Способ термообработки дисперсного материала

Союз СоветскихСоциалист имескихРеспублмк ОП ИСАЙ И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ 11698553 61) Дополнительный к патенту -(23) Приоритет -21) 2343653/29-33 2) 12.03.75 Р 27 В 7/3 С 04 В 7/4 31) 1030 33) Великобритания Гееударстеениый еюветет СССР еа делам езебретеией и открытейта опубликов ия описания 25.11.7 Иностранцыобин Пеннел, ПитерУильям Мартин Дэ(Великобритания еслс нтони 2) Авторы изобретения ове Иностранная фирма Дзе Ассошиэйтед Портлэнд Семен Мануфакчурерз Лимитед(54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА2 1Изобретение относится к способу термообработки дисперсного материала, преимущественно цементной сырьевой смеси.При производстве цементного клинкера процесс обжига состоит из следующих стадий; предварительного нагрева, декарбонизации и высокотемпературного спекания. Каждая из этих стадий требует подачи разных количеств тепла. Стадия спекания требует высокой температуры порядка 1450 С, но относительно небольшой подачи тепла, так как,протекающие реакции являются экзотермическими. Стадия декарбонизации требует подачи наибольшего количества тепла, поскольку протекающая в ней реакция является эндотермической, но при более низкой температуре. Стадия предварительного нагрева или сушки требует подачи количества тепла, которое меняется в зависимости от влагосодержания сырьевого материала и других физических характеристик, но при относительно низкой температуре. Несоразмерность между температурами последующих стадий ведет к неизбежной потере энергии, связанной с транспортировкой тепла без выполнения полезной работы от горячей к менее горячей зоне. Известен способ термообработки цементной сырьевой смеси, включающий стадии предварительного нагрева, декарбонизации, спекания с вводом топлива, охлаждения и использования тепла для получения пара в запечном котле - утилизаторе 1.Недостаток известного способа заключается в том, что большое количество тепла расходуется до того, как оно достигает котла. Эти потери имеют место между высокотемпературной стадией спекания и низко- температурной эндотермической стадией.Тепло, необходимое для эндотермической стадии, получается из высокотемпературной, но температура, при которой тепло поступает из высокотемпературной стадии, яв ляется слишком высокой, поэтому энергиятеряется, когда падаег температура.Цель изобретения - более полная утилизация тепла и повышение эффективности процесса за счет использования энергии, тео ряемой между двумя последовательнымиреакционными стадиями из-за большой разницы в температурах между ними.Поставленная цель достигается тем, чтов способе термообработки дисперсного ма. 698553 40 4% формула изобретения териала, включающем стадии предварительного нагрева, декарбонизации, спекания с вводом топлива, охлаждения и использования тепла для получения пара, топливо на стадию спекания подают в количестве, необходимом для проведения экзотермических преобразований, а остальное количество топлива совместно с теплом, полученным на стадии спекания, подают или на получение пара и используют тепло отходящих газов на стадии декарбонизации, или на стадию декарбонизации и используют тепло отходящих газов на получение пара. Данный способ может быть осуществлен в установках, представленных на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 представлена схема извлечения тепла для генерирования электроэнергии между стадиями спекания и декарбонизации. Процесс получения цементного клинкера осуществляется последовательно в зонах предварительного нагрева 1, декарбонизации 2, спекания 3 и охлаждения 4. Сырьевые материалы подаются из запаса 5 через зону 1 предварительного нагрева, где они высушиваются и подвергаются предварительному нагреву в результате теплообмена с нагретым газом при 150 - 600 С. С помощью транспортера 6 нагретое сырье подается в зону 2 декарбонизации, где происходит дальнейший теплообмен с газом и выделяется двуокись углерода при 900 - 1100 С. С помощью спускной трубы 7 под действием силы тяжести материал подается в зону 3 спекания, например во вращающуюся печь, где при 1500 С он подвергается спеканию и реагирует с образованием клинкера, Горячий клинкер выгружается при 1400 С с помощью ската 8 в зону 4 охлаждения и проходит к выходу 9. Топливо из хранилища 10, составляющее около 10 вес. % полной топливной потребности процесса, поступает с воздухом из хранилища 1 в зону 3 спекания и служит для поддержания результирующей экзотемической реакции в этой зоне, Продукты сгорания выводятся из зоны 3 спекания в зону 2 декарбонизации с помощью трубопровода 12 и являются дополнительным источником телла по отношению к основному, подводимому по трубопроводу 13. Отработанный газ, включающий в свой состав выделившийся углекислый газ, отводится через трубопровод 14, в зону 1 предварительного нагрева и выхлоп 15, например, с помощью вентилятора. Атмосферный воздух, подаваемый в зону 4 охлаждения по трубопроводу 16, достигает температуры около 1000 С, после чего пропускается не в печь, как это делалось обычно, а по трубопроводу 17 к парогенератору 18, где он используется для обеспечения горения оставшихся 90 вес.% топлива, требунхцего для реализации процесса и,подаваемого по трубопроводу 19 к парогенератору 18. В парогенераторе 18 подаваемая 4по трубопроводу 20 вода превращается в пар подаваемый к выводу 21 при температуре, обеспечивающей эффективную выработку электроэнергии. Отработанный газ из парогенератора 18 выводится по трубопроводу 13 для подачи при температуре около 1000 С в зону 2 декарбонизации, где он является главным источником относительно большей доли полного тепла, требуемого для декарбонизации, и по трубопроводу 14 для сюшки. В варианте установки, представленном на фиг. 2, процесс производства клинкера осуществляется также в зонах предварительного нагрева 1, декарбонизации 2, спекания 3 и охлаждения 4. Топливо из хранилища 10 в количестве 6 вес.% полной потребности топлива для осуцествления процесса вводится с воздухом из хранилища 11 в зону 3 спекания, Продукты сгорания при температуре 1500 С выбрасываются в зону 2 декарбонизации по трубопроводу 12, где он является источником тепла, дополняющим главный источник тепла для этой зоны. Атмосферный воздух, пройдя зону охлаждения 4, нагревается до 1100 С, после чего по трубопроводу 17 он подается к зоне 2 декарбонизации, где он поддерживает горение топлива, подаваемого в количестве 79% от полной потребности топлива по трубопроводу 22, Отработанный газ из зоны 2 декарбонизации отводится при температуре около 1100 С по трубопроводу 23, соединяясь с оставшимися 15% топлива, подаваемого по трубопроводу 24, и нагретым воздухом по трубопроводу 25 в парогенератор 18. Отходящие газы из парогенератора по трубопроводу 26 подаются в зону 1 предварительного нагрева.зз Применение данного изобретения облегчает использование относительно низкосортного топлива или даже отходов, например мусора, для подачи тепла, используемого при осуществлении эндотермического преобразования, и позволяет устранить использование избыточного тепла с экзотермической стадии, для которой требуется применение высококачественного и более дорогостоящего топлива в качестве основного источника тепла для проведения эндотермического преобразования. Способ термообработки дисперсного материала, преимущественно цементной сырьевой смеси, включающий стадии предварительного нагрева, декарбонизации, спека- ния с вводом топлива, охлаждения и использования тепла для получения пара, отличающийся тем, что, с целью более полной утилизации тепла и повышения эффективнос6985536пользуют тепло отходящих газов на получение пара. 5ти процесса, топливо на стадию спекания подают в количестве, необходимом для проведения экзотермических преобразований, а остальное количество топлива совместно с теплом, полученным на стадии спекания, подают или на получение пара и используют5 тепло отходящих газов на стадии декарбонизации, или на стадию декарбонизации и исИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Богданов А. И. Опыт эксплуатациикотлов-утилизаторов. Журнал Огнеупоры,6, 1967, с. 6 - 58.