IT7354210A1 - Procedimento e impianto per la calcinazione di materiale in polvere. - Google Patents

Description

[0001] DS/ge/742 ING.

[0002] A.

[0003] RACHEL1 C 54210A/73 1000278 Descrizione dell'invenzione avente per titolo: AHAATOd NI TIVIAELVO IA ENOIZVNIOTVD VI HAd OLNVIdNI H OLNANIGAOOHd Della Ditta: F.L.

[0004] SMIDTH CO.

[0005] A/S.

[0006] a mezzo mandatario Studio ING.A.RACHELI C.

[0007] - in Milano - Viale San Michele del Carso,4 Depositata il: al N.: La presente invenzione si riferisce alla calcinazione almeno parzia le di un materiale grezzo in polvere, preriscaldato, consistente di cal- ce o contenente calce, per esempio farina di cemento grezza, mediante ali- mentazione di calore prima che il materiale venga sottoposto ad una cal- cinazione di finitura e/o ad altro trattamento termico, se previsto.

[0008] La calcinazione nel caso presente da intendersi come un'espulsione di anidride carbonica da carbonato di calcio (CaCO3 --7 CaO + CO,, che cemento grezzo, il trattamento termico di finitura su citato, dopo la calcinazione, una sinterizzazione o sinterazione, che porta alla produ- zione di clinker di cemento.

[0009] Una sinterizzazione o sinterazione di questo tipo costituisce un processo esotermico.

[0010] mento grezzo in clinker di cemento viene fornito di solito da combustibile che brucia, il quale, viene introdotto, insieme ad aria di combustione, in una camera di combustione e forma il gas dei fumi.

[0011] Come risultato, l'energia contenuta nel combustibile viene liberata per riscaldare il gas dei fumi iNG.A.RACHEL1 C ad una temperatura elevata.

[0012] Il gas dei fumi caldo viene poi portato a con- tatto con la farina grezza da sottoporre a trattamento termico.

[0013] Il calore per lo piu viene usato per preriscaldare e calcinare la farina grezza, in quanto la sua sinterizzazione, come rilevato, e un processo esotermico; in pra tica, tuttavia, si deve fornire calore per avviare la sinterazione.

[0014] Per la presenza, fra l'altro, di alcali nella farina grezza e i conseguenti ostacoli,talvolta preferibile condurre il pre-riscalda mento e la calcinazione della farina grezza con gas caldi provenienti da una sorgente di calore e iniziare la sinterazione con gas caldi pro- venienti da un'altra sorgente di calore.

[0015] Nel caso della calcinazione di farina grezza di cemento desidera ficile ottenere ci per mezzo dei gas dei fumi, aventi una temperatura elevata, in quanto sussiste un grande rischio che si verifichi localmente e temporaneamente un riscaldamento eccessivo della farina grezza.

[0016] Anche un riscaldamento eccessivo di una parte della farina grezza per breve tempo pu implicare l'espulsione di vapori alcalini o la produ- zione di masse fuse che possono dar luogo ad agglutinazioni o agglomera- menti.

[0017] Anche un eccessivo riscaldamento della farina grezza nello stadio di calcinazione pu impedire reazioni chimiche previste in uno stadio successivo dell'intero procedimento per la fabbricazione del clinker di cemento.

[0018] Per esempio la formazione di un clinker minerale nello sta- dio del procedimento complessivo nel quale deve avvenire la calcinazio- ne implichera uno sviluppo svantaggioso dell'intero processo.

[0019] ING.

[0020] A.

[0021] RACHEL1 C impianto per realizzarlo, che riduce gli inconvenienti precedentemente citati.

[0022] Il procedimento secondo la presente invenzione comprende l'intima miscelazione di almeno una parte del materiale grezzo preriscaldato col combustibile necessario per condurre almeno una parte della calci- nazione, combustibile che di per se un gas combustibile oppure, quan- rare un gas combustibile, in cui il materiale viene poi sospeso; la so- spensione del gas/materiale viene poi portata in contatto con un flusso di gas contenente ossigeno in modo tale che il combustibile gassoso bru- ci e le singole particelle del materiale grezzo vengano calcinate pra- tate vengono trascinate dalla corrente totale dei gas d'uscita dai pro- cedimenti di combustione e calcinazione e infine vengono separate dalla corrente.

[0023] Cosi, in confronto del procedimento precedente, in cui si produceva una corrente calda di gas di fumi mediante il combustibile e la si fa ceva passare al materiale grezzo da calcinare, il calore, secondo il ciascuna particella del materiale grezzo, nel punto in cui la si deve usare, cio nel punto in cui la particella solida, circondata dal gas, incontra l'ossigeno necessario per la combustione.

[0024] Ne risulta che le particelle di materiale grezzo, l'ossigeno e il gas combustibile ven- gono mescolati molto intimamente cosi che la calcinazione pu venir effet- ING.

[0025] A.

[0026] RACHELI C tuata pressoche isotermicamente ad una temperatura relativamente bassa.

[0027] L'uso del termine "calcinazione parziale" dovuto al fatto che l'in- tero processo di cottura del cemento spesso viene eseguito in modo che avviene solo una parziale calcinazione nello stadio di calcinazione, mentre la calcinazione di finitura viene effettuata nello stadio di sin- terazione.

[0028] Sono pure concepibili casi in cui la farina grezza preriscal- data, fatta passare allo stadio di calcinazione,viene sottoposta a calci- nazione fino ad un certo grado gia nel preriscaldatore.

[0029] Il combustibile usato per il procedimento pu essere un combustibile gassoso, un combustibile liquido, come olio, o un combustibile solido, lo si fa mescolare intimamente col materiale grezzo.

[0030] Nel caso del combustibile liquido, quando questo viene introdotto nel materiale grezzo, il combustibile evaporera dopo l'incontro col ma teriale grezzo caldo producendo un gas che si comporta come se fosse stato alimentato gas combustibile.

[0031] Anche combustibile solido in polvere ha lo stesso effetto, in quanto, incontrando il materiale grezzo caldo, libera gas combustibili, che si comportano esattamente come se il gas fosse stato alimentato direttamente.

[0032] In certi casi il procedimento pu venir modificato vantaggiosamente contenente ossigeno prima che quest'ultimo venga portato a contatto con la sospensione di gas/materiale.

[0033] Benche l'intima miscela di combustibile e di materiale grezzo pos- sa venir semplicemente scaricata per fornire la sospensione gas/materiale, in contatto con il gas contenente ossigeno, si riscontrano vantaggi se ING.

[0034] A.RACHELI C si forma un accumulo di una miscela almeno parzialmente fluidizzata di combustibile alimentato in modo continuo e di materiale grezzo in polve- re, preriscaldato, in una zona limitata, miscela che serva come sorgente per fornire continuamente la sospensione di gas/matériale che deve venir posta a contatto col flusso di gas contenente ossigeno.

[0035] Il gas combustibile mescolato col materiale grezzo, o il gas combu- stibile formato dopo la miscelazione del combustibile col materiale grezzo, contribuira alla fluidizzazione almeno parziale della miscela.

[0036] Se il gas combustibile alimentato o prodotto insufficiente allo scopo, si pu introdurre nella miscela un gas incombustibile, per esempio aria atmo- sferica.

[0037] In pratica la quantita di aria atmosferica sara piccola e il contenuto di ossigeno dell'aria, perci, sara cosi piccolo che qualunque combustione di gas si manifesti nell'accumulo sara senza importanza.

[0038] Nei casi in cui i materiali grezzi, essendo stati almeno parzialmente calcinati, vengono sottoposti ad una calcinazione di finitura e/o ad al- tro trattamento termico, il gas incombustibile, introdotto nell'accumulo, pu essere costituito in parte dai gas provenienti dalla calcinazione di finitura e/o dall'altro trattamento termico.

[0039] Questo trattamento ter- mico supplementare del materiale grezzo spesso seguito da un raffredda- mento del prodotto finale; effettuato spazzando e/o attraversando con aria di raffreddamento un suo strato in movimento, in un refrigerante di tipo o un refrigerante a tamburo rotante sottostante.

[0040] Il gas contenente os- sigeno di preferenza aria atmosferica, che pu essere preriscaldata ad una temperatura inferiore alla temperatura di calcinazione del ma ING.

[0041] A.

[0042] RACHELI Q teriale grezzo.

[0043] Almeno parte dell'aria di raffreddamento usata, proveniente dal citato procedimento di raffreddamento,pu cosi venir usata nel flusso essere posta a contatto.

[0044] E' stato riscontrato che vantaggioso far passare il materiale grezzc tenente ossigeno, verso il basso e successivamente verso l'alto, lungo un percorso sagomato a V,ed introdurre il combustibile o il combustibile e il gas non combustibile nel materiale mentre quest'ultimo passa nel -gu et auo opou u -otooessed ons Tt odop o ossoosad tap osses nsd oound scela a valle del punto piu basso del percorso venga almeno parzialmente fluidificata e sia meno densa del materiale a monte del punto inferiore del percorso.

[0045] Ne risulta che si verifica una notevole tendenza della mi- scela del materiale grezzo fluidizzato,che si trova nel ramo a valle del percorso a forma di V,a sollevarsi in quel ramo mentre il ramo a monte del percorso a V rimane pieno di materiale grezzo non fluidizzato.

[0046] Que- sto effetto "mammut" della pompa produce una miscelazione molto intima del materiale grezzo e del combustibile e consente un apprezzabile ri- sparmio dell'altezza complessiva della costruzione.

[0047] La sospensione di gas/materiale pu venir portata a contatto con uno o piu dei lati o con tutti i lati di una corrente ascendente di gas contenente ossigeno.

[0048] Cosi, la sospensione pu venir portata a contatto con la corrente di gas esterna.

[0049] Oppure, la sospensione di gas materiale pu venir scaricata verso l'alto in un flusso ascendente del gas contenen ING.

[0050] A.

[0051] RACHELI C vorticosa elicoidale.

[0052] Si pu utilizzare un letto fluidizzato del materiale grezzo, nel qual caso il letto fluidizzato viene mantenuto introducendo, al fondo del letto, sente nel letto fluidizzato, contribuisce alla fluidizzazione del letto e nello stesso tempo trascina particelle di materiale grezzo cosi da formare nello spazio superiore al letto di sospensione di gas/materiale adiacente alla corrente contenente ossigeno.

[0053] Cosi, si mantiene uno strato di materiale grezzo di tipo liquido nel letto fluidizzato e, alla sommita, una nube gassosa, ma il limite tra loro non naturalmente netto.

[0054] Tra loro ci sara uno strato di transizione, che si comporta come un qualcosa d'intermedio tra un liquido e un gas.

[0055] La miscela sizione, pu esser fatta traboccare, analogamente ad un liquido facilmente scorrevole, da un bordo del letto fluidizzato nella corrente di gas conte- nente ossigeno.

[0056] li e la corrente di gas contenente ossigeno abbia luogo lungo una inter- faccia reciproca immaginaria tra i mezzi in modo che la calcinazione del- le particelle di materiale grezzo inizi almeno all'interfaccia da cui le particelle calcinate in maggior grado vengono trascinate dalla/ e, se lo si che passa.

[0057] Il letto fluidizzato pu circondare la corrente di gas contenente ossigeno od esserne circondato.

[0058] La quantita di materiale presente nel let- -8- ING.

[0059] A.

[0060] RACHELI C to pu venir mantenuto successivamente ad un minimo e il numero di ugelli per l'introduzione del combustibile o del combustibile e del gas non combusti- bile pu venir ridotto ad un unico circolo di ugelli se il letto fluidiz- zato anulare, e la corda dell'anello toroidale ha una sezione trasversale triangolare col suo apice verso il basso.

[0061] comprendente un pozzo e mezzi per il passaggio di una corrente di gas contenente ossigeno verso l'alto,attraverso il pozzo, la cui estremita superiore collegata ad un separatore di particelle/gas, una zona di mi- scelazione e mezzi per alimentare separatamente e continuamente combustibile e materiale grezzo ad una zona di miscelazione, per stabilirvi un intimo contatto, e la zona di miscelazione e il pozzo sono sistemati in modo che, nell'uso, una sospensione di gas/ particelle di materiale grezzo passi dalla zona di miscelazione in contatto col gas contenente ossigeno, che fluisce verso l'alto attraverso il pozzo.

[0062] Di preferenza la zona di miscelazione si apre in una camera di cal cinazione dalla sommita della quale il pozzo conduce al separatore e il -te,t ossea ouasgsso aaaussaos se8 gp ossntj un p os8gessed Iy sad ozzsu to sistemato in modo da far passare il gas verso l'alto nella camera di calcinazione attraverso il fondo della camera stessa.

[0063] La zona di miscelazione pu comprendere uno o piú condotti, che portano nella camera di calcinazione,con o senza fluidizzazione, o un supporto si- stemato cosi da formare e mantenere un letto fluidizzato adiacente al lato del pozzo o al fondo della camera di calcinazione.

[0064] Esempi di impianti per la realizzazione del metodo secondo la presente ING.A.

[0065] RACHEL1 C invenzione sono illustrati nei disegni allegati, in cui: Fig.

[0066] l mostra un impianto per la calcinazione di farina grezza di cemento, praticamente in sezione verticale; Fig.

[0067] 2 mostra lo stesso impianto visto dal lato; Fig.

[0068] 3 mostra un modificazione dell'impianto della fig.

[0069] l, Fig.

[0070] 4 mostra l'impianto della fig.

[0071] 3 visto dal lato; Fig.

[0072] 5 una sezione secondo la linea VI-VI delle figure 2 e 4; Fig.

[0073] 6 mostra un terzo esempio di impianto; Fig.

[0074] 7 una sezione secondo la linea VII-VII della fig.

[0075] 6; Fig.

[0076] 8 mostra una modificazione dell'impianto illustrato in fig.

[0077] 6 rappresentato da una sezione secondo la linea VIII-VIII della fig.

[0078] 6; Fig.

[0079] 9 mostra un quarto esempio dell'impianto; Fig.

[0080] l0 mostra un quinto esempio dell'impianto; Fig.

[0081] ll mostra un sesto esempio dell'impianto; Fig.

[0082] l2 una sezione secondo la linea XII-XII della fig.

[0083] ll; Fig.

[0084] l3 mostra un settimo esempio dell'impianto; Fig.

[0085] l4 una sezione secondo la linea XIV-xIV della figura 13; e Fig.

[0086] l5 una rappresentazione schematica di un impianto completo per la cottura di cemento, in cui l'impianto di calcinazione illustrato L'impianto di calcinazione illustrato nelle figure l, 2 e 5 ha un pozzo l di sezione trasversale quadrata e provvisto di un rivestimento interno resistente al fuoco o refrattario.

[0087] Durante il funzionamento si alimenta un gas contenente ossigeno nel pozzo l dal basso.

[0088] Il pozzo l associato con una camera 2 a forma di V, che ha la forma di un supporto per letto fluidizzato e due rami, uno dei quali comuni- -10- ING.

[0089] A.

[0090] RACHELI ca, attraverso un'apertura 3, con l'interno del pozzo.

[0091] L'altro ramo collegato con un tubo 4, l'estremita superiore del quale unita al fondo di un ciclone 5, del quale indicata nel disegno solo la parte inferiore.

[0092] nuamente dal ciclone 5,attraverso il tubo 4, scendendo nella camera 2 co- si da formare e da mantenere al fondo della camera un accumulo 6 di fa- rina grezza preriscaldata.

[0093] Dal fondo della camera 2 sporgono le bocche di numerosi tubi, distri- buiti uniformemente.

[0094] L'altra estremita dei tubi collegata con tubi tra- sversali, che si riuniscono in un tubo di alimentazione comune 7.

[0095] Attraverso il tubo 7 viene alimentato continuamente ai tubi gas od olio combustibile e da essi nell'accumulo di farina grezza 6.

[0096] Se l'alimentato un gas, questo penetrera in quella parte dell'ac- cumulo di farina grezza che collocata nel ramo collegato col pozzo l, nel ramo opposto formera una sigillatura che impedisce efficacemente che a4sed et ezuan9asuoo I t oqn4 Tau a eta e4sanb Jad oste uy gssed se% T! fluidizzata 9 si solleva lungo il ramo corrispondente della camera 2.

[0097] Se, invece, l'alimentato consiste di olio, fornito attraverso il tubc 7, l'olio evaporera quando incontra la farina grezza calda in modo che ora si comportera come un gas combustibile, che fluidifica quella parte dell'accumulo di farina grezza che denotata con 9.

[0098] Cosi l'effetto lo stesso, a prescindere dal fatto che si usi gas od olio.

[0099] Talvolta si pu trovare desiderabile aumentare la fluidizzazione Perci previsto un tubo di alimentazione 8 per il gas incombustibile, che, 17 ING.A.FACHELI per esempio,pu essere aria atmosferica.

[0100] Il tubo 8 ramificato in numero si tubi, che si aprono,uniformemente distribuiti,al di sopra del fondo della camera, come illustrato in figura l.

[0101] Se la fluidizzazione supple- mentare superflua, si pu semplicemente interrompere l'alimentazione di gas dal tubo 8.

[0102] Contemporaneamente al fatto che il gas combustibile con- tribuisce almeno alla fluidizzazione di quella parte della farina grezza che denotata con 9, il gas si mescola anche intimamente con la parte 9.

[0103] Finche non si alimenta aria o altro gas contenente ossigeno attraverso il tubo 8, non sara presente ossigeno nella parte 9 e la calcinazione della farina grezza non pu,perci,aver luogo.

[0104] Se, invece, si fornisce aria atmosferica o altro gas contenente ossigeno dal tubo 8, ci avra due effetti: uno consiste nel fatto che la sigillatura con farina grezza nel ramo di sinistra della camera 2 aerata in certo grado in modo che la farina grezza fluira piu facilmente dal ramo di sinistra al ramo di destra della camera 2.

[0105] L'altro effetto consiste nel fatto che una certa quantita di ossigeno viene introdotta nell'accumulo della farina grezza mescolata con combustibile, per cui ha luogo sporadicamente una certa calcinazione, che, di per se, e indesiderabile, ma, data l'esiguita, senza importan za pratica.

[0106] Mentre penetra nella parte 9 dell'accumulo, contribuendo a fluidifi- usando la massa accumulata, come una sorgente, la sospensione di gas/ma- teriale, che, per il suo contatto con la corrente gassosa contenente ossigeno che passa, produce almeno una parziale calcinazione delle singo- -12- ING.

[0107] A..FACHELI le particelle della sospensione.

[0108] Tuttavia, la calcinazione avra luogo tra la camera 2 e il pozzo l.

[0109] L'apertura 3 definita verso il basso da un orlo ll, che formato dove il pozzo l e la camera 2 si uniscono in cui la sospensione del gas/farina grezza e collocata si formera una zona transitoria lO, nella quale il materiale non si comporta come un liquido ne come un gas, ma partecipa della natura di un liquido molto facilmente scorrevole.

[0110] Esso trabocchera dall'orlo ll e formera vortici l2 in questo spazio e questi verranno subito afferrati dal gas ascendente attraverso il pozzo l.

[0111] limite immaginaria o una zona limite, denotata con l3, tra i mezzi.

[0112] La calcinazione delle particelle di farina grezza avra almeno inizi.

[0113] sulla superficie o nella zona l3, in cui le particelle e il gas combustibile incontrano l'ossigeno proveniente dal gas che contiene ossigeno e da cui, di preferenza, le particelle che sono calcinate in grado maggiore vengono trascinate dal/ e, per esempio, dopo la calcinazione, nel/ gas che passa.

[0114] La superficie o la zona l3 inclinata, e l'ossigeno del modo che il gas occupera meno spazio.

[0115] Nel ritorno, la sospensione di gas/farina grezza sul lato sinistro della superficie l3 occupera piu spazio in quanto la calcinazione consiste nell'espellere CO, gassoso dalla calce della farina grezza.

[0116] Le figg.

[0117] 3, 4 e 5 mostrano un impianto modificato per la calcinazio- -13 ING.

[0118] A.

[0119] RACHELI Q ne di farina grezza di cemento.

[0120] L'impianto non si distingue essenzialmente dall'impianto illustrato nelle figure l, 2 e 5, i numeri di riferimentc sono perci identici.

[0121] La differenza principale consiste nel fatto che, in questo caso, la camera 2 non ramificata in due rami e perci, non si ha formazione di una sigillatura, come descritto per la fig.l.

[0122] Inoltre, il carbone in polvere , per esempio, previsto per l'uso nella calcina- zione.

[0123] La polvere di carbone viene alimentata all'accumulo fluidizzato di farina grezza mediante un convogliatore a coclea l4, che forza la sido di carbonio, metano, ecc.), vengono espulsi dal carbone.

[0124] Quando il combustibile usato carbon fossile, di solito sara richiesta una fluidi- ficazione supplementare ed anche l'impianto secondo la figura 3 , perci, provvisto di un tubo di alimentazione 8 con relative aperture del tubo per l'alimentazione di gas di fluidizzazione supplementare.

[0125] Le modalita di operazione dell'impianto secondo le figure 3, 4 e 5 uguale a quella per il primo impianto descritto.

[0126] Le figure 6 e 7 mostrano un impianto di calcinazione che offre impor- tanti vantaggi su quelli rappresentati nelle figure da l a 5.

[0127] La struttura differisce, tuttavia, poco da quelle precedentemente descritte ed stato possibile usare numeri di riferimento identici in larga misura.

[0128] Il pozzo l, usato in questo caso, non di sezione trasversale quadra ta, ma circolare, come si vedra dalla figura 7, ed provvisto di una oaos ozzo top ay%oet ntd a astaags ntd gtsed aT a T ozzod tap aaoyadns -14- ING.A.

[0129] RACHiELl C collegate da una sezione tronco-conica l6.

[0130] Si pu supporre di arrivare alla forma del pozzo cosi presentata giro intorno all'asse di simmetria del pozzo l.

[0131] Ne risulta che il sup- all'estremita superiore, e il bordo ll pure anulare.

[0132] Attraverso lo spazio circondato dal truogolo il gas contenente ossigeno fluisce nel pozzo, attraverso un tubo l7, che corrisponde alla parte inferiore del pozzo delle figure l e 3.

[0133] La farina grezza preriscaldata viene alimentata nel pozzo in due punti diametralmente opposti, in ciascuno separatamente da uno die due cicloni 5, attraverso il suo tubo separato 4.

[0134] Dalle figure 6 e 7 e dalla descri zione precedente apparira evidente che la calcinazione con l'uso dell'im- sara piu omogeneo di quello ottenuto usando gli impianti precedentemente descritti.

[0135] La superficie limite, immaginaria, piana l3 di questi ultimi, sara, secondo le figure 6 e 7 dell'impianto, una superficie limite conica immaginaria.

[0136] Tuttavia, la modalita di operazione dell'impianto fonda- mentalmente identica a quella degli impianti precedentemente descritti.

[0137] Nella figura 6, come pure nelle figure l e 3, curve chiuse, nel pozzo l o rispettivamente nel suo allargamento l5,indicano la formazione di correnti vorticose da parte della sospensione del gas/materiale.

[0138] Questi vortici hanno assi di rotazione che sono praticamente orizzontali e possono far si che particelle non calcinate vengano passate continuamente alla superficie limite l3 cosi da venir calcinate.

[0139] Inoltre, i vortici formano una nube isolante termica che protegge le pareti del pozzo o 15 ING.

[0140] A.

[0141] RACHELl C l'allargamento dal calore sviluppato nella superficie limite e intorno ad essa.

[0142] Anziche usare solo un tubo di alimentazione grosso l7 per.il gas odty otsanb tp tqng tp rtttentd ean gosassa gnd ouaoysso aauauaaaos piu piccoli, montati simmetricamente.

[0143] Ci e indicato nella figura 8, 6, per esempio, tuttavia con la modificazione che sono previsti tre tubi di alimentazione.

[0144] Nella figura solo le estremita superiori di questi tubi sono visibili nella forma dell'orlo ll.

[0145] Questa modificazione viene usata vantaggiosamente in una produzione molto grande e provvede in per l'incontro col gas contenente ossigeno.

[0146] L'impianto illustrato in figura 9 ha, come l'esempio della fig.

[0147] 6, una camera di calcinazione formata da un allargamento l5, interposto tra la parte superiore l e la parte inferiore l7 del pozzo.

[0148] Tuttavia le parti l5 e l7 sono collegate tra loro da una parte tronco-conica 18.

[0149] In questi esempi il letto fluidizzato manca e l'intima miscelazione tra il combustibile e il materiale grezzo avviene nei tubi stessi di alimentazione del materiale grezzo, dei quali pu essercene uno o possono essercene due oppure un anello di tre o piu; nella figura 9 sono rappresentati due.

[0150] Il combustibile viene introdotto direttamente in ciascun tubo e la fig.

[0151] 9 mostra, come esempio, un convogliatore a coclea l4 per polvere di carbone sul lato destro e sul lato sinistro vari tubi di alimentazione 7 con valvola separata per l'olio combustibile o per il gas.

[0152] Nonostante il fatto che questo tipo costruttivo sia piu semplice -16- ING.A.

[0153] RACHELI Q di quelli finora descritti, si ottiene una miscelazione molto intima tra materiale grezzo e combustibile.

[0154] Una sospensione di gas/materiale grezzo viene scaricata continuamente attraverso le estremita inferiori dei tubi 4 verso il basso e radialmente verso l'interno verso la corrente di gas contenente ossigeno che passa salendo attraverso il centro della camera di calcinazione.

[0155] Anche in questo.caso si fa in modo che la sospensione presenti correnti vorticose, rappresentate dalle frecce incurvate l9 in modo da ottenere una rapida calcinazione a temperatura relativamente bassa per contatto con la corrente gassosa contenente ossigeno.

[0156] Come negli altri esempi, le particelle di materiale, dopo calcinazione, vengono trascinate e trasportate verso l'alto attraverso la parte superiore l del pozzo e vengono separate nel separatore.

[0157] La modificazione della figura l0 differisce dalla modificazione della figura 9 in quanto i tubi di alimentazione 4 del materiale grezzc sono a forma di V, con un ramo a monte 4A e un ramo a valle 4B.

[0158] Il combustibi- le viene introdotto nel ramo 4B e il gas combustibile,cosi introdotto, insieme, se necessario, con un po' di gas non combustibile, introdotto attraverso i tubi 8 nel punto piu basso del tubo sagomato a V, produce una fluidizzazione del materiale grezzo che si trova nel ramo 4B.

[0159] Il materiale grezzo del ramo 4A forma una sigillatura e si produce un effettc di pompa mammuth simile a quello della figura l, per cui la miscela del materiale grezzo e del combustibile si solleva naturalmente attraverso il ramo 4B nel fondo della camera di calcinazione.

[0160] Anche in questo caso si ottengono i vantaggi di una miscelazione particolarmente buona del materiale grezzo e del combustibile e la conseguente efficiente calcinazione :17- ING.

[0161] A.

[0162] RACHELI @ a bassa temperatura, insieme con quelli di una rapida velocita di alimen- tazione attraverso il tubo 4 e la possibilita di ridurre l'altezza comples- siva dell'apparecchiatura.

[0163] La modificazione illustrata nelle figure ll e l2 differisce dall'esem- pio della figura lO in quanto il ramo 4B a valle del tubo di alimentazio- ne del materiale grezzo conduce verticalmente e centralmente all'interno del fondo della camera l5 di calcinazione, circondata dal tubo di alimen- tazione l7 contenente ossigeno.

[0164] Anche in questo caso il combustibile, in- sieme, se necessario, ad un po' di gas incombustibile, viene introdotto nella parte inferiore del ramo 4B attraverso i tubi 7,8.

[0165] In questo esem- pio il tubo di alimentazione 7 del gas contenente ossigeno viene alimen- tato lateralmente attraverso un ramo l7A, che conduce in un collettore l7B.

[0166] atto a produrre vortici, che fa si che il gas eserciti un'azione vorticosa elicoidale mentre passa salendo attraverso la camera l5, come indicato dalla linea con frecce.

[0167] In questo caso non si formeranno le correnti vorticose come quelle indicate dalle curve o dalle frecce l9 nelle modificazioni rappresentate nelle figure precedenti, ma il movimento vorticoso elicoidale del gas avra lo stesso effetto dei vortici, benche in questo caso l'asse comune di rota- zione sia verticale anziche orizzontale.

[0168] L'esempio illustrato nelle figure l3 e l4 utilizza una camera di cal- cinazione simile a quella delle figure da 9 a l2, ma, come la fig.

[0169] 6, nel fondo della camera conformato un letto 9,fluidizzato,anulare, che viene alimentato con materiale grezzo attraverso un tubo o tubi 4.

[0170] Per la forma tronco-conica della parte inferiore l8 della camera e una bocca estendentesi verso l'alto 20 della parte l7 inferiore del -18- ING.A.puFLI @ pozzo e corrispondente all'orlo ll della figura 6, il letto fluidizzato ha una sezione trasversale triangolare.

[0171] Questa rappresenta una struttura particolarmente efficiente che consente l'effettuazione di una rapida calcinazione a bassa temperatura costante,senza che sia necessaria alcuna aggiunta di aria fluidizzante non combustibile,e con l'impiego soltanto di un unico anello di tubi 7 di alimentazione dell'olio,per l'introduzione del combustibile da vaporizzare per la fluidificazione e la combustione.

[0172] Inoltre basta che siano mantenute nella camera di calcinazione quantita solo relativamente piccole del materiale fluidizzato.

[0173] La bocca 20 ritraibile telescopicamente verso il basso rispetto alla parte inferiore l7 del pozzo; la bocca 20 sigillata al pozzo con mezzi di chiusura a tenuta o guarnizioni di tenuta scorrevoli 2l ed sigillata alla camera di calcinazione con guarnizioni scorrevoli 22.

[0174] Il vantaggio di ci sta nel fatto che,abbassando la bocca 20 leggermente trabocchi dall'orlo della bocca con un effetto di troppo pieno, nella corrente di gas contenente ossigeno, analogamente agli esempi delle figure l, 3 e 6.

[0175] Un altro vantaggio consiste nel fatto che, abbassando la bocca 20 fino a che l'orlo superiore sia a livello col fondo della camera di calcinazione, il materiale che si trova nel letto fluidizzato pu liberamente versarsi nel fondo della camera di calcinazione e scendere nel pozzo l7,in una tramoggia 23,che forma una camera di raccolta.Questa operazione viene eseguita durante un intasamento temporaneo,quando pezzi di materiale grezzo o corpi estranei si siano depositati nel letto fluidizzato.

[0176] 6L ING.A.pUtL1 C La bocca 20 viene poi sollevata di nuovo e ricomincia il funzionamento.

[0177] Il materiale che si trova nella tramoggia 23 non influisce sull'ali- mentazione del gas contenente ossigeno che sale attraverso il pozzo l7 alimentato attraverso un tubo laterale 24, che conduce nel pozzo l7 al disopra dell'imbuto 23.

[0178] Un tubo di soffiatura 25 porta nell'imbuto e ser ve per soffiare di nuovo nella camera di calcinazione particelle fini.

[0179] Pezzi o corpi estranei che rimangono allora nell'imbuto vengono eliminati dopo il raffreddamento aprendo una paratoia (valvola ?) 26.

[0180] La figura l5 mostra schematicamente un impianto completo di cottura del cemento, in cui l'impianto di calcinazione secondo la fig.

[0181] 3 co- l'impianto secondo la figura l5 sia riscaldato ad olio (gli altri impianti di calcinazione illustrati potrebbero essere sostituiti altrettanto bene) In questa figura riappaiono il pozzo l, la camera 2, l'apertura 3 e il tubo di alimentazione 4 per il preriscaldamento della farina grezza pre- riscaldata e non solo il fondo del ciclone, ma l'intero ciclone 5 visibile.

[0182] Il tubo di alimentazione 7 per l'alimentazione dell'olio e il tubo di alimentazione 8 per l'alimentazione del gas fluidizzante supplemen- tare sono pure visibili, come pure l'orlo ll.

[0183] L'estremita superiore del pozzo l si collega con un tubo orizzontale 27, attraverso cui la sospensione della farina grezza completamente o par zialmente calcinata viene fatta passare tangenzialmente in un ciclone 28, nel quale vengono separati l'uno dall'altro gas e farina grezza.

[0184] La fari- -20- ING.

[0185] A.

[0186] RACHELI C 30, nel quale la farina grezza,completamente o parzialmente calcinata, viene calcinata fino allo stadio finale, se necessario, e cotta a clinker di cemento: L'estremita d'ingresso della farina grezza del forno rotativo 30 circondata da un involucro 3l, e un involucro simile 32 collocato all'altra estremita del forno rotativo.

[0187] L'involucro collegato alla sua estremita inferiore con un refrigerante del clinker 33 del tipo a griglia.

[0188] Quest'ultimo ha una griglia 34, sulla quale cade il clinker e insieme al- la quale il clinker viene fatto avanzare da destra a sinistra, raffredda- to da una corrente trasversale d'aria, alimentata attraverso il tubo 35.

[0189] L'aria, dopo essere passata attraverso lo strato di clinker, entra nell'in volucro 32 alla sommita del quale collegato il pozzo l, in modo che parte dell'aria di raffreddamento usata entra in esso e costituisce il gas contenente ossigeno, precedentemente citato.

[0190] Un'altra parte viene aspi- rata nel forno rotativo 30 per servire come aria di combustione seconda ria per la formazione di una fiamma all'estremita di un tubo 36 di bru- ciatore, che si estende internamente al forno, nel quale avviene la sin- terazione o sinterizzazione della farina grezza preriscaldata e calcinata Non necessario che il refrigerante del clinker 33 sia del tipo a griglia per servire come sorgente di gas contenente ossigeno da alimentare al fondo del pozzo l.

[0191] Si possono usare altrettanto bene altri tipi come un refrigerante planetario a rotazione indipendente o un refrigerante a tam- buro rotante sottostante.

[0192] Nel ciclone 28 la farina grezza completamente o parzialmente calci- Bt euopueqqe se% ll :esadsos esa gtenb tau se% tep eaetedas auata easu sommita del ciclone attraverso un tubo verticale 37, che si apre tangen- zialmente nel ciclone 5, precedentemente citato e che costituisce uno dei 21 ING.

[0193] A.

[0194] RACHELI @ cicloni di un preriscaldatore a ciclone in due stadi.

[0195] Dalla sommita del preriscaldatore un tubo verticale 38 conduce all'altro ciclone, indicato con 39.

[0196] Dalla sommita del ciclone un altro tubo 40 conduce al lato di che provoca l'aspirazione dell'aria atmosferica attraverso l'ingresso 35 e l'aria fluisce successivamente lungo il percorso indicato dai numeri di riferimento 35-32-l-27-28-37-5-38-39-40-4l: Il ventilatore 4l forza il gas in un precipitatore elettrostatico della polvere 42, in cui la polve re trascinata dai gas viene separata e il gas depurato abbandona il pre cipitatore attraverso un tubo 43 che conduce ad un'apertura di sfogo (non rappresentata) .

[0197] La farina grezza da preriscaldare nei preriscaldatori a ciclone 35, 5,38,39, calcinata nel pozzo l e successivamente cotta a clinker di ce- mento nel forno rotativo 30, per venir raffreddata infine nella forma di clinker nel refrigerante 33,viene fatta passare ad una tramoggia 44.

[0198] La tramoggia 44 si apre in un tubo 45, che contiene una chiusa 46, per esem- pio una valvola a saracinesca di tipo conveniente, che consente alla farina grezza di scendere verticalmente attraverso il tubo 45, ma impedisce ogni passaggio attraverso ad essa del gas.

[0199] Il tubo 45 si apre in un punto anco- ra piu in basso, nella parte verticale del tubo verticale 38, dove la fa- rina grezza incontra la corrente di gas ascendente attraverso il tubo, da cui la farina grezza viene trascinata e riscaldata dalla corrente gas- sosa mentre il gas stesso viene raffreddato.

[0200] Secondo il principio noto dai preriscaldatori a ciclone la farina grezza, insieme col gas, viene introdotta nel ciclone 39, nel quale i -22- ING.

[0201] A.

[0202] RACHELI Q due mezzi vengono separati l'uno dall'altro e il gas, come precedentemente dicato con 46, prevista all'interno del tubo verticale 37, vicino alla sua estremita inferiore.

[0203] Ne risulta che la farina grezza verra preri- scaldata ulteriormente, in quanto il gas che incontra nel tubo verticale 37 piu caldo del gas che fluisce attraverso il tubo verticale 38 e nel ciclone 5 i due mezzi vengono di nuovo separati l'uno dall'altro, passan- do il gas, come precedentemente riferito, verso l'alto attraverso il tubo 28,mentre la farina grezza, ora preriscaldata al suo stato finale, viene precedentemente descritto e successivamente viene calcinata nel pozzo l, col quale la camera 2 in comunicazione.

[0204] E' bene osservare ancora una volta che la calcinazione ed il pre- riscaldamento della farina grezza non vengono eseguiti, come avviene nel caso convenzionale, per mezzo di gas caldi dal forno rotativo, con gli inconvenienti conseguenti, precedentemente descritti, ma per mezzo dell'aria atmosferica e del combustibile mescolato con la farina grezza.

[0205] I gas d'uscita dal processo di sinterizzazione, effettuato nel forno rotativo 30 devono, tuttavia, venir eliminati in altro modo e, di pre- ferenza, in modo che il calore contenutovi possa venir utilizzato.

[0206] Le possibilita che sussistono a tale proposito sono illustrate da linee a tratti e punti nella figura l5.

[0207] Se necessaria una fluidizzazione supplementare della farina grez- -23 ING.

[0208] A.

[0209] RACHELI C pu venir usata a tale scopo, come indicato dalla linea a tratti e punti che termina nel tubo 8.

[0210] E' possibile che il resto dei gas o l'intera quantita dei gas segua la linea a tratti e punti 50, cioe venga introdotto/a nel tubo verticale 37 del ciclone inferiore,oppure possibile, seguendo la linea a tratti e punti 5l, effettuare l'introduzione nella corrente gassosa direttamente di fronte al soffiatore 4l.

[0211] In quest'ultimo caso il calore dei gas di uscita, tuttavia, non verra utilizzato.

[0212] Al contrario, sara spesso neces- sario, come indicato nella figura, far passare il gas attraverso una tor- di entrare nel precipitatore elettrostatico 42, che non in grado di re- sistere al passaggio di gas che superino una certa temperatura.

[0213] Inoltre, non soddisfacente che il gas non contenga una certa quantita di umidita, che gli verra automaticamente aggiunta nella torre di raffreddamento.

[0214] Inoltre, nella figura l5 indicato, molto schematicamente, per mezzo della linea a tratti e punti 53, che una parte della farina grezza preriscaldata, anziche venir fatta passare attraverso il tubo 4 nella ca mera 2 ed ivi mescolata col combustibile, pu venir alimentata al fondc tos aaatsa ezzas% eatsej ettap asred ersanb aas opou a t ozzod tap gas contenente ossigeno, venga fatta passare verso l'alto attraverso il pozzo.

[0215] Si pu apprezzare il vantaggio raggiungibile nell'altezza complessi- va coi tubi di alimentazione del materiale, a forma di V, 4A e 4B nella figura l0,considerando la sostituzione dell'impianto di calcinazione di figura l0 in figura l5.

[0216] In quest'ultimo caso l'estremita superiore del ING.A.R4CHEI 1 E tubo di diramazione 4B o di ciascun tubo di diramazione potrebbe essere collegata col fondo del pozzo l in figura l5, in modo che il pozzo l pu venir costruito piu corto, con la conseguente possibilita di abbassare il li- vello delle parti 26, 5, 39 e 42, cioe l'intero impianto.

[0217] La flessione nel punto di interconnessione dei rami 4A e 4B pu venir collocata allo- ra a livello con la bocca del tubo 35 o anche piu in basso.

[0218] L'altro ramo 4A collegato col tubo 4.

[0219] .

Claims (1)

1. l.

Procedimento per effettuare la calcinazione almeno parziale di un materiale grezzo in polvere, preriscaldato, consistente di calce o contenente calce, procedimento caratterizzato da ci che comprende anzitutto l'intima miscelazione di parte almeno del materiale grezzo preriscaldato col combustibile necessario per effettuare una calcinazione almeno parziale, essendo il combustibile di per se un gas combustibile oppure, quando incontra il materiale grezzo in polvere, caldo tale da liberare un gas combustibile, in cui il materiale viene successivamente sospeso; la sospensione del gas/materiale viene poi portata a contatto con un flusso di gas contenente ossigeno in modo che il gas combustibile bruci e le singole particelle di materiale grezzo vengano calcinate praticamente isotermicamente, le particelle di materiale grezzo, cosi trattate, vengono poi trascinate dalla corrente totale dei gas in uscita dai processi di combustione e calcinazione e infine separate dalla corrente.

2.

Procedimento secondo la rivendicazione l, caratterizzato da ci che parte del materiale grezzo preriscaldato viene sospesa nel flus- so di gas contenente ossigeno prima che quest'ultimo venga portato a con- ING.

A.

RACHELI E tatto con la sospensione di gas/materiale 3.

Procedimento secondo la rivendicazione l o la rivendicazione 2, caratterizzato da ci che si forma in uno spazio limitato un accumulo di una miscela,almeno parzialmente fluidizzata, di combustibile e di materia le grezzo in polvere, preriscaldato, alimentati in modo continuo, e geno.

4.

Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato da ci che la miscela viene mantenuta in condizione almeno parzialmente fluidiz- zata sia dal gas combustibile sia da un gas non combustibile, che viene introdotto nella miscela.

5.

Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato da ci che il gas non combustibile consiste almeno parzialmente di gas di scarico da una calcinazione di finitura e/o altro trattamento termico al quale il materiale grezzo sia stato sottoposto dopo essere stato al- meno parzialmente calcinato per contatto col flusso di gas contenente os- sigeno.

6.

Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato da ci che il materiale grezzo preriscaldato passa, prima di venir portato a contatto col flusso di gas contenente ossigeno, verso il basso e successivamente verso l'alto, lungo un percorso a V e il com- bustibile o il gas non combustibile che si introducono nel materiale men- in modo che la miscela a valle del punto inferiore del percorso sia al- ING.A.

lCHELI @ 26- meno parzialmente fluidizzata e meno densa del materiale a monte del punto inferiore del percorso.

7.

Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni preceden- ti, caratterizzato da ci che la sospensione di gas/materiale viene por- tata a contatto con uno o piu dei lati o con tutti i lati di una corrente in flusso ascendente di gas contenente ossigeno.

8.Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato da ci che la sospensione di gas/materiale viene scaricata verso l'alto entro un flusso ascendente di gas contenente ossigeno.

9.

Procedimento secondo la rivendicazione 7 o la rivendicazione 8, caratterizzato da ci che il flusso ascendente di gas contenente ossigeno esercita un'azione vorticosa elicoidale.

l0.

Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 7 a 9, quando sia dipendente da una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato da ci che si mantiene un letto fluidizzato di materiale grezzo introducendo, al fondo del letto, combustibile o combustibile e gas non combustibile in modo che il gas, nel letto fluidizzato contribuisce alla fluidizzazione del letto e nello stesso tempo trascina particelle di materiale grezzo cosi da formare, nello spazio al di sopra del letto, la sospensione di gas/materiale,adiacente alla corrente gassosa contenente ossigeno.

ll.

Procedimento secondo la rivendicazione.

lO, caratterizzato da ci strato di transizione tra il letto fluidizzato e la sospensione di gas /materiale agisce come un liquido facilmente scorrevole e viene fatta tra- -27- ING.

A.

RACHELI C.

boccare da un orlo del letto fluidizzato nella corrente di gas contenente ossigeno.

l2.

Procedimento secondo la rivendicazione l0 o la rivendicazione lungo una interfaccia reciproca in modo che la calcinazione delle particelle di materiale grezzo viene almeno iniziata vicino all'interfaccia da cui le particelle calcinate in grado maggiore vengono trascinate dalla/ e, se lo si desidera, dopo la calcinazione, nella/ corrente gassosa contenente ossigeno che passa.

l3.

Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da l0 a l2, caratterizzato da ci che il letto fluidizzato circonda la corrente di gas contenente ossigeno o ne circondato.

l4.

Procedimento secondo la rivendicazione l3, caratterizzato da ha una sezione trasversale triangolare con l'apice in basso.

l5.

Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ci che il gas contenente ossigeno aria atmosferica.

l6.

Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni prece- denti, caratterizzato da ci che il gas contenente ossigeno viene preri- scaldato ad una temperatura inferiore alla temperatura di calcinazione del materiale grezzo.

l7.

Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato da ci che il gas contenente ossigeno viene preriscaldato nell'impiego precedente -28_ ING.

A.

RACHELI calcinato dopo che stato sottoposto ad un trattamento termico di finitura.

18.

Procedimento secondo la rivendicazione l, praticamente come descrit- to in uno qualunque degli esempi illustrati nei disegni allegati.

19.

Farina grezza di cemento, che stata calcinata almeno parzialmente 20.

Impianto di calcinazione per realizzare un procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da l a l8, caratterizzato da ci che l'impianto comprende un pozzo e mezzi per far passare un flusso di gas contenente ossigeno verso l'alto attraverso il pozzo, la cui estremita su- periore e collegata con un separatore di particelle/gas, una zona di miscelazione e mezzi per alimentare separatamente e continuamente combu- miscelazione, e la zona di miscelazione e il pozzo sono sistemati in modo che, nell'uso,una sospensione di gas combustibile/particelle di materiale grezzo passera dalla zona di miscelazione in contatto col gas contenente ossigeno che fluisce verso l'alto attraverso il pozzo.

2l.

Impianto secondo la rivendicazione 20, caratterizzato da ci che la zona di miscelazione @ aperta verso una camera di calcinazione, dalla Sommita della quale il pozzo conduce al separatore e il mezzo per far pas- sistemato cosi da far passare il gas nella camera di calcinazione at- traverso il fondo della camera.

22.

Impianto secondo la rivendicazione 2l, caratterizzato da ci che la zona di miscelazione comprende uno o piu condotti che si estendono ver- so l'alto, ciascuno avente un'apertura terminale superiore, praticata al ING.

A.

RACHELI -29- fondo della camera di calcinazione ed un'estremita inferiore, che ali- mentata dall'alto dal mezzo di alimentazione del materiale grezzo, e il mezzo di alimentazione del combustibile alimenta combustibile nel condotto a valle della sua estremita inferiore, per cui nel condotto avviene un'in- tima miscelazione del materiale grezzo e del combustibile.

23.

Impianto secondo la rivendicazione 22, caratterizzato da cio che uno dei condotti si apre al fondo della camera di calcinazione circondata da un ingresso per il flusso del gas contenente ossigeno.

24.

Impianto secondo la rivendicazione 22, in cui uno dei condotti si apre centralmente al fondo della camera di calcinazione, circondando ossigeno.

25.

Impianto secondo la rivendicazione 23 o la 24, caratterizzato da ci che l'ingresso del gas fa si che il gas contenente ossigeno eser- citi un'azione vorticosa elicoidale mentre passa verso l'alto attraverso la camera di calcinazione.

26.

Impianto secondo la rivendicazione 20 o la 2l, caratterizzato da ci che la zona di miscelazione un supporto sistemato cosi da for- mare e da mantenere un letto fluidizzato mentre il mezzo di alimentazione del combustibile conduce verso l'alto attraverso il fondo del supporto e la sommita del supporto che si apre nel pozzo.

27.

Impianto secondo la rivenicazione 26, se dipendente dalla riven- dicazione 2l, caratterizzato da ci che il supporto del letto fluidiz- zato viene formato al fondo della camera di calcinazione e l'alimentazione del gas contenente ossigeno viene condotta verso l'alto attraverso il sup- ING.

A.

RACHELI G -30- porto o intorno allo stesso nella camera di calcinazione 28.

Impianto secondo la rivendicazione 27, caratterizzato da ci che il supporto del letto fluidizzato e anulare ed formato al fondo della pozzo, che si estende centralmente verso l'alto attraverso la parete in- feriore della camera di calcinazione.

29.

Impianto secondo la rivendicazione 28, caratterizzato da ci che la parete inferiore della camera di calcinazione e tronco-conica ed incli- nata verso il basso e verso l'interno vicino alla sommita della parte in- feriore del pozzo.

30.

Impianto secondo una qualunque delle rivendicazioni da 27 a 29, caratterizzato da ci che la sommita della parte che forma il pozzo infe riore ritraibile verso il basso in modo che l'altezza alla quale si estende verso l'alto nella camera di calcinazione regolabile.

3l.

Impianto secondo la rivendicazione 29 o la rivendicazione 30, camente a livello col fondo della camera di calcinazione, per cui,duran- te un arresto temporaneo,pezzi di materiale grezzo o di corpi estranei che si depositino nel letto fluidizzato possono essere fatti cadere dalla camera di calcinazione attraverso il pozzo ad una camera di raccolta, al fondo del pozzo.

COMMER con riferimento .yuarun allegati.

=7 n1c 1073 INA.BACHEYI C .