УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА Российский патент 1994 года по МПК F27B7/34 

Изобретение относится к конструкции установок для получения цементного клинкера в промышленности строительных материалов.

Известна конструкция установки для сушки, грануляции и обжига жидкотекучей сырьевой смеси при получении цементного клинкера. Установка содержит футерованный вращающийся барабан, цепной теплообменник для сушки и грануляции материала, собственно печь для обжига [1].

Недостатком конструкции данной установки является высокий расход тепла на обжиг клинкера и низкая производительность.

Известна установка, включающая мельницу помола сырья, шахты с встроенным в верхнюю ее часть вальцовым окомкователем. Установка оснащена системой дутья, питания и разгрузки. Шахта работает в противоточном режиме [2].

Недостатком конструкции является грануляция материала перед обжигом, требующая установку малопроизводительного оборудования и дополнительного расхода топлива на испарение воды из гранул. Кроме того, помол сырьевых компонентов перед обжигом требует дополнительной энергии по сравнению с помолом обожженных сырьевых компонентов, поскольку в первом случае подвергаются помолу карбонат кальция и глинистые материалы, содержащие летучие составляющие СО₂ и Н₂О при термообработке. Эта установка также малопроизводительная в связи с противоточным режимом работы.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат и упрощение подготовки сырья.

На фиг.1 изображена предлагаемая установка, продольный разрез.

Установка включает шахтную перекрестно-точную печь 1 со слоевым сжиганием твердого топлива для обжига сырьевых компонентов и примкнутый снизу к печи 1 холодильник 2 с питателем 3, мельницу 4, окомкователь 5, дополнительную шахтную перекресно-точную печь 6 со слоевым сжиганием твердого топлива для спекания материала, холодильник 7 продукта, примкнутый снизу к печи 6, питатель 8 продукта. Шахтные печи 1 и 6 оснащены соответственно зажигательными устройствами 9 и 10 с горелками 11 и 12, дутьевыми вентиляторами 13 и 14 и дымососами 15 и 16. Холодильник 2 соединен с шахтной печью 1 воздуховодом 17/ а холодильник 7 - с шахтной печью 6 воздуховодом 18.

Течка 19 разгрузочного устройства холодильника 2 соединена с загрузочным концом мельницы 4, а течка 20 ее разгрузочного устройства присоединена к окомкователю 5, который соединен с второй печью 6. Печи 1 и 6 и холодильники 2 и 7 содержат газораспределительные стенки 21, полости 22 и перекрытия 23.

Установка работает следующим образом.

Дробленные влажные компоненты сырьевой смеси с твердым топливом поступают в бункер 24 и затем в шахтную печь 1. Материал, опускаясь вниз по шахте, проходит последовательно зоны поджига твердого топлива, сушки и декарбонизации. Затем поступает в холодильник 2 и далее питателем 3 подается в течку 19 и в мельницу 4, где измельчается до требуемой дисперсности и гомогенизируется. Затем из разгрузочного устройства мельницы 4 смолотый материал по течке 20 поступает в окомкователь 5 и далее на обжиг в шахтную печь 6, где спекается и после охлаждения в холодильнике 7 при помощи питателя 8 клинкер направляется на дальнейшую переработку.

Твердое топливо для спекания клинкера поступает в мельницу 4 или в виде штыба поступает в окомкователь 5. Поджог твердого топлива в слое в шахтной печи 7 производят горелкой 12 через зажигательное устройство 10. Работа шахтных печей 1 и 6 и с примкнутыми к ним холодильниками 2 и 7 производится в традиционном перекрестно-точном режиме со слоевым сжиганием твердого топлива. Горячий воздух из холодильников 2 и 7 по воздуховодам 17 и 18 поступает в вводные полости 22 печей и используется для слоевого сжигания твердого топлива. Отходящие из шахтных печей 1 и 6 газы при помощи дымососов 15 и 16 удаляются на пылеочистку.

Декарбонизация на первой стадии термообработки позволяет осуществить помол обожженного продукта широко распространенными помольными установками, например, трубными мельницами, причем производительность помольных установок в данном случае значительно выше, чем при помоле сырьевых компонентов, что прощает систему сырьеподготовки (уменьшает количество мельниц для одной печной установки).

Присоединение течки разгрузочного устройство мельницы к окомкователю, в данном случае предпочтительно прессового типа, например валковому, позволяет снизить теплозатраты, так как не требуется вода для окомкования. Применение прессового окомкователя в данном случае возможно, так как для окончательного обжига декарбонизированного материала высокой прочности окомкованного продукта не требуется. В таком процессе при вторичной термоподготовке окомкованный продукт не подвергается разупрочнению, так как из него происходит газовыделения и изменения структурной прочности, а напротив, по мере нагрева происходит спекание, повышающее адгезионную прочность.

Применение в качестве второй ступени термообработки шахтной печи с перекрестной подачей теплоносителя и со слоевым сжиганием твердого топлива позволяет практически безынерционно (за 3-5 мин) нагреть материал до спекания. Это обеспечивает возможность обжига низкопрочных гранул, полученных прессованием без связующего.

При обжиге дробленных компонентов сырьевой смеси в шахтной печи 1 40-45 мас. % смеси при дегидратации и декарбонизации выносится с дымососом 15 с отходящими газами и помолу подлежит 55-60 мас.% исходной массы материала. На обжиг материала в печи 1 расходуется 70-80 мас.% горючего и эта печь как по тепловой нагрузке, так и по производительности в 2-4 раза мощнее. Декарбонизированный продукт обладает высокой размолоспособностью и имеет сравнительно меньшую массу, поэтому мельница 4 компактна. Кроме того, прокаленный материал при помоле в мельнице не требует продувки и, следовательно, отпадает необходимость в пылеочистке (установке фильтров) при помоле. Это существенно упрощает систему помола.

Окомкование декарбонизированного материала, не имеющего газовыделений при повторном обжиге, упрощается, так как не требуется высокая прочность гранулята. Кроме того, обезвоженный и декарбонизированный материал при повторном нагреве до спекания быстро нагревается (за 3-5 мин) и поэтому также окомкованный продукт не требует большой исходной прочности и сухое прессование, например, как показано на чертеже, обеспечивает получение чешуйчатых зерен, пригодных для повторного обжига без разрушений. Такой компактный высокопроизводительный окомкователь, прессующий массу материала без увлажнения, также обеспечивает простоту и компактность, что упрощает установку по получению цементного клинкера.

Сущность изобретения: установка включает шахтную печь 1 с холодильником 2, мельницу 4, окомкователь 5 и вторую перекрестноточную шахтную печь 6 с холодильником 7 и разгружателем. Дробленые влажные компоненты сырьевой смеси с твердым топливом подвергаются первичному обжигу в шахтной печи 1, где из них удаляетс углекислый газ, физическая и гидратная вода, составляющие 45% мас. сырья, после чего этот полупродукт подвергается помолу мельницей 4 и окомкованию в окомкователе 5. Окончательный обжиг производится в перекрестноточной печи 6 с последующим охлаждением в холодильнике 7. Благодаря такой компановке различных агрегатов достигается снижение энергии на помол на 35%, теплоэнергии на 10% и двое сокращается количество мельниц. 1 ил.

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА, содержащая мельницу, окомкователь и шахтную печь с холодильником, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения подготовки сырья, она снабжена дополнительной шахтной печью с холодильником, установленной перед мельницей, а основная и дополнительная шахтные печи выполнены с перекрестным движением теплоносителя.