KR930009326B1 - 미분분말의 열처리 방법 및 그장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

미분분말의 열처리 방법 및 그장치

제 1 도는 본 발명에 따른 방법으로 시켄트를 제조하는 장치를 도시하는 약식 블록 다이아그램.

제 2 도는 수정된 장치에 있어서, 로에서 나오는 배기가스 만으로 가열되는 열교환단계를 도시하는 블록 다이아그램.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투입라인 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c : 열교환 유니트

2 : 로 7a, 8a : 분말분리기

3 : 반응용기 4, 5 : 배기가스라인

12 : 열교환 유니트

본 발명은 미분(微粉)분말의 열처리 방법, 특히 시멘트제조용 미분원료의 예열, 하소(Calcine) 및 소성방법에 관한 것이다.

여기서 분말은 로 및 반응용기에서 나오는 혼합 배기가스에 의해 다단식 열교환기 내에서 예열되며, 상기 혼합배기 가스는 두개의 평행한 배기가스 라인내에서 이송되며, 상기분말은 상기 배기가스라인중 하나와 연합된 열교환 단계와 다른 배기가스 라인자 연합된 열교환단계사이에서 교대로 이송되며, 후에 분말은 로에서 나오는 배기가스 흐름만으로 더 가열되며 그 후 반응용기로 공급되고 이어서 로에 공급되며, 분말 흐름의 경로에서 반응 용기에 직접 선행하는 열교환 단계에서 분말을 가열하기 위해 사용되었던 로의 배기가스는, 그후 반응용기의 배기가스와 흔합되어 배기가스 혼합물을 형성하여 두개의 배기가스 라인을 통하여 이송된다. 또한 본 발명은 상기 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.

시멘트 생산에 있어서. 로에서 나오는 배기가스는 하소기 (calcinator)로 공급되어서는 아니되며. 로의 보다높은 배기가스온도가 분말흐름의 경로에서 하소기에 직접 선행하는 열교환 단계에서 미분원료를 예열하는데 이용되어야 한다. 그러나 한 세트의 열교환 단계와 연합된 배기가스라인에는 하소기에서 나오는 배기가스만 흐르며 한편 다른 세트의 열교환 단계와 연합된 배기가스 라인은 로에서 나오는 배기가스만 공급받는 식으로 배열된 장치는 바람직하지 못하다.

오스트리아 특허명세서 제 375, 628 호에 기재된 바에 의하면, 이 목적은 다음과 같이 달성된다. 즉, 로에서 나오는 배기가스 흐름으로 미분원료에 열을 공급한후, 미분원료의 흐름 경로에서 하소기에 직접 선행하는 열교환 단계에 있어서 하소기에서 나오는 배기가스 흐름과 상기로의 배기가스 흐름을 혼합하며, 이 혼합된 배기가스 흐름을 두 배기가스 라인내로 균등하게 배분한다. 로와 하소기에서 나오는 배기가스의 혼합은 혼합쳄버에서 이루어지므로, 이것은 필연적으로 장치 전체의 높이를 증가시킨다. 더구나, 열교환기를 통해 연장하는 두 배기가스라인에 대해 혼합가스의 흐름을 균등하게 분배하는 것은 두 배기가스라인과 연합된 열교환 단계내의 상이한 상태들에 대한 적응을 어렵게 한다.

미분원료는 한 배기가스라인과 연합된 열교환 단계와 다른 배기가스라인과 연합된 열교환 단계 사이에서 교대로 이송되고, 그 후에 미분원료를 하소기로 공급하여, 두 배기가스 라인과 연합된 열교환 단계에서 다른 수준의 온도가 가해지게 하며, 다른 상태가 발생하게 한다. 이 공정의 적정화를 기하기 위하여, 두 배기 가스 라인내의 배기가스의 유량을 우세한 상태에 적응시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 배기가스 제어시 두개의 배기가스 라인과 연합된 열교환단계에서의 상이한 상태들을 참작함으로써 상술한 방법에 개선하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 방법은 반응용기에서 나오는 배기가스를 두 갈래의 분류(分流)로 뽑아내어 각각의 배기가스 라인으로 공급하며, 로에서 나오는 배기 가스의 두갈래 분류의 흐름을 반응용기에서 나오는 상기 배기가스의 두갈래분류 각각에 합류시키는 것이다.

반응용기에서 배기가스의 두갈래 분류가 회수되어 나오기 때문에. 열교환기의 각 배기가스라인에는 해당 배기가스라인과 연합된 열교환 단계에서의 온도 및/또는 조성에 관해서 우세한 상태에 적응되는 혼합배기가스 흐름이 공급될 수 있다. 로에서 나오는 배기가스는 반응용기에서 나오는 배기가스의 두갈래 분류에 상이한 비율로 공급될 수 있다 .

배기가스가 배기가스 라인을 통하여 흐르는 전제 유량은 해당 배기가스 라인에 부착된 팬(fan)의 용량에 의존하기 때문에, 로와 반응용기에서 흘러나오는 배기가스량의 비율은 다를 수 있으나. 두 배기가스라인에서 나오는 배기가스의 유량은 항상 일정하다. 이러한 이유로 인하여 열교환기의 두 배기가스 라인을 동일하게 설계해도 좋을 것이다.

로에서 나오는 배기가스는 반응용기에서 나오는 배기가스의 분류에 혼합되고. 후에 이 가스들을 다시 분할할 필요가 없기 때문에, 혼합쳄버를 필요로하지 않으므로 장치의 전체 높이가 줄어들며 이것은 바람직한 것이다.

로에서 나오는 배기가스를 반응용기에서 나오는 배기가스의 두 갈래 분류에 예정된 비율로 분배시킨다면 특히 바람직한 상태가 얻어질 것이다. 두 배기가스라인 내의 배기 가스의 온도 및 조성에 관한 최적상태를 제공할수 있도록 상기 분배비율을 결정하므로써, 처리공정이 양호하게 되며 크러스트(crust)의 생성이 감소될 수 있다. 크러스트가 생성하는 경향은 발라스트(ballast)의 집적도와 온도조건에 좌우된다.

본 발명의 방법은 시멘트의 제조에 특히 적합하나, 그 용도에 있어서 시멘트 분야에만 한정되는 것이 아니고, 미분 분말을 반응용기와 그 다음 단계의 로에서 일처리하는 경우 즉 예를 들면 철의 생산 같은 것에 적용시킬 수 있다.

본 방법은 다음과 같이 구성된 장치로서 수행될 수 있다. 즉, 상기 장치는 로, 상기로에 선행하는 반응용기 및 다단식 및 열교환기를 구비하며, 여기서 열 교환기는 반응용기와 연통하며 분말을 예열하는 역할을 하고, 이 열교환기내에는 여러개의 열교환 유니트들이 분말 흐름에 대하여 직렬식으로 연결되고, 두개의 병렬식 배기가스라인과 연합되어 있으며, 각 배기가스라인은 로의 가스출구에 직접 연결된 열교환 유니트에 연결된 가스입구를 가지며, 상기 가스입구의 각각은 또한 반응용기의 가스출구 수단에 연결되어 있으며, 상기 각 배기 가스라인과 연합된 각각의 열교환 유니트들의 분말출구는 다른 배기가스라인파 연합된 각각의 열교환 유니트의 분말 입구에 연결된다. 이러한 장치에 있어서, 반응용기의 가스출구수단은 두개의 따로 분리된 가스출구로 구성되며, 이 가스출구에서는 각각 분말분리기가 구비되며, 또 이 가스출구는 배기가스 라인중 하나의 가스입구에 연결되며, 연결라인에 의해 반응용기에 직접 선행하는 열교환유니트의 가스 출구에 연결된다. 반응용기에서 나오는 배기가스의 흐름은 로에서 나오는 배기가스와 혼합한 후 열교환기의 두 배기가스 라인에 간단한 방법으로 분배시킬 수 있다. 한편 한 배기가스라인에 대한 혼합 배기가스의 흐름은 다른 쪽 배기가스라인내의 혼합배기가스의 조성에 의해 영향을 받지 않는다.

특히 전체장치의 높이를 낮추는 것은 확실히 가능한데 왜냐하면 반응용기의 각 가스출구에서는 분말분리기가 구비되고, 반응용기에서 나오는 배기가스의 흐름이 분리기를 거친 후에는 두 갈래의 분류로 나눌 필요가 없기 때문이다.

다음과 같은 조건을 구비하면 두개의 배기가스 라인속에서의 예정된 혼합 비율을 본 발명의 범위내에서 간단히 조정할수 있다. 즉, 분말의 흐름 경로에서 반응용기에 직접 선행하는 열교환 유니트가스출구와 반응용기의 가스출구 사이의 연결라인에 스로틀밸브, 즉 예를들면 게이트밸브를 설치한다면, 상기 조정이 가능하다. 즉 이 밸브에 의 하여 반응용기의 배기 가스와 함께 열교환기의 연합된 배기가스라인을 통해 로에서 배기가스를 뽑아내는 비율을 제어할수 있다.

본 발명에 따르는 미분분말의 열처리방법을 수행하는 장치를 설명하기 위하여 실시예를 도면에 도시하였다.

미분 원료의 흐름 경로의 점선으로 표시하였다. 미분원료는 투입라인(1)에 의하여 다단식 열교환기로 공급되며, 이 열교환기는 예열되고 하소된 미분원료를 소성하기 위해 로(2)에서 나온 배기가스와 반응용기(3)로부터 나오는 배기가스로 가열된다. 또한 상기 반응용기(3)는 분말의 흐름경로에서 회전로(2)에 선행하며, 이 반응용기(3)내에서 미분원료가 적절한 열공급에 의하여 탈산된다. 열교환기는 두개의 평행한 배기가스라인(4 및 5)을 구비하고 있으며, 이 배기가스 라인은 각각 열교환유니트(4a, 4b, 4c 및 5a, 5b, 5c)와 열전달관계에 있다.

상기 열교환 유니트들은 싸이클론(cyclone)으로 구성되어 있다. 배기가스 흐름의 경로는 실선으로 표시되어 있다. 열 교환기의 배기가스라인(4 및 5)은 반응용기(3)의 가스출구(7 및 8)에 각각 연결되어 있다. 이 각각의 가스출구는 싸이클론 식 분리기로 구성된 분말 분리기 (7a 또는 8a)를 구비한다. 분말분리기 (7a 및 8a)의 분말 배출라인(9)은 로(2)에 연결되며, 이미 하소된 미분 원료로(2)내에서 소성하여 시멘트크링커(clinker)를 만든다. 소성된 시멘트 크링커는 후에 냉각기(10)에서 냉각시킨다.

냉각기에서 배출되어 나오는 냉각공기의 일부는 로(2)에 공급되어 연소용공기로 사용된다. 반응용기(3)내에서 미분원료를 탈산시키는데 필요할 정도의 추가적 열은 버너 (11)에 의하여 후에 공급되며, 이 버너에 냉각기(10)에서 나오는 냉각 공기의 일부로 이루어진 연소용공기를 공급한다.

제 1 도에 의하면 열교환기에서 예열된 미분원료는 열교환유니트(12)에서 다시 더 높은 온도로 예열되며, 이 열교환유니트(12)는 분말 흐름의 경로상 반응용기(3)에 직접 선행하며. 여기에 로 배기가스가 공급된다. 이 로(2)의 배기가스는 반응용기(3)에서 나오는 배기가스보다 온도가 높다. 분말을 상술한 바와같이 더높은 온돌 예열하기 위해서, 열교환유니트(12)를 로(2)의 가스출구(13)에 연결시킨다.

로(2)에서 직접 배기가스를 받아들이는 열교환유니트(12)는 가스출구(14)를 구비하고 있으며 이 가스출구(14)는 두개의 연결라인(14a 및 14b)에 의해, 반응용기(3)의 각 가스출구(7 및 8)에 연결된다. 이결과, 열교환기의 두개의 배기가스라인(4 및 5)의 가스입구(15)의 각각에는 로(2)와 반응용기(3)에서 나오는 배기가스들로 이루어진 혼합배기가스가 공급되며 이 혼합가스는 각각의 배기가스라인(4 또는 5)에 대해 예정된 혼합비율로 혼합한 것이다. 상기 혼합비율을 조정 하기위해서, 연결라인 (14a 및 14b)에는 조정가능한 스로틀밸브(16)를 구비시키며 이 밸브는 게이트밸브로 구성시키는 것이 바람직하다. 이와같이 배열된 장치에 있어서, 두 배기 가스라인(4 및 5) 각각에서의 혼합배기 가스의 흐름은 해당 배기가스라인과 연합된 열교환기내에서 우세한 상태에 따로따로 조정하는 것이 가능하며. 이에 의하여 그 공정을 바람직하게 제어할 수 있다. 두 배기가스라인(4 및 5)을 통과한 혼합배기가스의 두 분류는 합쳐져서 공통팬(17)에 의해 밖으로 배출된다.

투입라인(1)을 통하여 열교환기로 공급된 미분원료는 처음에 열교환유니트(4c)로 들어가며, 열교환유니트(4c)로부터 분말의 흐름은 분말출구(18)를 통과하여 다른쪽의 배기가스라인(5)과 연합된 열교환유니트(5c)의 분말입구(19)로 이송된다. 그후, 분말의 흐름은 배기가스라인(4 및 5)과 연합된 유니트들을 통하여 교대로 운송되며, 이에의해 미분원료는 각각의 배기가스 라인과 연합된 열교환기 내에서 최적 조건하에서 단계적으로 가열된다. 미분원료는 열교환기의 최종 예열단계인 열교환 유니트(12)의 분말출구(20)로 부터 반응용기 (3)로 운반되어, 여기에 공급되는 열에 의하여 탈산된다. 하소된 미분원료는 배기가스와 마찬가지로 반응용기(3)로부터 두갈래 분류로 배출되어 나와서, 분말분리기 (7a 및 8a)를 거쳐, 로(2)에 투입되어 거기에서 소성 된다.

제 2도에 도시된 장치는 제 1도의 도시된 것에 대해 다음과 같은 점에서 상이하다. 즉, 분말흐름의 경로에서 반응용기(3)에 직접 선행하고 로(2)에서 나오는 배기가스에 의해 가열 되는 열교환유니트(12)가 다음과 같이 구성된 열 교환단계에 의해 대치되었다는 점에서 다르다. 즉 대치된 열교환 단계는 두개의 열교환유니트(12a 및 12b)로 구성되는데, 이들은 병렬로 연결되어, 연결라인(14a 및 14b)이 상기 열교환 단계의 두개로 격리된 열교환유니트(12a 및 12b)로부터 연장하며 한개의 열교환 유니트(12)의 가스출구(14)로부터 연장하지 않는다. 이러한 이유로 인하여 배기가스 라인(5)과 연합된 열교환유니트(5a)의 분말출구와 로(2)의 가스출구(13)는 갈라저서 두개의 열교환유니트(12a, 12b)에 연결된다. 상기 열교환 단계로 로에서 나오는 배기가스만으로 가열되며, 그다음에 상기 단계의 두 열교환유니트(12a, 12b)에서 가열된 분말은 합쳐서 반응용기(3)에 공급된다.

Claims (8)

1. 예열용 다단식 열교환유니트(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c)의 제 1 및 제 2 세트의 열교환단계, 반응용기(3) 및 로(2)에서 순차적으로 미분분말을 열처리하는 방법으로서, 상기 반응용기(3)에서 나온 배기가스와 상기 로(2)에서 나온 배기가스의 혼합배기가스는 상기 열교환유니트(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c)의 제 1 및 제 2 세트의 열교환 단계와 각각 열전달관계에 있는 제 1 및 제 2 배기가스라인(4, 5)을 통해 이송되고, 상기 분말은 상기 제 1 및 제 2 세트의 열교환 단계를 통해 교대로 이송되고 이어서 상기 로(2)에서 나온 배기가스만으로 가열되는 추가적인 열교환유니트(12)에서 더 가열되며, 상기 추가적인 열교환유니트(12)를 통과한 상기 로(2)에서 나온 배기가스는 상기 반응용기(3)에서 나온 배기가스와 혼합되어 혼합배기가스를 형성하도록 구성된 미분분말의 열처리 방법에 있어서, 상기 반응용기(3)에서 나오는 반응용기 배기가스를 두 갈래 분류로 회수하는 단계와. 상기 추가적인 열교환유니트(12)를 통과한 로 배기가스를 그곳으로부터 두갈래 분류로 회수하고 로 배기가스의 두갈래 분류의 각각을 반응용기 배기가스의 두갈래 분류의 각각 과혼합하여 제 1 및 제 2 의 혼합배기가스 흐름을 형성하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 의 혼합배기가스 흐름을 상기 제 1 및 제 2 의 배기가스라인(4,5)의 각각에 공급하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 미분분말의 열처리방법.
2. 제 1 항에 있어서, 미분분말은 시멘트 제조용 미분원료로 이루어짐을 특징으로 하는 미분분말의 열처리방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 의 로배기가스의 흐름들사이의 예정된비는 조정 및 유지가 가능한 것을 특징으로 하는 미분분말의 열처리방법.
4. 상기 분말을 예열하기 위한 다단식열교환기유니트(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c), 상기 열교환유니트로부터 예열된 분말을 받아들이기 위해 상기 열교환유니트에 연결되며 반응용기 배기가스를 배출하기 위한 반응용기가스 출구수단을 구비하는 반응용기(3), 및 상기 반응용기(3)로부터 반응된 분말을 받아들 일수 있게 상기 반응용기(3)에 연결되며 로 배기가스를 배출하기 위한 로 가스출구(13)를 구비하는 로(2)로 구성되며, 상기 열교환유니트(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c)는 제 1 및 제 2 세트의 열 교환단계, 상기 제 1 및 제 2세트의 열교환 단계와 각각 열전달관계에 있는 제 1 및 제 2 배기가스라인(4, 5), 상기 제 1 및 제 2 세트의 열교환단계를 통하여 상기 분말을 교대로 이송하는 수단, 및 상기 제 1 및 제 2 세트의 열교환단계들 중 한세트의 열교환 단계들의 하나로부터 분말을 받아들이기 위해 그곳에 각각 연결되고, 로 가스출구(13)로부터 로 배기가스를 받아들이기 위해 상기 로 가스출구(13)에 연결되며, 상기 분말을 반응용기(3)로 배출하기 위해 상기 반응용기 (3)에 연결되는 추가적인 열교환유니트(12)를 구비하며, 상기 추가적인 열교환유니트(12)는 로 배기가스를 배출하기 위한 가스출구(14)를 구비하는 미분분말의 열처리 장치에 있어서, 반응용기 배기가스를 두갈래 분류로 배출하기 위한 상기 반응 용기가 가스출구 수단을 구성하는 두 가스출구(7, 8), 및 로(2)의 가스출구(13)로 부터 배기가스를 받아서 로 배기가스의 두 갈래 분류를 상기 가스출구(7, 8)로 배출하여, 반응용기 배기가스의 두갈래 분류의 각각을 로 배기가스로 배기가스의 상기 두갈래 분류의 하나와 혼합시켜, 제 1 및 제 2 의 혼합배기가스 흐름을 형성하기 위해 상기 추가적인 열교환 유니트(12)에 연결된 두 연결라인(14a, 14b)을 구비하며, 상기 반응용기가스출구(7, 8)는 제 1 및 제 2 의 혼합배기가스흐름을 그곳으로 배출하기 위해 상기 제 1및 제 2 의 배기가스라인(4, 5)에 각각 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 미분분말의 열처리장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 각 세트의 열교환 단계들중 적어도 하나의 단계는 분말출구(18) 및 상기 세트의 다른쪽 열교환 단계의 분말출구에 연결된 분말입구(19)를 가지는 것을 특징으로 하는 미분분말의 열처리장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 장치에서 두개의 분말 분리기(7a, 8a)가 구비되어 이들은 각각 상기 반응용기 가스출구의 하나에서 나오는 반응용기 배기가스 분류들중 한 갈래를 받아들여서 상기 반응용기 배기가스의 상기 분류를 배출하도록 연결된 것을 특징으로 하는 미분 분말의 열처리 장치.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 각연결라인(14a, 14b)에 조정 가능한 스로틀밸브(16)가 구비되는 것을 특징으로 하는 미분 분말의 열처리장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 스로틀 밸브(16)는 게이트밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 미분 분말의 열처리장치.

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