inferior del recipiente metálico 5, antes del canal de colada 6 de material 3.
La toma de aire 11 insufla la corriente de aire y una parte circula por el fondo del recipiente 5 por debajo de la cinta transportadora 2 hacia la zona de descarga 7 donde se mezcla con la primera corriente, mientras que el resto circula a través de las ranuras 16 practicadas en las placas de la cinta transportadora 2, atravesando así todo el grosor del lecho de material caliente 3, refrigerando no sólo su base sino también la capa interna.
La forma, el número y la disposición de las ranuras 16 de las placas de la cinta transportadora de metal 2 deben definirse con respecto al tipo, la cantidad y principalmente la granulometría del material transportado 3, a fin de evitar que este último caiga en las partes inferiores de la cinta 2 o en el fondo del recipiente metálico 5.
La parte de aire usada para las dos partes de refrigeración de la segunda corriente se mide de manera adecuada con una válvula de regulación 15 situada en el fondo del recipiente metálico 5 cerca de la zona de descarga 7.
El aire caliente puede por tanto introducirse en la cámara de combustión de la caldera 4 a través del canal de colada 14 mezclándose con el aire de combustión principal o secundario, usando así de nuevo el aire caliente recuperado durante la fase de refrigeración del material caliente 3, o, una vez filtrado correctamente, el aire puede ser expulsado directamente a la atmósfera.
El enfriamiento de las cenizas 3 también se produce mediante intercambio térmico conductivo, ya que la cinta transportadora metálica 2 actúa como un intercambiador térmico de regeneración que absorbe el calor del material 3 durante la carrera hacia delante, hacia la zona de descarga 7 y lo devuelve al aire en la carrera de retorno hacia el canal de colada 6.
Con respecto a las condiciones operativas específicas, si, por ejemplo, hay que descargar las cenizas a temperaturas bajas o hay cenizas de gran tamaño, cuando no existe la posibilidad de que una parte del extractor/refrigerador 1 se adapte a las necesidades de refrigeración, podría ser necesario aumentar el intercambio térmico del material transportado 3. Esto se puede conseguir aplicando varias extensiones 18 a las placas de la cinta transportadora de metal 2 para aumentar la superficie de intercambio térmico entre dicha cinta transportadora 2 y el material transportado caliente 3, aumentando así más la refrigeración. El tamaño, número y disposición de las extensiones 18, pueden variar dependiendo del tipo de material transportado y de las necesidades de refrigeración específicas.
Para aumentar el grado de refrigeración de la ceniza, existe la posibilidad de refrigerar la superficie superior y la superficie lateral del recipiente metálico 5 con agua 9 que circula por el interior del espacio 10 formado en la parte superior y lateral del recipiente metálico 5. De hecho, el material caliente que transporta la cinta transportadora transmite calor mediante radiación a la superficie superior y lateral del recipiente metálico.
Con respecto a esta descripción, se debe apreciar que se pueden hacer varias modificaciones, adiciones, ajustes, variaciones y sustituciones de los elementos de las realizaciones ilustrativas descritas, de modo descriptivo pero no limitativo, por otros elementos equivalentes desde el punto de vista funcional siempre sin alejarse del ámbito de protección como se detalla en las siguientes reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

1. Extractor/refrigerador (1) de materiales calientes sueltos sólidos (3) producidos por calderas de lecho fluidizado (4) o mediante diferentes procesos industriales, que comprende básicamente un medio que forma un recipiente metálico estanco (5) que se puede conectar a una caldera (4) a través de un canal de colada (6), recipiente (5) en cuyo interior hay un medio de tracción con una cinta transportadora metálica (2) cuyo movimiento lo controla un medio motorizado adecuado, descendiendo el material caliente (3) procedente del canal de colada (6) hasta dicha cinta transportadora (2) debido a la fuerza gravitatoria y formando así un lecho continuo de material (3) cuya refrigeración la realiza el intercambio térmico por convección con las corrientes de aire y el intercambio térmico por convección con la cinta transportadora metálica (2), caracterizado porque en las placas de la cinta transportadora se hacen ranuras (16) adecuadas y medios de extensión (18), y/o la refrigeración también se realiza mediante intercambio térmico con la parte superior y lateral refrigerada con agua del recipiente (5).
2. Extractor/refrigerador según la reivindicación 1, caracterizado porque las placas de la cinta transportadora metálica (2) están provistas de ranuras adecuadas (16) para permitir el paso de la corriente de aire de refrigeración por toda la capa del lecho continuo formado por el material caliente suelto (3) que se desplaza situado en la parte superior de dicha cinta (2).
3. Extractor/refrigerador según la reivindicación 2, caracterizado porque la forma, el número y la disposición de las ranuras (16) de las placas de la cinta transportadora metálica (2) deben definirse con respecto al tipo, la cantidad y principalmente la granulometría del material transportado (3), a fin de evitar que este último caiga al fondo del recipiente metálico (5).
4. Extractor/refrigerador según la reivindicación 2, caracterizado porque la parte de corriente de aire que entra en el recipiente metálico (5) por la toma de aire (11) y pasa por las ranuras (16) hechas en las placas de la cinta (2) se puede ajustar con una válvula de regulación (15) adecuada.
5. Extractor/refrigerador según la reivindicación 1, caracterizado porque la cinta transportadora metálica (2) consta de un intercambiador térmico de regeneración que absorbe el calor del material (3) durante la carrera hacia delante, hacia la zona de descarga (7) y lo devuelve al aire en la carrera de retorno.
6. Extractor/refrigerador según la reivindicación 3, caracterizado porque las placas de la cinta transportadora metálica (2) pueden estar provistas de extensiones (18) para aumentar la superficie de intercambio térmico conductivo entre dicha cinta transportadora (2) y el material transportado caliente, aumentando así más todavía la refrigeración.
7. Extractor/refrigerador según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho extractor/refrigerador (1) permite la recuperación de la energía retirada del material caliente (3), produciéndose la recuperación al insertar el aire caliente procedente del material (3) en el canal de colada y mezclarlo con el aire de combustión principal o secundario que va a la cámara de combustión de la caldera (4).
8. Extractor/refrigerador según la reivindicación 1, caracterizado porque la refrigeración del material transportado (3) aumenta con el intercambio térmico entre la superficie superior y lateral del recipiente (5) refrigerado con agua (9) y el material caliente (3), que se consigue con un espacio (10) en el que circula el agua (9), que elimina la cantidad de calor irradiado por el material hacia el recipiente metálico (5).
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