УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ЦЕНТРАЛЬНОЕ ИЗМЕЛЬЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2016 года по МПК F27B7/20 

Изобретение относится к установке для производства цемента, имеющей первую стадию для дробления сырьевого материала с образованием сырьевого порошка, вторую стадию для обжига и спекания сырьевого порошка с образованием цементного клинкера, третью стадию для охлаждения спекшегося цементного клинкера и четвертую стадию для дробления спекшегося цементного клинкера.

Для производства цемента из сырьевого материала смесь с известным составом, приготовленная из известьсодержащей породы в качестве сырьевого материала, сначала проходит через мельницу сырьевого порошка на первой стадии, в процессе которой выполняется дробление сырьевого материала до сырьевого порошка. В процессе дробления выполняется первая сушка сырьевого материала, и на последующей второй стадии сырьевой порошок подвергается термообработке, прежде всего выполняется удаление CO₂ из известьсодержащей породы, формально из порошковой породы. Далее с помощью стандартных используемых методов нейтрализованная таким образом порошковая порода спекается во вращающейся печи с образованием желаемых фаз силиката кальция при высокой температуре в процессе спекания отдельных частиц сырьевого порошка. На последующем этапе, т.е. третьей стадии, спекшийся материал резко охлаждается, прежде всего для возврата тепла, присутствующего в спекшемся материале, обратно в технологический процесс, однако также для того, чтобы обеспечить образование фазы силиката при резком охлаждении. Охлажденный цементный клинкер далее направляется на временное хранение, и для производства цемента на четвертой стадии цементный клинкер измельчается с добавками для образования тонкомолотого цементного порошка.

При общем рассмотрении полученный цементный клинкер от сырьевого состояния в качестве сырьевого материала и до готового цемента проходит стадию дробления, по крайней мере, в двух точках. Соответственно, в установке по производству цемента необходимо присутствие, по крайней мере, двух измельчающих установок, эксплуатация которых, возможно, осуществляется различным образом.

Загрузка различных измельчающих систем требует значительных усилий по материально-техническому обеспечению производства. Требуется не только снабжение различными запасными частями, но и их учет для различных измельчающих систем, которые зачастую приобретаются у различных поставщиков, чтобы обеспечить техническое обслуживание и ремонт в случае повреждений. Необходимая остановка различных измельчающих систем в процессе технического обслуживания или ремонта приводит к простою установки, в результате которого оператор несет высокие вынужденные издержки вследствие простоя.

Во избежание простоев известны варианты организации дублирующих измельчающих систем для взаимозаменяемости при техническом обслуживании или ремонте одной измельчающей системы. Это приводит к избыточным производственным мощностям установки в отношении измельчения, что влечет за собой высокие затраты.

В связи с этим цель изобретения заключается в предотвращении необходимых простоев при выполнении технического обслуживания и ремонта.

Цель изобретения достигается за счет структурного объединения первой стадии дробления сырьевого материала с образованием сырьевого порошка и четвертой стадии дробления спекшегося цементного клинкера.

Дальнейшие эффективные усовершенствования изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Преимуществом изобретения является то, что измельчающие системы различных стадий, т.е. первой стадии измельчения сырьевого материала с образованием сырьевого порошка и второй стадии измельчения цементного клинкера с добавками, выполнены в составе структурно объединенной измельчающей установки. При возникновении необходимости в остановке одной из измельчающих систем структурно объединенной измельчающей установки есть возможность продолжать эксплуатацию другой измельчающей системы структурно объединенной измельчающей установки, предотвращая таким образом простой установки. При частичной остановке структурно объединенной измельчающей установки остающаяся в эксплуатации измельчающая система может использоваться в чередующемся режиме, при котором остающаяся в эксплуатации измельчающая система осуществляет измельчение сырьевого материала с образованием сырьевого порошка в первой эксплуатационной фазе и измельчение цементного клинкера с добавками в другой эксплуатационной фазе. Если структурно объединенная измельчающая установка содержит ряд отдельных измельчающих систем, например группу взаимно одинаковых или аналогичных измельчающих систем, то также возможно регулируемое подключение различных измельчающих систем в зависимости от необходимой мощности с образованием различным образом конфигурируемых измельчающих систем, которые, несмотря на сниженную продуктивность измельчения, обеспечивают возможность предотвращения простоя установки, поскольку эксплуатация установки может поддерживаться при сниженной продуктивности.

На известных установках по производству цемента операторы придают большое значение как можно большему снижению издержек на транспортировку. В связи с этим в известных измельчающих установках сепараторы, которые необходимы для циркуляционной операции измельчения, устанавливаются в непосредственной близости от измельчающей системы, соответственно используемой для этой цели. Во избежание потерь тепла и давления в процессе транспортировки газов из технологического процесса, которые необходимы для разделения в циркуляционной измельчающей системе, на известных установках отдельные мельницы для сырьевого материала и для цемента устанавливаются в различных местах завода. Однако достигаемое при этом преимущество в отношении экономии энергии и устранения транспортировки измельченного материала в цикле измельчения нивелируется регулярными простоями завода в процессе технического обслуживания отдельных измельчающих систем. В связи с этим предложена измененная конфигурация завода для производства цемента, противоречащая широко распространенным до этого момента знаниям.

Изобретение будет объяснено с использованием фигуры 1, на которой демонстрируется эскиз установки для производства цемента в соответствии с изобретением.

Фигура 1 иллюстрирует эскиз установки 100 для производства цемента 105. Для производства цемента 105 из сырьевого материала 110 сырьевой материал 110 сначала проходит через первую стадию 115, на которой выполняется дробление сырьевого материала 110 с образованием сырьевого порошка 120 при измельчении. Здесь в зависимости от конструкции установки сырьевой материал 110 сначала подается в роликовый пресс на первой стадии 115, как показано на фигуре 1, либо сырьевой материал 110 сначала подается в сепаратор в циркуляционной измельчающей установке. В процессе дробления сырьевой материал 110 проходит сначала через роликовый пресс высокого давления 116, и измельченный материал 117, поступающий из роликового пресса высокого давления 116, подается транспортными средствами в сепаратор 130, который структурно отделен от первой стадии 115. В структурно отделенном сепараторе 130 измельченный материал 117, спрессованный в хлопья, деагломерируется и посредством отработанных газов 131 из теплообменника 140, задействованного в технологическом процессе, разделяется на первую крупную фракцию 132 и мелкую фракцию в форме сырьевого порошка 120. Отработанные газы 131 из теплообменника 140, задействованного в технологическом процессе, подаются в сепаратор 130 через нагнетательный трубопровод 133 в качестве газоподводящей линии и выбрасываются в свободную атмосферу через сепаратор 130 и разделительный каскад 150, установленный после сепаратора 130. Крупная фракция 132 далее объединяется с поступающим сырьевым материалом 110 и вместе с сырьевым материалом 110 снова подается на первую стадию 115 до тех пор, пока после ряда проходов через роликовый пресс высокого давления 116 не происходит измельчение указанной крупной фракции до сырьевого порошка 120.

Сырьевой порошок 120, поступающий из сепаратора 130, с отработанным газом 131 из сопутствующего теплообменника 140 через разделительный каскад 150 подается для разделения сырьевого порошка и газа в теплообменник 140, где он проходит вторую стадию 160 для обжига и спекания в противотоке газа. Процессы, происходящие на второй стадии 160, были исчерпывающе задокументированы, и специалистам в данной области техники следует обратиться к соответствующей литературе. После поступления спекшегося цементного клинкера 170 из вращающейся печи 165 в клинкерный холодильник на третьей стадии 180 указанный клинкер быстро охлаждается в холодильнике и охлаждающий воздух 182, нагретый в процессе охлаждения, возвращается во вращающуюся печь 165 в качестве вторичного воздуха. На фигуре 1 продемонстрирован двухступенчатый холодильник, однако для изобретения не является значимым применение одноступенчатого или многоступенчатого клинкерного холодильника. Цементный клинкер 170, частично охлажденный на первой стадии, охлаждается здесь во второй половине холодильника дальнейшим охлаждающим воздухом 185 до средней температуры менее 100°C, и охлаждающий воздух 185, нагревающийся в процессе, отделяется от пыли цементного клинкера в разделительном каскаде 190, и при необходимости в сушке или нагреве продукта нагретый охлаждающий воздух 185 далее подается через газоподводящий трубопровод 195 в вертикальный сепаратор 200, где он используется для разделения цементных фракций, которые формируются при дроблении временно сохраненного цементного клинкера 172 с дальнейшими добавками на четвертой стадии 210, представляющей стадию дробления.

В соответствии с изобретением предлагается выполнение дробления цементного клинкера 172 с дальнейшими добавками и дробление сырьевого материала 110 с применением взаимно одинаковых или аналогичных роликовых прессов высокого давления 116, 212, которые являются структурно объединенными. Здесь сепаратор 200 структурно отделен от роликового пресса высокого давления 212 четвертой стадии 210.

Если в результате технического обслуживания отдельных роликовых прессов высокого давления 116, 212 возникает необходимость во временной остановке последних, то за счет представленной здесь конфигурации установки возможно переключение роликовых прессов высокого давления 116, 212 в необходимое положение таким образом, что остановленный роликовый пресс высокого давления 116, 212 заменяется другим роликовым прессом высокого давления 116, 212 в том же положении. Эта взаимозаменяемость возможна только в результате применения используемых на данный момент роликовых прессов высокого давления 116, 212, которые способны измельчать сырьевой материал с другими свойствами материала и цементный клинкер с добавками для образования тонкомолотого порошка.

Предложен сепаратор 130 для дробления сырьевого материала и сепаратор 200 для установки в различных точках установки 100. В результате измельченный материал 117 из первой стадии 115, подлежащий транспортировке в цикл, и измельченный материал 175 из четвертой стадии 210, подлежащий транспортировке в цикл, должны быть транспортированы с помощью соответствующих транспортных средств. В связи с этим возникают повышенные издержки на транспортировку в пределах завода 100. Поскольку экономический недостаток этих повышенных издержек на транспортировку компенсируется экономическим преимуществом снижения времени простоев завода в процессе технического обслуживания и ремонта измельчающей установки, эта конфигурация зарекомендовала себя как эффективная.

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ

100 Установка 170 Цементный клинкер 105 Цемент 172 Цементный клинкер 110 Сырьевой материал 175 Измельченный материал 115 Первая стадия 180 Третья стадия 116 Роликовый пресс высокого 185 Охлаждающий воздух   давления 190 Разделительный каскад 117 Измельченный трубопровод 195 Газоподводящий материал 120 Сырьевой порошок 200 Сепаратор для цемента 130 Сепаратор для 210 Четвертая стадия   сырьевого порошка 212 Роликовый пресс высокого 131 Отработанный газ   давления 132 Крупная фракция     133 Нагнетательный/газоподводящий трубопровод 140 Теплообменник     150 Разделительный каскад     160 Вторая стадия     165 Вращающаяся печь    

Изобретение относится к установке для производства цемента. Установка содержит первую ступень для дробления сырьевого материала с образованием сырьевого порошка, вторую ступень для обжига и спекания сырьевого порошка с образованием цементного клинкера, третью ступень для охлаждения спекшегося цементного клинкера и четвертую ступень для дробления спекшегося цементного клинкера с образованием цемента, при этом первая система и четвертая система объединены в конструктивно единую измельчающую установку, в которой каждая из упомянутых первой и четвертой систем выполнена в виде циркуляционной измельчающей системы с сепаратором, при этом упомянутая система снабжена не менее чем одним подводящим газопроводом для подведения газа к первой и четвертой циркуляционным измельчающим системам из упомянутых второй и третьей измельчающих систем с обеспечением раздельного подведения газа к упомянутым первой и четвертой циркуляционным измельчающим системам. Обеспечивается отсутствие необходимости остановки завода при обслуживании или ремонте одной измельчающей стадии за счет переключения различных компоновок и повышение производительности завода. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для производства цемента (100), содержащая
a) первую систему (115) для дробления сырьевого материала (110) с образованием сырьевого порошка (120),
b) вторую систему (160) для обжига и спекания сырьевого порошка (120) с образованием цементного клинкера (170),
c) третью систему (180) для охлаждения спекшегося цементного клинкера (170) и
d) четвертую систему (210) для дробления спекшегося цементного клинкера (170) с образованием цемента (105), отличающаяся тем, что
первая система (115) для дробления сырьевого материала (110) с образованием сырьевого порошка (120) и четвертая система (210) для дробления спекшегося цементного клинкера (170) с образованием цемента (105) объединены в конструктивно единую измельчающую установку, в которой каждая из упомянутых первой (115) и четвертой (210) систем выполнена в виде циркуляционной измельчающей системы с сепаратором (130, 200), при этом упомянутая система снабжена не менее чем одним подводящим газопроводом (133, 195) для подведения газа к первой и четвертой циркуляционным измельчающим системам из упомянутых второй и третьей измельчающих систем (160, 180) с обеспечением раздельного подведения газа (131, 185) к упомянутым первой (115) и четвертой (210) циркуляционным измельчающим системам.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сепараторы (130, 200) конструктивно отделены от первой системы (115) для дробления сырьевого материала (110) с образованием сырьевого порошка (120) и четвертой ступени (210) для дробления спекшегося цементного клинкера (170) с образованием цемента (105).

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что сепаратор (130) для первой системы (115) для дробления сырьевого материала (110) с образованием сырьевого порошка (120) соединен с подводящим трубопроводом (133) для отработанных газов (131) из теплообменника (140) из второй системы (160) для обжига и спекания сырьевого материала (120) с образованием цементного клинкера (170), а сепаратор (200) для четвертой системы (210) для дробления спекшегося цементного клинкера (170) с образованием цемента (105) соединен с подводящим трубопроводом (195) для нагретого охлаждающего воздуха (185) из третьей системы (180) для охлаждения спекшегося цементного клинкера (170).

4. Установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что первая система (115) для дробления сырьевого материала (110) с образованием сырьевого порошка (120) и четвертая система (210) для дробления спекшегося цементного клинкера (170) с образованием цемента (105) выполнены в виде одинаковых роликовых прессов высокого давления (116, 212), при этом установка снабжена устройством для распределения измельченного материала (110, 132, 172, 175) в первую систему (115) и четвертую систему (210) для попеременного распределения соответствующего измельченного материала (110, 132, 172, 175) на роликовые прессы высокого давления (116, 212).