PL195923B1 - Sposób i urządzenie do spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego, w którym suro- wa maczke cementowa ogrzewa sie wstepnie i prazy w podgrzewaczu z kalcynatorem, spala do klinkieru w piecu i nastepnie chlodzi w chlodniku klinkieru, a którym to sposobie odpady spala sie w oddzielnej komorze, do której jednoczesnie doprowadza sie gorace powietrze, przy czym gazy spalinowe wytwo- rzone podczas procesu spalania odpadów odprowa- dza sie do podgrzewacza w celu ogrzewania surowej maczki cementowej, a zuzel wytworzony podczas procesu spalania odpadów wydobywa sie z komory, znamienny tym, ze odpady wprowadza sie przez wlot (11) odpadów na powierzchnie nosna (21) znaj- dujaca sie w komorze (9) i tym, ze podczas spalania odpady transportuje sie przez komore do wylotu (23) komory po torze kolowym. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego.

Nie ograniczające przykłady palnych odpadów obejmują opony, meble, dywany, odpady drewna, odpadki ogrodowe i kuchenne, osady papiernicze i ściekowe, ziemię bielącą.

Sposób spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego, w którym surową mączkę cementową ogrzewa się wstępnie i praży w podgrzewaczu z kalcynatorem, spala do klinkieru w piecu i następnie chłodzi w chłodniku klinkieru, i w którym to sposobie odpady spala się w oddzielnej komorze, do której jednocześnie doprowadza się gorące powietrze, przy czym gazy spalinowe wytworzone podczas procesu spalania odpadów odprowadza się do podgrzewacza w celu ogrzewania surowej mączki cementowej, a żużel wytworzony podczas procesu spalania odpadów wydobywa się z komory, jest znany.

W duńskim zgłoszeniu patentowym nr 1201/92 ujawniono sposób, w którym odpady i surowa mączka cementowa wprowadzane są w jednym końcu komory, a odprowadzane w drugim końcu, przy czym przenoszenie następuje na specjalnie przewidzianych powierzchniach nośnych, a żużel odpadowy i surowa mączka cementowa doprowadzane są do sekcji kalcynującej podgrzewacza. W zalecanym przykładzie wykonania tego znanego sposobu powierzchnie nośne składają się z powierzchni rusztowych z przelotowymi szczelinami, przez które przechodzi strumień gorącego powietrza i jest kierowany do góry przez strumień odpadów.

Znane jest również urządzenie do spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego, zawierające magazyn surowej mączki, podgrzewacz z kalcynatorem, piec, chłodnik klinkieru, komorę do spalania odpadów, przewód powietrzny do dostarczania gorącego powietrza do komory, która to komora zawiera wlot do wprowadzania do niej odpadów i wylot do odprowadzania żużla i wszelkich nie spalonych odpadów.

W rzeczywistej praktyce stwierdzono wiele wad wymienionego układu, który przewiduje wprowadzanie materiału w jednym końcu komory i odprowadzanie w drugim końcu. W tym kontekście powstaje szczególny problem tego rodzaju, że temperatura powierzchni nośnej może pozostawać na stosunkowo niskim poziomie na jednym końcu, gdzie ma miejsce wprowadzanie świeżego materiału, podczas gdy na drugim końcu po rozpoczęciu procesu spalania występuje stosunkowo wysoka temperatura. Powoduje to bardzo poważne problemy projektowe w odniesieniu do rozszerzalności cieplnej, wyboru materiału itp., z powodu potrzeby dostosowania urządzenia do różnego rodzaju odpadów, pociągającej za sobą zmiany cykli temperaturowych. Z punktu widzenia projektowania powierzchnia nośna powinna korzystnie być ukształtowana dla umiarkowanie stałej temperatury pracy. Byłoby również pożądane, zwłaszcza w odniesieniu do spalania odpadów o dużej zawartości wilgoci, odprowadzenie pewnej ilości ciepła przy gorącym końcu dla umożliwienia jego wykorzystania przy zimnym końcu, gdzie potrzeba suszenia jest znacznie większa. Również ukształtowanie powierzchni nośnej zawierającej przelotowe szczeliny dla przejścia gorącego powietrza z chłodnika klinkieru okazało się mieć ujemne strony, jako, że, co nie było zaskoczeniem, surowa mączka doprowadzana zgodnie ze sposobem do komory ma notorycznie skłonność do przechodzenia przez szczeliny. Wszelkie wysiłki zapobieżenia temu problemowi poprzez umożliwienie przechodzenia strumienia powietrza przez szczeliny z dużą prędkością spowodowały w rezultacie jedynie niepożądaną potrzebę znacznej różnicy ciśnień dla przepuszczania powietrza przez szczeliny. Kolejna wada znanego sposobu dotyczy ogólnej regulacji czasu przebywania odpadów w komorze, co wymaga układu ruchomych i stałych elementów rusztowych, konstrukcja których jest skomplikowana wskutek zmian temperatury zachodzących przy przestawianiu pracy na różne typy odpadów.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do spalania odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego, które pozbawione są wyżej wymienionych wad lub wady te występują w znacznie mniejszym stopniu.

Sposób spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego, w którym surową mączkę cementową ogrzewa się wstępnie i praży w podgrzewaczu z kalcynatorem, spala do klinkieru w piecu i następnie chłodzi w chłodniku klinkieru, a którym to sposobie odpady spala się w oddzielnej komorze, do której jednocześnie doprowadza się gorące powietrze, przy czym gazy spalinowe wytworzone podczas procesu spalania odpadów odprowadza się do podgrzewacza w celu ogrzewania surowej mączki cementowej, a żużel wytworzony podczas procesu spalania odpadów wydobywa się z komory, odznacza się według wynalazku tym, że odpady wprowadza się przez wlot

PL 195 923 B1 odpadów na powierzchnię nośną znajdującą się w komorze itym, że podczas spalania odpady transportuje się przez komorę do wylotu komory po torze kołowym.

Korzystnie dla regulacji temperatury w komorze spalania odpadów wprowadza się surową mączkę cementową do komory przez wlot surowej mączki cementowej.

Korzystnie strumień gorącego powietrza wprowadzany do komory wyciąga się z chłodnika klinkieru.

Korzystnie gazy spalinowe wytworzone podczas spalania odpadów wprowadza się do kalcynatora podgrzewacza w celu kalcynacji surowej mączki cementowej.

Korzystnie wytworzony w procesie spalania odpadów żużel i wszelkie nie spalone odpady wydobywa się z komory przez wylot i kieruje do kalcynatora.

Korzystnie do komory wprowadza się zimną mączkę surową w przypadku zagrażającego przegrzania i/lub wybuchu.

Korzystnie do komory wprowadza się zimną surową mączkę w ilości dostatecznej do schłodzenia odpadów i osłonięcia ich przed zderzeniem ze strumieniem gorącego powietrza.

Urządzenie do spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego, zawierające magazyn surowej mączki, podgrzewacz z kalcynatorem, piec, chłodnik klinkieru, komorę do spalania odpadów, przewód powietrzny do dostarczania gorącego powietrza do komory, która to komora zawiera wlot do wprowadzania do niej odpadów i wylot do odprowadzania żużla i wszelkich nie spalonych odpadów, charakteryzuje się według wynalazku tym, że komora zawiera ponadto powierzchnię nośną do podtrzymywania odpadów podczas spalania i elementy do transportowania odpadów od wlotu odpadów do wylotu z komory po torze kołowym.

Korzystnie komora zawiera wlot do wprowadzania surowej mączki z podgrzewacza, kalcynatora i/lub magazynu surowej mączki.

Korzystnie powierzchnia nośna stanowi tarczę obrotową, która służy również do transportowania odpadów przez komorę.

Korzystnie urządzenie zawiera mechanizm zgarniakowy do usuwania żużla wytworzonego podczas procesu spalania odpadów jak również wszelkich nie spalonych odpadów z komory przez jej wylot i do kalcynatora.

Korzystnie tarcza obrotowa stanowi dno komory.

Korzystnie tarcza obrotowa jest ukształtowana dla obrotu wokół w zasadzie prostopadłej osi, która przechodzi przez jej środek i jest nachylona względem pionu zasadniczo od 1do 10 stopni.

Korzystnie komora zawiera gazoszczelną, nieruchomą ściankę działową, która jest zamocowana na torze obrotu pomiędzy wylotem i wlotem komory i rozciąga się od ścianki bocznej komory do osi obrotu tarczy obrotowej.

Korzystnie tarcza obrotowa zawiera materiał ceramiczny.

Korzystnie powierzchnia nośna jest nieruchoma, a element do transportowania odpadów przez komorę stanowi element obracający się wokół osi, który przebiega prostopadle do powierzchni nośnej.

Korzystnie elementy do transportowania stanowi koło łopatkowe wyposażone w co najmniej dwie łopatki.

Zgodnie z wynalazkiem uzyskano urządzenie, które wyróżnia prostota pod względem konstrukcji, ale również zdolność suszenia mokrych odpadów, unikania przesiewania odpadów i ewentualnie surowej mączki, przy zwiększeniu możliwości regulowania czasu przebywania odpadów w komorze. Dzięki ruchowi kołowemu zachodzi bardziej równomierny rozkład obciążenia termicznego z kierowaniem ciepła od gorącego końca komory do jej końca zimnego. Również czas przetrzymywania odpadów w komorze może być regulowany w prosty sposób przez zmianę prędkości elementów transportujących.

W celu zoptymalizowania wydajności urządzenia zaleca się, aby dla regulacji temperatury w komorze spalania odpadów surowa mączka cementowa była wprowadzana do komory poprzez wlot surowej mączki cementowej. Doprowadzana surowa mączka służy jako rezerwuar ciepła zapewniając podtrzymywanie temperatury na żądanym poziomie nawet przy narażeniu na fluktuacje podczas procesu spalania od procesu egzotermicznego do procesu endotermicznego, i odwrotnie. Zatem komora może zawierać wlot do wprowadzania surowej mączki z podgrzewacza, kalcynatora i/lub magazynu surowej mączki.

Dla zapewnienia ograniczonego zużycia energii i wysokiej zawartości tlenu w strumieniu powietrza, zaleca się aby strumień gorącego powietrza wprowadzany do komory był odprowadzany z chłodnika klinkieru. W pewnych przypadkach, gdy na przykład piec zawiera układ obejściowy do odprowa4

PL 195 923 B1 dzania związków lotnych, niewielka ilość gorącego powietrza wprowadzana do komory może również korzystnie być odprowadzana z układu obejściowego.

Zalecane jest, aby gazy spalinowe wytworzone podczas procesu spalania odpadów były wprowadzane do kalcynatora podgrzewacza w celu kalcynowania surowej mączki cementowej. W następstwie tego wszelkie niepożądane produkty spalania, CO, sadza i tym podobne zostaną rozłożone w kalcynatorze podlegając jednoczesnemu spalaniu zwykłego paliwa w kalcynatorze.

Żużel wytworzony podczas procesu spalania odpadów i wszelkie nie spalone odpady są korzystnie wydobywane z komory przez jej wylot i kierowane do kalcynatora.

W przypadku niebezpieczeństwa przegrzania i/lub wybuchu nie jest możliwe przerwanie procesu spalania w komorze, jak w przypadku tradycyjnych palników, i z tego powodu zaleca się, aby w takich okolicznościach zimna surowa mączka z magazynu surowej mączki lub zasobnika awaryjnego była podawana do komory. Również korzystne jest, aby zimna surowa mączka była podawana do komory w ilości wystarczającej do osłonięcia jej przed zderzeniem ze strumieniem gorącego powietrza.

W korzystnym ukształtowaniu wynalazku powierzchnię nośną stanowi tarcza obrotowa, która jednocześnie służy jako elementy do transportowania odpadów przez komorę.

W korzystnym ukształtowaniu urządzenie zawiera również mechanizm zgarniakowy do usuwania wytworzonego podczas procesu spalania odpadów żużla oraz nie spalonych odpadów z komory przez jej wylot i do kalcynatora.

Tarcza obrotowa może częściowo lub w całości tworzyć dno komory.

Tarcza obrotowa może być ukształtowana do obrotu wokół w zasadzie pionowej osi przebiegającej przez jej środek. Oś może być odchylona od pionu, w zasadzie od 1do 10 stopni. Tak więc, jeśli tarcza obrotowa wykonana jest z lekkim nachyleniem ku wylotowi komory, poprawi to wydajność usuwania żużlu i pozostałości odpadów z komory oraz kierowania do kalcynatora.

Dla uniknięcia cyrkulacji powietrza w komorze, zawiera ona korzystnie gazoszczelną, nieruchomą ściankę działową, która jest usytuowana na torze obrotu pomiędzy wylotem i wlotem komory i przebiega od ścianki bocznej komory do osi obrotu tarczy obrotowej.

Tarcza obrotowa korzystnie zawiera materiał ceramiczny.

W alternatywnym ukształtowaniu wynalazku powierzchnia nośna może być nieruchoma i elementy do transportowania odpadów przez komorę mogą zawierać element obracający się wokół osi, który przebiega prostopadle do powierzchni nośnej. W tym ukształtowaniu element do transportowania korzystnie stanowi koło łopatkowe wyposażone w co najmniej dwie łopatki.

Przedmiot wynalazku jest opisany bardziej szczegółowo w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie według wynalazku, fig.2 - szczegół korzystnego ukształtowania wynalazku, fig.3 - szczegół pokazany na fig.2 w widoku z góry, fig.4 - szczegół alternatywnego ukształtowania wynalazku, i fig.5 - szczegół pokazany na fig.4 w widoku z góry.

Na fig. 1 pokazano urządzenie do wytwarzania klinkieru cementowego. Urządzenie zawiera podgrzewacz cyklonowy 1z kalcynatorem 3, piec obrotowy 5, chłodnik 7 klinkieru, i komorę 9 do spalania odpadów wprowadzanych do niej przez otwór 11. Podczas pracy surowa mączka cementowa wprowadzana jest z magazynu 17 surowej mączki do wlotu dla surowej mączki podgrzewacza 1. Surowa mączka jest następnie kierowana do pieca obrotowego 5 przez cyklony podgrzewacza 1i kalcynator 3 przeciwprądowo do gorących gazów spalinowych z pieca obrotowego 5, powodując w ten sposób ogrzewanie i kalcynowanie surowej mączki. W piecu obrotowym 5 kalcynowana surowa mączka spalana jest do cementu klinkierowego, który chłodzony jest za pomocą powietrza atmosferycznego w znajdującym się dalej chłodniku 7 klinkieru. Część tak ogrzanego powietrza jest doprowadzana z chłodnika 7 klinkieru przewodem 15 do komory 9.

Odpady wprowadzane są przez wlot 11 dla odpadów na powierzchnię nośną 21 (patrz. fig. 2) do komory 9, po czym odpady są zapalane i spalane, przy czym jednocześnie odpady transportowane są do wylotu 23 z komory po torze kołowym.

W celu regulacji temperatury w komorze 9, zawiera ona wlot 12, patrz fig.2 i 3, do wprowadzania surowej mączki cementowej z podgrzewacza, kalcynatora i/lub magazynu surowej mączki.

W ukształtowaniu przedstawionym na fig. 2 i 3 powierzchnia nośna jest wykonana jako tarcza obrotowa 21, która obraca się wokół osi25 i która stanowi dno komory 9.W celu kierowania pozostałości ze spalania w postaci żużlu i ewentualnie nie spalonych odpadów przez wylot 23 komory i do kalcynatora 3 komora 9 zawiera mechanizm zgarniakowy 27.

W tym ukształtowaniu odpady są wysypywane przez wlot 11 na tarczę obrotową 21. Stąd odpady transportowane są jak pokazano za pomocą strzałek po torze kołowym do wylotu 23 komory 9,

PL 195 923 B1 gdzie mechanizm zgarniakowy 27 zapewnia spychanie całego materiału przez krawędź i do kalcynatora, w którym przebiega sortowanie, powodując unoszenie małych cząstek ku górze w kalcynatorze, podczas gdy duże cząstki przepływają w dół do pieca i są rozkładane. Zatem składniki mineralne odpadów są skutecznie mieszane ze składnikami surowej mączki.

Jak pokazano, komora zawiera również gazoszczelną, nieruchomą ściankę działową 29, która jest zamocowana na torze obrotu pomiędzy wylotem 23 i wlotem 11 komory. Ścianka działowa, która jest integralną częścią mechanizmu zgarniakowego 27 w przedstawionym ukształtowaniu, rozciąga się od ścianki bocznej komory do osi obrotu tarczy obrotowej, zapewniając w ten sposób, że strumień gorącego powietrza z chłodnika klinkieru płynie przez odpady prawie po tym samym torze, jedynie z większą prędkością. W następstwie tego gazy spalinowe wytworzone podczas spalania są usuwane z komory i kierowane do kalcynatora, gdzie są wykorzystywane do kalcynowania surowej mączki cementowej.

Czas przebywania odpadów w komorze może być regulowany po prostu przez regulację prędkości obrotu tarczy obrotowej. Znaczne korzyści można uzyskać pracując przy dużej prędkości przez krótki okres czasu z następującym później biegiem jałowym o przedłużonym trwaniu lub przy pracy z dużą prędkością przerywaną krótkimi okresami odwrotnego trybu pracy. Różne tryby działania pozwalają na zmianę czasu przetrzymywania odpadów w celu zapewnienia całkowitego spalenia odpadów.

Figury 4 i 5 pokazują ukształtowanie alternatywne, w którym powierzchnia nośna 21 jest nieruchoma. W ukształtowaniu tym elementy do transportowania odpadów przez komorę korzystnie stanowi koło łopatkowe 31 z co najmniej dwiema łopatkami 33, które obracają się wokół osi 35 przebiegającej prostopadle do powierzchni nośnej.

W przypadku niebezpieczeństwa przegrzania i/lub eksplozji w komorze 9 zimna surowa mączka z magazynu 17 surowej mączki lub zasobnika awaryjnego może być podawana do komory. Zimna surowa mączka powinna być korzystnie podawana w ilości wystarczającej do schłodzenia odpadów i osłonięcia ich przed zderzeniem ze strumieniem gorącego powietrza z chłodnika 7 klinkieru.

Odpady, surowa mączka i gorące powietrze mogą być wprowadzane do komory 9 jednym i tym samym wlotem, na przykład wlotem 11, jak pokazano na fig. 1, 4 i 5.

Claims (17)

1. Sposób spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego, w którym surową mączkę cementową ogrzewa się wstępnie i praży w podgrzewaczu z kalcynatorem, spala do klinkieru w piecu i następnie chłodzi w chłodniku klinkieru, a którym to sposobie odpady spala się w oddzielnej komorze, do której jednocześnie doprowadza się gorące powietrze, przy czym gazy spalinowe wytworzone podczas procesu spalania odpadów odprowadza się do podgrzewacza w celu ogrzewania surowej mączki cementowej, a żużel wytworzony podczas procesu spalania odpadów wydobywa się z komory, znamienny tym, że odpady wprowadza się przez wlot (11) odpadów na powierzchnię nośną (21) znajdującą się w komorze (9) i tym, że podczas spalania odpady transportuje się przez komorę do wylotu (23) komory po torze kołowym.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dla regulacji temperatury w komorze (9) spalania odpadów wprowadza się surową mączkę cementową do komory (9) przez wlot (12) surowej mączki cementowej.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień gorącego powietrza wprowadzany do komory wyciąga się z chłodnika (7) klinkieru.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazy spalinowe wytworzone podczas spalania odpadów wprowadza się do kalcynatora (3) podgrzewacza (1) w celu kalcynacji surowej mączki cementowej.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytworzony w procesie spalania odpadów żużel i wszelkie nie spalone odpady wydobywa się z komory (9) przez wylot (23) i kieruje do kalcynatora (3).

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do komory (9) wprowadza się zimną mączkę surową w przypadku zagrażającego przegrzania i/lub wybuchu.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że do komory (9) wprowadza się zimną surową mączkę w ilości dostatecznej do schłodzenia odpadów i osłonięcia ich przed zderzeniem ze strumieniem gorącego powietrza.

PL 195 923 B1

8. Urządzenie do spalania palnych odpadów podczas wytwarzania klinkieru cementowego, zawierające magazyn surowej mączki, podgrzewacz z kalcynatorem, piec, chłodnik klinkieru, komorę do spalania odpadów, przewód powietrzny do dostarczania gorącego powietrza do komory, która to komora zawiera wlot do wprowadzania do niej odpadów i wylot do odprowadzania żużla i wszelkich nie spalonych odpadów, znamienne tym, że komora (9) zawiera ponadto powierzchnię nośną (21) do podtrzymywania odpadów podczas spalania i elementy (21, 31) do transportowania odpadów od wlotu (11) odpadów do wylotu (23) z komory po torze kołowym.

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że komora (9) zawiera wlot (12) do wprowadzania surowej mączki z podgrzewacza (1), kalcynatora (3) i/lub magazynu (17) surowej mączki.

10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że powierzchnia nośna stanowi tarczę obrotową (21), która służy również do transportowania odpadów przez komorę (9).

11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że zawiera mechanizm zgarniakowy (27) do usuwania żużla wytworzonego podczas procesu spalania odpadów jak również wszelkich nie spalonych odpadów z komory (9) przez jej wylot (23) i do kalcynatora (3).

12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że tarcza obrotowa (21) stanowi dno komory.

13. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że tarcza obrotowa (21) jest ukształtowana dla obrotu wokół w zasadzie prostopadłej osi (25), która przechodzi przez jej środek i jest nachylona względem pionu zasadniczo od 1 do 10 stopni.

14. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że komora (9) zawiera gazoszczelną, nieruchomą ściankę działową (29), która jest zamocowana na torze obrotu pomiędzy wylotem (23) i wlotem (11) komory i rozciąga się od ścianki bocznej komory do osi (25) obrotu tarczy obrotowej (21).

15. Urządzenie według zastrz. 10 albo 12, albo 13, albo 14, znamienne tym, że tarcza obrotowa (21) zawiera materiał ceramiczny.

16. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że powierzchnia nośna (21) jest nieruchoma, a elementy do transportowania odpadów przez komorę stanowi element (31) obracający się wokół osi (25), który przebiega prostopadle do powierzchni nośnej.

17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że element do transportowania stanowi koło łopatkowe (31) wyposażone w co najmniej dwie łopatki (33).