197794. lajstromszámú szabadalom • Berendezés porszerű anyagok, különösen timföld kalcinálásához
A találmány tárgya berendezés timföld és porszerű anyagok forgódobos kemencékben való kalcinálására. A kalcinálásnál az átmérőhöz viszonyítva hosszú forgódobos kemence egyik végén a meghatározott nedvességtartalmú anyagot folyamatosan adagolják, míg a másik végén tüzelőberendezés segítségével a szükséges melegmennyiséget juttatják a kemencébe. A forgódobos kalcináló kemencék hőhasznosítása nem kielégítő, mert a kemence sugárzási vesztesége jelentős, a kemencéből távozó füstgázok hőmérséklete magas, valamint a kalcinálás után távozó anyag jelentős mennyiségű fizikai hőt visz magával. A kalcináló kemencék gazdaságosságának javítására az elmúlt időszakban számos megoldást dolgoztak ki. Ilyen berendezést tartalmaz a 4,457.705 számú US szabadalom. A megoldások fő célja az, hogy a kemencék adott teljesítménye mellett a különböző anyagok kalcinálására felhasznált energia minél jobban megközelítse az elméletileg szükséges energiafelhasználást. A találmány célja olyan berendezés kialakítása, amely a hosszú forgódobos kalcináló kemence sugárzási veszteségét, valamint az energia ráfordítást jelentősen csökkenti, a kemence termikus hatásfokát növeli és megközelíti az optimális üzemeltetési viszonyokat. A berendezés alkalmas az ismert kalcinálási eljárásoknál az alacsony hőmérsékletű távozó füstgáz esetén is energia megtakarítására és optimális üzemeltetési viszonyok elérésére, a kalcinált anyag hőtartalmának és sugárzási veszteségének nagyfokú hasznosítása mellett. A berendezés alkalmas a változó késztermék minőségi igények és kapacitásváltozások mellett az optimális üzemeltetési viszonyok kialakítására. Az ipari gyakorlatban a gazdaságosság, a kalorikus hatásfok javítására ilyen irányú törekvések és megoldások a távozó füstgáz és a kalcinált anyag hőtartalmának hasznosítása, ciklon vagy egyéb hőcserélő kemence elején vagy végén történő beépítésével. A forgódobos kemence hosszúsága adott kemen.ceteljesítményt, kapacitást biztosított. Találmányunk a forgódobos kemence aktív hosszúságát, illetve felületváltozását veszi figyelembe a termékminőség és a szükséges kapacitás optimum igénye szerinti beállításával a tüzelőberendezés égő helyzetének változtatása mellett, amelynél az égőt jelentősen meghosszabbítjuk és szerkezetét módosítjuk, egyenszilárdságú, konfúzoros kialakításával. A találmány szerinti berendezés előnyösen azoknál a forgódobos kalcináló kemencéknél alkalmazható, ahol az 1/d viszonyszám 20-nál kisebb. A forgódobos kemencébe benyúló égő a kemence hosszának 40%-áig axíálisan változtatható, a kemencetest levegő előmelegítő zónája pedig több, mint kétszerésére nő. A tüzeléshez szükséges primer levegő az égő hűtését úgy valósítja meg, hogy a szekunder levegőt is hűti, további hőhasznosítást biz- 2 1 tosítva. A kalcinált anyag kemencében való előhűtése a diffúzorszerű térben a torlógyűrü és az égő konfúzoros kialakításával történik. A kalcinálási felület változatlan nagyságú marad. A jelenleg ismert megoldást egy timföldgyári berendezés alapján ismertetjük (1. ábra). A 2. ábrán a találmány szerinti kiviteli alak van. Az 1. ábrán a forgódobos 3 kemence alsó végéhez csatlakozik a 2 hűtő, a felső végéhez a 4 füstgáz hőhasznosító, előmelegítő rendszer és az 5 porleválasztó berendezés. A kalcinálásra kerülő anyag a 8 adagoló berendezéssel jut a technológiai folyamatba. A lejtős kialakítású forgódobos kemencében a kalcinálandó anyag érintkezik az 1 égőből kiáramló füstgázokkal és az égési levegővel. A távozó termék a 2 hűtőben lehűl. A füstgázok eltávolítása a 6 ventillátor és a 7 kémény segítségével történik. A tüzelőanyag a 9 hőcserélőn keresztül jut az 1 égőhöz. A találmány célja olyan berendezés kialakítása, amely a tüzeléstechnika javított kivitelezésével a kalorikus hatásfokot jelentősen növeli, ugyanakkor a változó késztermék igények és kapacításváitozások mellett az optimális üzemeltetési viszonyokat biztosítja. A találmányt részletesebben kiviteli példával a 2. sz. ábra alapján ismertetjük. A változtatható helyzetű 1 égőben a helyzetváltozást követő tömítéssel ellátott égővel egybeépített primer levegő ventilátor a konfúzor alakú, egyenszilárdságú csatornán keresztül szállítja a levegőt. A csatorna kialakítása növekvő hőmérsékletű primer levegő áramlási sebességét fokozza, mely a hőátadási tényezőt növeli. Az 1 égő és a 3 kemence közötti diffúzor alakú térben áramló szekunder levegő, a turbulens áramlás növeli a hőátadást a levegő és a kalcinált anyag között. A kalcinált anyag további hőhasznosítása a 2 hűtőben, a maradék hőtartalom hasznosítása a 9 és 10 hőcserélőben, történik, amely a kalcinálás folyamatához kapcsolódó vagy egyéb hőigények kielégítésére használható fel. A távozó füstgázok hőhasznosítása a 4 füstgáz hasznosításában, a kalcínálandó anyag bevitele a 8 adagoló berendezéssel történik. A lehűtött füstgázok eltávolítása a 6 ventillátorra! a 7 kéményen át történik. A találmány előnyeit a következőkben foglaljuk össze: 1. A primer levegő hőmérséklete időben állandó, az égőrendszer kialakítása, üzemeltetése és karbantartása egyszerű. 2. A kemence kapacitása nem csökken az aktív kemencehossz csökkenésekor, és nem szükséges a távozó füstgázoknál költséges utófütő hőcserélőrendszer beépítése. 3. A termikus hatásfok optimuma kis beruházási költségráfordítással érhető el, mikroprocesszoros folyamatszabályozási rendszerrel vezérelhető. 2 197794 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
