196489. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilárdporanyag forró gázáramba történő egyenletes beadagolására
3 196489 4 A találmány tárgya eljárás és berendezés szilárdporanyag forró gázáramba történő egyenletes beadagolására, különösen kalcináló kemence és porleválasztó ciklon(ok) közötti füstgázvezetékbe. A különböző iparágakban (pl. timföld, - cementipar stb.) üzemelő forgódobos kalcinálókemencék gazdaságosságának javítására, elsősorban a kemencéből távozó füstgázok hőtartalmának hasznosítására különböző megoldásokat alkalmaznak. Legáltalánosabban használt megoldás a ciklonos hidrát előmelegitők alkalmazása. Ilyen megoldást ismertet például a 1 253 318. sz. francia szabadalom leírása. Eszerint többfokozatú ciklonos előmelegítő alkalmazásával oldják meg a füstgáz hötartalmának hasznosításával a beadagolandó anyag tapadónedvesség tartalmának eltávolítását. (Tapadónedvesség alatt azt a folyadékmenynyiséget értjük, amely nem épült be az anyag kristályszerkezetébe, és egyszerű szárítási művelettel eltávolítható.) Gondot jelent, hogy a jelenleg ismeretes legkorszerűbb több fokozatú előmelegítő ciklonnal kapcsolt forgódobos kalcináló kemencéknél a ciklonok és a kemence üzemvitele nem egyenletes, és az üzemeltetés során az egyenletesség nem biztosítható. A problémát az okozza, hogy a használt adagoló berendezések (csigás adagoló, láncos kaparószalag, ferde csúszda) nem biztosítanak folyamatos adagolást. A 10-14% tapadónedvességgel érkező anyagnak igy lehetősége van összetapadásra, csomósodásra. Ezek a kisebb-nagyobb darabok nem követik a füstgázáramlást, hanem azzal szemben haladva, a technológiai sorrendet megelőzve, a magasabb hómérsékleti viszonyok mellett működő berendezésekbe jutnak. Az összecsomósodott anyag a rendszer különböző pontjain feltapad, szűkületeket, lerakódásokat okoz. A nedves, feltapadt anyag száradás után, külső behatás következtében egyszerre nagy tömegben hull a kalcináló kemencébe. Az ilyen nagy tömegben jelentkező anyagömlés a kemence folyamatos üzemvitelét lehetetlenné teszi. Az üzemeltetési probléma korlátozza és meghatározza a kalcináló kemence tüzelőanyag és villamosenergia felhasználását, és súlyos baleseti veszély forrása is lehet. Az üzemeltetési gondok megszüntetésére ad megoldást a 163 978. lajstromszámú magyar szabadalmi leírás. Az ismert eljárás úgy kívánja az anyag összetapadásának lehetőségét kizárni, hogy a beadagolandó szűrőnedves anyaghoz az előző periódusból származó elexport és az első hőcserélő ciklonban leválasztott meleg por egy részét hozzákeveri. Ezzel a módszerrel a betáplálásra kerülő anyag nedvességtartalmát max. 8%-ra állítja be. Az eljárás megvalósításának nagy hátránya, hogy az amúgy is bonyolult elöszéríló rendszert további új berendezések beépítésével még bonyolultabbá teszi. További háti'ányaként említhető, hogy a retouranyag hozzákeverésével a szükségesnél nagyobb anyagforgalmat igényel. A berendezések karbantartási igénye az újabb készülékek beépítésével megnövekedett. A találmány célja a meglevő, ismert rendszerek hiányosságainak kiküszöbölése. Felismertük, hogy a kemencéből távozó füstgázok hőtartalmának hasznosítását úgy lehet legnagyobb hatásfokkal biztosítani, ha a fustgázáramba úgy juttatjuk be az anyagot, hogy az minél kisebb részecskékre legyen bontva. Kézenfekvőnek látszott volna az anyag beporlasztása, azonban hagyományos értelemben véve - gondoljunk csak szűrőnedves timföldhidrátra - gyakorlatilag nem valósítható meg. Olyan megoldást kellett találni, amely hatásaiban megfelel a porlasztó á’tal létrehozott anyagfelületnek. A kísérletek során olyan mechanikus adagolóberendezéseket alkalmaztunk, amelyek a szilárdanyagot nagy sebességgel röpítik be a füstgázcsatornába. Bebizonyosodott, hogy a füstgáz sebességet a beadagolás helyén előnyösen 17- -20 m/s-ra kell megnövelni ahhoz, hogy a bejuttatott szilárd anyag fluidizált állapotba kerüljön. A felfelé áramló forró füstgázok hötartalmának hatására a nagyfelületű szilárdanyag szemcséi elvesztik tapadónedvesség tartalmuk nagyrészét, és a füstgázvezetekből kilépő anyagáramból 0,1-0,2% tapadónedvességű szilárdanyag már önmagában ismert ciklonos porleválasztóban eltávolítható. A kísérletek során azt találtuk, hogy az e'járás segítségével a kalcinálandó anyag tapadónedvesség tartalma a kalcináló kemence és az első ciklon közötti füstgáz vezetékben eltávolítható. Ebből eredően tehát a kemencéből távozó füstgázok hótartalmának jobb hasznosítására lehet használni az esetleges további hőcserélő ciklonokat. A kemencéből kilépő füstgázvezetékben célszerűen sebess ágnövelő szükítőelem alkalmazásával 15- -25 m/s gázsebességet biztosítunk, és ebbe a gázáramba pl. szárnyas keverővei, vagy tüskés adagolóval a kalcinálandó anyagot beporlasztjuk. A füstgázokat porleválasztó ciklonba vezetjük, melyből az alacsony tapadónedvességtartalmú anyagot surrantócső segítségével juttatjuk a kalcináló kemencébe. A kitűzött célt tehát olyan eljárás kialakításával és alkalmazásával érjük el, amelynek során a találmány szerint a gázáramot vivő vezeték valamely pontján megnövelt, 15-25 m/s, előnyösen 17-20 m/s közötti gázsebességet hozunk létre, majd ezen a ponton a szilárdporanyagot önmagában vagy az előző kemenceperiódusból származó retouranyaggal keverve a vezetékbe beporlasztjuk és fluidizált állapotba hozzuk. Ezután a fluidumból a szilárd részeket önmagában ismert ciklonos elválasztóban leválasztjjk, és azokat bármilyen ismert célirányos berendezéssel a kalcináló kemencébe juttatjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
