УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЛИНКЕРА Российский патент 2015 года по МПК F27B7/32 

Настоящее изобретение относится к части стенки блока установки для производства клинкера, содержащей устройство для подачи отходов и/или альтернативных видов топлива во внутреннее пространство блока, содержащее корпус ротора, открытый в направлении внутреннего пространства блока и включающий в себя ротор, который совершает вращение и имеет радиально ориентированные полосы, расположенные параллельно оси вращения, и, по меньшей мере, одну линию, соединенную с корпусом ротора для подачи отходов и/или альтернативных видов топлива.

Устройство сжигания, содержащее решетку в камере печи для распределения топлива с помощью спринклерных средств загрузки, описано в GB 701744 A.

Отходы и альтернативные виды топлива обычно встречаются в различных состояниях вещества и имеют различный состав. К примеру, известно о транспортировании изношенных шин с помощью транспортирующих средств к месту подачи, предусмотренному на вращающейся трубной печи установки для производства цементного клинкера, при этом соответствующие части установки должны быть согласованы с размерами изношенных шин и с соответствующими массами таких отходов, подлежащих подаче. Различные твердые частицы, обычно встречающиеся в различных формах, требуют или применения устройств транспортирования и подачи, соответствующих этим формам, или надлежащего размельчения материала до состояния сыпучего материала, который должен поставляться в соответствующее место подачи. В случае механически измельченных твердых частиц химический состав измельченного сырьевого материала будет варьироваться до относительно высокой степени в зависимости от различных отходов и/или различных альтернативных видов топлива.

Упрощение средств транспортирования и подачи, в принципе, достигается посредством превращения исходных материалов в вещество с равномерными формами и/или равномерным состоянием. Альтернативные виды топлива могут, к примеру, сжигаться или газифицироваться в отдельных реакторах, так чтобы требуемая энергия затем была доступна в форме газообразных веществ, которые могут поступать в процесс производства клинкера в требуемом месте. Отходы, встречающиеся в жидкой форме, могут нагнетаться через сопла. Однако основная часть отходов, как правило, не используется в производстве клинкера напрямую без предварительной обработки с помощью сложных процедур.

В документе AT 504452 B1 описывается способ, в котором сырьевые материалы подвергаются механическому измельчению в форме шлама или перекачиваемых глинистых масс, и перекачиваемая масса нагнетается в напорные трубы, декарбонизаторы и/или вращающиеся трубные печи. Этот способ предлагает преимущество, состоящее в том, что образованная таким образом перекачиваемая масса, содержащая отходы и/или альтернативные виды топлива, может подаваться в относительно простое устройство для нагнетания материалов в процесс производства клинкера, при этом вышеуказанное устройство, по существу, состоит из трубчатого корпуса, включающего в себя ротор, установленный таким образом, что он вращается, по существу, концентрично с осью трубы и приводится в действие с целью вращения и имеет некоторое количество лопаток, расположенных в пространстве, предусмотренном между валом ротора и стенкой корпуса; некоторое количество линий и/или отверстий соединены с рубашкой трубчатого корпуса, по меньшей мере, одна линия смещена относительно места подачи глинистой массы, и, по меньшей мере, одна линия смещена в периферийном направлении. Это простое по конструкции устройство, которое не требует сложного технического обслуживания, позволяет выполнять агломерацию и измельчение отходов и/или альтернативных видов топлива с помощью лопаток или лопастей быстровращающегося ротора, при этом высокая кинетическая энергия, передаваемая ротором к загружаемым материалам, в то же самое время обеспечивает, что материалы нагнетаются в процесс производства клинкера с высокой скоростью. Устройство по существующему уровню техники соединено с блоком, используемым в процессе производства клинкера через разгрузочный конус, при этом в монтажном положении подача разжиженных отходов и/или альтернативных видов топлива происходит снизу. Однако это изобретение имеет недостаток, связанный с тем, что во время эксплуатации в разгрузочном конусе быстро образуются вязкие отложения разжиженной массы, что снижает пропускную способность.

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в усовершенствовании существующего устройства, чтобы исключить образование отложений, которые, вероятно, препятствуют нагнетанию разжиженной массы в блок, используемый в процессе производства клинкера. Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство, с помощью которого можно легко усовершенствовать существующие установки для производства клинкера и/или которое можно легко заменить в случае обнаружения дефектов или по истечении срока эксплуатации.

Для решения этой задачи устройство ранее указанного вида усовершенствуется так, что ротор размещается, по меньшей мере, частично, в области части стенки. Благодаря конструктивным изменениям согласно изобретению разгрузочный конус может не устанавливаться; этот конус служил в существующем устройстве для соединения ротора с внутренней стороной блока установки для производства клинкера, и отходы и/или альтернативные виды топлива, которые могут перекачиваться, как и по существующему уровню техники, будут напрямую достигать внутренней стороны установки для производства клинкера за счет ударного действия полос, установленных на роторе. Блоки, которые могут быть снабжены частью стенки по изобретению, включают в себя, к примеру, декарбонизаторы или другие реакторы, в которых используются или вступают в реакцию альтернативные виды топлива.

Ротор устройства по изобретению имеет конструкцию, подобную конструкции, представленной в первоначально упомянутом документе AT 504 452 В1, в результате чего материалы, подаваемые к ротору, будут транспортироваться в поперечном направлении по отношению к направлению оси вращения. В роторе по изобретению полосы продолжаются к стенке корпуса ротора только на 5-70 мм радиального расширения, поскольку это ведет к значительному сопротивлению и повышенному износу устройства при частоте, с которой вращается ротор, чтобы обеспечить энергию, достаточную для нагнетания материалов. Такие частоты вращения обычно составляют 300-1200 об/мин.

Аналогично описанию, представленному в документе AT 504452 В1, устройство по изобретению пригодно для нагнетания измельченных материалов, которые предварительно измельчаются до частиц с максимальным размером 100 мм, предпочтительно, 80 мм, перед разжижением и последующим измельчением во время нагнетания. За счет ограничения максимального размера твердых частиц до 100-80 мм легко обеспечивается возможность перекачивания, при этом такие размеры частиц позволяют выполнять заключительную деагломерацию в области места подачи с помощью устройства по изобретению. В этом отношении твердые отходы подвергаются размельчению и гомогенизации наряду с глинистыми отходами.

Сама стенка служит для поддержки устройства для подачи отходов и/или альтернативных видов топлива во внутреннее пространство блока, так чтобы часть стенки по изобретению могла быть собрана предварительно для получения модуля, содержащего все компоненты, которые являются существенными для подачи материалов в установку для производства клинкера, при этом вышеуказанный модуль впоследствии можно легко и быстро заменять или устанавливать в существующие установки, соответственно.

Для сведения к минимуму образования отложений, в частности, в области корпуса ротора, устройство по изобретению преимущественно усовершенствуется, при этом ротор содержит дисковые ограждающие стенки, продолжающиеся под прямым углом к оси вращения. Такие дисковые ограничительные стенки образуют барьеры для стенок в форме круговых сегментов корпуса ротора, так чтобы на этих стенках корпуса не могли откладываться никакие отходы и/или альтернативные виды топлива, которые могут присутствовать в виде перекачиваемых масс, или могли откладываться их незначительные количества.

Если в соответствии с предпочтительным усовершенствованием настоящего изобретения предусматривается, что, по меньшей мере, одна линия для загрузки отходов и/или альтернативных видов топлива соединяется сверху с корпусом ротора, загружаемые материалы могут подаваться в ротор пассивным способом, т.е. просто самотеком, и сложные перекачивающие устройства вблизи соответствующей установки для производства клинкера могут не устанавливаться.

Отходы и/или альтернативные виды топлива, подлежащие деагломерации, размельчению и нагнетанию в блок установки для производства клинкера с помощью устройства по изобретению, как правило, являются высокоабразивными, в частности, при предусмотренной высокой частоте вращения ротора, что ведет к воздействию значительных механических напряжений на полосы, которые служат в качестве лопастей. Таким образом, согласно предпочтительному усовершенствованию в настоящем изобретении предлагается, чтобы полосы изготавливались, по меньшей мере, частично из износостойкого материала. В этом отношении специальные компоненты износостойкого материала могут быть расположены на обычных полосах ротора в критичных областях для укрывания полос таким материалом или полосы могут быть полностью изготовлены из таких материалов.

Отходы и/или альтернативные виды топлива вводятся в печь с помощью устройства по изобретению. Для защиты металлических стенок такие печи облицовываются с внутренних сторон соответствующими огнеупорными материалами. Таким образом, изобретение предпочтительно усовершенствуется в том смысле, что часть стенки покрывается огнеупорным материалом со стороны, обращенной к внутреннему пространству блока, для увеличения срока службы части стенки.

Из-за воздействия высокой кинетической энергии на отходы или альтернативные виды топлива в результате быстрого вращения ротора и его полос материалы нагнетаются во внутреннее пространство блока установки для производства клинкера в форме струи. Геометрия вышеуказанной струи, хотя она точно и не определена, имеет, по существу, форму усеченного конуса или усеченной пирамиды, по меньшей мере, на выходе из ротора, и часть стенки усовершенствуется в том смысле, что огнеупорный материал в области ротора наносится с меньшей толщиной слоя для создания достаточного свободного пространства для подачи струи во внутренний объем блока установки для производства клинкера.

В процессе эксплуатации устройство по изобретению должно обеспечивать максимальную гибкость в отношении вводимого топлива и, в частности, желательно, чтобы существовала возможность выключения устройства по изобретению, к примеру, при отсутствии каких-либо отходов и/или альтернативных видов топлива. Поскольку в этом случае ротор находится в нерабочем состоянии и отсутствует эффект охлаждения этой области вводимыми разжиженными материалами, изобретение преимущественно усовершенствовано в том смысле, что участок корпуса ротора, открытый в направлении внутреннего пространства, отделен от внутренней стороны блока подвижным закрывающим элементом.

Такой закрывающий элемент изготавливается из соответствующего огнеупорного материала или покрывается таким материалом.

Для обеспечения легкого перемещения закрывающего элемента перед открытым участком корпуса ротора изобретение преимущественно усовершенствовано в том смысле, что часть стенки содержит направляющие средства для подвижного закрывающего элемента, при этом также возможно автоматическое соединение устройства нагнетания в рабочем состоянии с перемещающимся закрывающим элементом.

Как указано выше, часть стенки по изобретению, на которой расположено устройство ввода отходов и/или альтернативных видов топлива в форме ротора, может представлять собой модуль, который можно легко заменять и дорабатывать, соответственно. В этом контексте является преимуществом, если часть стенки содержит привод ротора, и также может быть предпочтительно предусмотрено, чтобы часть стенки содержала линии для ввода жидкостей и/или газов во внутренний объем блока и/или корпуса ротора.

Ротор должен эксплуатироваться при относительно высокой частоте вращения, так чтобы он мог передавать достаточно высокую энергию нагнетаемым отходам и/или альтернативным видам топлива для осуществления деагломерации, возможного механического измельчения и, кроме того, нагнетания в соответствующий блок. Таким образом, настоящее изобретение преимущественно усовершенствовано в том смысле, что ротор вращается при частоте вращения 300-1200 об/ми, предпочтительно 500-1000 об/мин и наиболее предпочтительно 700 об/мин.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - разрез части стенки по изобретению;

фиг.2 - вид в перспективе отверстия корпуса ротора и покрытия из огнеупорного материала, окружающего вышеуказанное отверстие;

фиг.3 - вид в перспективе с наружной стороны части стенки по настоящему изобретению.

На фиг.1 часть стенки по изобретению, которая состоит из участка 2 стенки и корпуса 3 ротора для размещения ротора 4, обозначена поз.1. Часть 1 стенки имеет геометрию, согласованную с соответствующими условиями монтажа на блоке установки для производства клинкера, и может быть плоской или криволинейной. В корпусе 3 ротора помещен ротор 4, который вращается вокруг оси 5 вращения. Радиально направленные полосы 6, которые служат в качестве лопастей, расположены на роторе 4 параллельно оси 5 вращения. Подача отходов и/или альтернативных видов топлива в ротор 4 осуществляется по линии 7, которая сверху выходит в камеру 8 ротора. В процессе эксплуатации ротор 4 вращается в направлении стрелки 9, и поступающие материалы нагнетаются во внутреннее пространство 10 блока установки для производства клинкера. При этом выполняются деагломерация и, если применяется, механическое размельчение твердых компонентов пригодной для перекачивания массы отходов и/или альтернативных видов топлива. Внутреннее пространство блока или печи, соответственно, и, следовательно, часть 1 стенки имеет огнеупорное покрытие 11, и это огнеупорное покрытие 11 наносится с уменьшенной толщиной слоя в той области, где корпус 3 ротора открыт во внутреннее пространство 10, с целью обеспечения беспрепятственного нагнетания отходов и/или альтернативных видов топлива. Закрывающий элемент 12, который перемещается в направлении двойной стрелки 13, управляется манипуляционными устройствами 14, не показанными детально, и защищает ротор 4 в нерабочем состоянии от воздействия тепла, присутствующего во внутреннем пространстве 10 блока установки для производства клинкера. Жидкости и/или газы могут поступать по линии 15 в направлении стрелки 16 для создания волны давления, имеющей эффект удаления на возможные отложения, а также эффект сдвига, который должен прикладываться к струе поступающих отходов и/или альтернативных видов топлива. Дополнительная линия, которая открывается во внутреннее пространство корпуса ротора и по которой, например, могут поступать очищающие жидкости или даже газы, обозначена как поз.17.

На фиг.2 показано входное отверстие 18 линии 7, через которое материалы, подвергаемые нагнетанию, поступают в камеру 8 ротора. В этой области материалы падают на полосы 6 ротора 4, который вращается в направлении стрелки 9. Дисковые ограждающие стенки 19 связаны с ротором и расположены под прямым углом к оси 5 вращения ротора 4, препятствуя распространению материала в боковом направлении, что могло бы привести к образованию загрязнений и отложений. Из этого перспективного изображения понятно, что огнеупорное покрытие 11 в области открывания корпуса 3 ротора имеет уменьшенную толщину слоя и, в частности, по существу, имеет воронкообразную форму.

На фиг.3 показан вид снаружи части 1 стенки по изобретению, из которого понятно, что на части 1 стенки по изобретению могут быть установлены не только вышеуказанные компоненты, но к части 1 стенки также могут быть прикреплены вентиляционные блоки 20 и привод 21 ротора 4 по изобретению для формирования модуля, который может быть быстро заменен и позволяет легко модернизировать существующие установки.

Изобретение относится к установке для производства клинкера. Установка содержит стенку, в проеме которой установлено устройство для ввода отходов и/или альтернативных видов топлива во внутренний объем установки, содержащее корпус с ротором, открытый в направлении внутреннего объема установки, причем ротор выполнен с возможностью вращения и имеет радиально ориентированные полосы, расположенные параллельно оси вращения, и по меньшей мере один трубопровод, соединенный с корпусом ротора для подачи отходов и/или альтернативных видов топлива. Устройство для ввода отходов и/или альтернативных видов топлива расположено в стеновом блоке с внутренним пространством, выполненным в виде взаимозаменяемого модуля, а ротор расположен, по меньшей мере, частично в области стенового блока. Обеспечивается возможность быстрой замены модуля и модернизации установки. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка для производства клинкера, содержащая стенку, в проеме которой установлено устройство для ввода отходов и/или альтернативных видов топлива во внутренний объем установки, содержащее корпус с ротором, открытый в направлении внутреннего объема установки, причем ротор выполнен с возможностью вращения и имеет радиально ориентированные лопасти, расположенные параллельно оси вращения, и, по меньшей мере, один трубопровод, соединенный с корпусом ротора для подачи отходов и/или альтернативных видов топлива, отличающаяся тем, что упомянутое устройство для ввода отходов и/или альтернативных видов топлива расположено в стеновом блоке (1) с внутренним пространством (10), выполненном в виде заменяемого модуля и предназначенном для нагнетания глинистой массы, а ротор (4) расположен, по меньшей мере, частично в области (2) упомянутого стенового блока (1), при этом стеновой блок (1) со стороны, обращенной к внутреннему пространству (10) стенового блока, покрыт огнеупорным материалом (11), причем слой огнеупорного материала (11) выполнен со снижением толщины к области расположения ротора (4) и, в частности, имеет воронкообразную форму.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что ротор (4) содержит дисковые ограждающие стенки (19), проходящие под прямым углом к его оси (5) вращения.

3. Установка по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один трубопровод (7) для загрузки отходов и/или альтернативных видов топлива соединен с корпусом (3) ротора сверху.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что лопасти (6) ротора, по меньшей мере, частично изготовлены из износостойкого материала.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что участок корпуса (3) ротора (4), открытый в направлении внутреннего пространства (10) стенового блока (1), отделен от него подвижным закрывающим элементом (12).

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что стеновой блок (1) содержит направляющие средства для подвижного закрывающего элемента (12).

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что стеновой блок (1) содержит привод (21) ротора (4).

8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что стеновой блок (1) содержит трубопроводы (15) для ввода жидкостей и/или газов во внутреннее пространство (10) стенового блока (1) и/или корпуса (3) ротора (4).

9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что частота вращения ротора (4) составляет 300-1200 об/мин, предпочтительно 500-1000 об/мин и особо предпочтительно 700 об/мин.