Спосіб охолодження цементного клінкеру з утилізацією тепла надлишкових відхідних газів

Спосіб охолодження цементного клінкеру з утилізацією тепла надлишкових відхідних газів, що включає подачу нагрітого газу з холодильника цементного клінкеру до обертової печі та камери спалювання палива, який відрізняється тим, що надлишковий газ, який відходить від холодильників цементного клінкеру подають в загальний газовід, звідки його направляють до топки і пальника існуючої сушильної установки, обладнаної газовим пальником з діапазоном регулювання витрати газу 1-8. Передбачувана корисна модель відноситься до виробництва будівельних матеріалів, а саме до виготовлення цементу і може бути використана при виготовленні цементу, переважно мокрим способом, в обертових печах, з охолодженням клінкеру в колосникових холодильниках. Відомий спосіб охолодження цементного клінкеру в двохкамерних колосникових холодильниках шляхом примусового продування холодного повітря крізь шар гарячого клінкеру, при цьому повітря з першої камери, проходячи крізь шар гарячого клінкеру, прямує до печі, а повітря з другої камери, проходячи крізь шар частково охолодженого клінкеру, надходить до циклонів на знепилювання і викидається у атмосферу [Л. В. Голованов. Загальна технологія цементу. Підручник, М., Будвидав, 1984р., стор.118]. Недоліками відомого способу є викид тепла і пилу у атмосферу. Відомий також спосіб охолодження цементного клінкеру з утилізацією тепла надлишкових відхідних газів, що включає подачу нагрітого повітря з холодильника цементного клінкеру до обертової печі і камери спалювання палива, при цьому частина надлишкового тепла витрачається на попередній підігрів сировинної суміші, який виконують в окремій установці [патент Франції №2334461, КЛ.С04В7/50, опублікований в 1977р.]. До недоліків відомого способу відносяться необхідність споруджування додаткової установки для підігріву сировинної суміші та утруднене подання гарячого повітря від гарячої сторони печі до холодної. Найбільш близьким за технічною суттю та досягаємому результату, до корисної моделі, що заявляють, є спосіб охолодження цементного клінкеру з утилізацією тепла надлишкових відхідних газів, що включає подачу нагрітого повітря з холодильника цементного клінкеру до обертової печі та камери спалювання палива, при цьому частину нагрітого повітря подають до холодної сторони обертової печі [Авторське свідоцтво СРСР №975638, кл. С04В7/50, опубліковане 23.11.82]. Недоліками відомого способу є складність конструкції і велика металомісткість, через те, що газоводи від холодильників до холодної сторони печі повинні проходити уздовж всієї печі, їхня довжина може досягати 230м, при цьому газоводи неможливо прикріпити до металоконструкцій покрівлі над печами, через працюючий у цій зоні електромостовий кран, а тому газоводи розміщують уздовж печей тільки на спеціальних опорах, які встановлюють на фундаментах, що негативно позначається на ремонтних роботах та обслуговуванні печей, через обмеження площі, яку займають системи прокладених газоводів і приводить до підвищення витрат металоконструкцій під час монтажу газоводів та їхньому демонтажу - при ремонтах печей; недоліком також є низький тепловміст повітря, яке надходить з холодильників, фактично, 5Г 6110 подання нагрітого надлишкового газу з холодильника до холодного краю печі приводить до її захолоджування, а тому - до підвищених витрат палива; атмосферне повітря, що використовують для охолодження клінкеру, містить 2 1 % кисню, який, під час подання повітря у холодний край печі (де міститься значна кількість CO і можливий надлишок природного газу), може виникнути вибухонебезпечна суміш, що небезпечно. Також у процесі роботи випалових печей можливі зміни технологічного режиму, наприклад, зниження завантаження сировини до печі, при цьому змінюються тепловий, газовий та повітряний баланси печі і холодильника, кількість надлишкового повітря, яке надходить з холодильника, складає 7-10% від загального об'єму газів, що виходять з печі, а тому додання надлишкового повітря від холодильників до холодного краю печі неминуче приведе до порушення теплового, газового та повітряного балансу печей. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу охолодження клінкеру з утилізацією тепла надлишкових відхідних газів, в якому подавання надлишкових газів, що відходять від холодильників цементного клінкеру в загальний газовід та направлення цих газів до топки і пальника існуючої сушильної установки забезпечує зменшення довжини газоводу, виконання його загальним для усіх холодильників пристрою і уведення газоводу від обертових печей, цим забезпечується повне використання тепла надлишкових газів з холодильників, для утилізації їх в сушильних установках, спрощення конструкції, зменшення металомісткості, тому що газовід прикріплюється до існуючих металоконструкцій і стін, не потребує зведення додаткових опор, вивільняються площі, що спрощує ремонтні роботи, відсутність впливу на температурний, газовий та повітряний баланси, підвищення техніки безпеки. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі охолодження цементного клінкеру з утилізацією тепла надлишкових газів, що включає подачу нагрітого газу з холодильника цементного клінкеру до обертової печі та камери спалювання палива, згідно з корисною моделлю передбачені наступні зміни: - надлишковий газ, який відходить від холодильників цементного клінкеру подають в загальний газовід; - з газоводу надлишковий газ направляють до топки і пальника існуючої сушильної установки; - сушильна установка обладнана газовим пальником, з діапазоном регулювання витрати газу 1-8. Спосіб пояснюється кресленням, де на Фіг. 1 зображена можлива схема розміщення обладнання для реалізації способу (в якості прикладу узята компоновка випалового цеху Краматорського цементного заводу "Пушка"). Обладнання для виконання способу охолодження цементного клінкеру з утилізацією тепла надлишкових відхідних газів складається з обертових печей 1, з'єднаних, гарячим краєм, з холодильниками 2, які, в свою чергу, з'єднані, через газоочисні апарати 3 і димососи 4, з газоводом 5, що приєднаний до сушильної установки 6, в якій встановлений газовий пальник 7, з діапазоном регулювання 1:8, сушильна установка 6 з'єднана з газоочисним апаратом 8, димососом 9, димовою трубою 10; зона випалу обслуговується електромостовим краном 11. Спосіб охолодження цементного клінкеру з утилізацією тепла надлишкових відхідних газів виконується наступним чином. З обертових печей 1 гарячий клінкер надходить до холодильників 2, надлишкові відхідні гази з холодильників 2 прямують до газоочисних апаратів 3 на знепилювання і далі, димососами 4, через газовід 5 надходять до сушильної установки 6 граншлаку, постаченою пальником 7. З сушильної установки 6 відпрацьовані димові гази прямують до газоочисного апарату 8, де очищуються від пилу, а потім димососом 9, через димову трубу 10, викидаються в атмосферу. В установці 6 відбувається процес витягнення вологи випаровуванням. Вологість середовища повинна бути менша ніж вологість матеріалу; чим більша ця різниця, тим вища швидкість випаровування вологи. З підвищенням температури газу або повітря зростає ступінь граничного вмісту вологи, тобто основними параметрами сушильного процесу є температура і вологість теплоносія [Колокольніков B.C. Виробництво цементу. Учбовий посібник., М., Вища школа, 1967р., стор.ЗОЗ]. В існуючих сушильних установках повітря надходить з атмосфери і характеризується низькою температурою і високою вологістю та підігрівається газовим пальником, але, при надходженні через холодильник, вологість повітря зменшується за рахунок нагріву і переходу частини вологи до клінкеру при гідратації. При використанні запропонованого способу увесь надлишковий газ (повітря) надходить до сушильної установки, при цьому подання повітря з атмосфери виключається. Приклад Проведені заміри температури відхідних надлишкових газів, що відходять від холодильників 2 обертових печей 1 випалу клінкеру Краматорського цементного заводу "Пушка", які показали, що основна робоча температура знаходиться у інтервалі 80-100°С, а в окремі незначні періоди може опускатися до 60°С та зростати до 450°С, об'єм надлишкового газу складає до 35000м3/г на одну піч. З такими параметрами надлишковий газ надходить до сушильної установки 6 граншлаку, в якій він проходить частково через пальник, частково сушильною установкою 6. Від трьох холодильників 2 випалових обертових печей 1 Краматорського цементного заводу "Пушка" надходить 35000 3=105000м3/г, така ж кількість газу потрібна для роботи сушильної установки для граншлаку. Номінальна температура надлишкового відхідного газу від холодильників у нормальному режимі роботи випалової печі складає 80-90°С (така температура необхідна для сушіння матеріалів) і надлишковий відхідний газ направляється на горіння та догрів у топочному просторі сушильної установки. Кількість теплоти, що необхідна для сушіння матеріалів в сушильній установці, разом з газом, який надходить з холодильників, визначається за формулою: 6110 Q=cVt, де, с - теплоємкість повітря 0,31 ккал/м3 V - об'єм газів м3/год , t - температура газу, що надходить °С При мінімальній температурі t=60°C, Qmin=0,31 35000 60=651 ОООккал/год ; При максимальній температурі від холодильників t=450°C, Qmax=0,31 35000 60=4882500ккал/год. Діапазон регулювання витрат природного газу (Кр) на пальнику сушильної установки визначається Kp=Qmax/Qmm=4882500/651000=7,5 Таким чином, для забезпечення економії природного газу при сушінні граншлаку необхідний пальник з діапазоном регулювання витрат газу 1 8 При надходженні до сушильної камери надлишкового газу з холодильників з низькою температурою відбувається автоматичне підвищення витрат природного газу на нагрів і навпаки, при роботі з високими температурами, на пальник надходить менший об'єм природного газу При застосуванні запропонованого способу досягається повна утилізація тепла надлишкових газів, що надходять з холодильників, з одночасною економією палива Фіг. 1 Комп'ютерна верстка В Мацело Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601