Способ получения мелкозернистого цементного клинкера — SU 1694506 (original) (raw)
(5 цб С 04 В 7/36 И ОП САНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С (Ь По мере движения его скорость и темпера регирование и укрупнен 200-500 мкм, а затем об частиц клинкера. В рез частицы клинкера под д сти осаждаются и пода циклонного типа для охл ции,ото а снижаются роисходит агкрокапель до ание твердых е укрупнения ем сил тяже- холодильник ия и сепаратура, иие ми разов льтат ействи ются важден ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А.ГришмановаР 2) П.В,Беседин и В.Д.Барбанягрэ (53) 666.94(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР М 1622319, кл, С 04 В 7/36, 20,05,87, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА (57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к производству цементного клинкера сухим способом, Целью изобретеИзобретение относится к промышленности строительных материалов, преимуществен но к и роизводству цементного клинкера сухим способом,Целью изобретения является снижение расхода топлива.Сущность способа заключается в том, чтобы в системе нагрева получить микрокапельный расплав легкоплавкой шихты, причем размер микрокапель должен быть 10 - 100 мкм, а температура расплава 1150 - 1560 С. Поток микрокапель расплава направляют в реактор-смеситель, где в потоке осуществляется смешивание с оставшейся частью карбонатного декарбонизированного компонента, нагретого предварительно до 1100-1550 С. В турбулизированном потоке происходит столкновение частичек известкового компонента и микрокапель расплава..Ы 2 1694506 А 1 ния является снижение расхода топлива.Легкоплавкая шихта, состоящая из глинистого и части известкового компонентов, подвергается предварительной тепловой обработке в .системе теплообменных устройств так, что имеющийся в шихте известняк декарбонизируется с одновременным подогревом шихты до 900-1150 С. После этого легкоплавкая шихта подается в тепло обменник-турбулизатор, где осуществляется дополнительный нагрев легкоплавкой шихты до микрокапельного жидкого расплава. Поток микрокапель направляют в турбулентный поток нагретого известкового компонента, Расход топлива уменьшился на 330,8 кДж/кг Кл. 2 ил., 1 табл. В результате столкновения микрок пель и твердых частичек известкового компонента происходит интенсивное взаимодействие оксида кальция с оксидами железа, алюминия и кремния. Причем в связи с тем, что процесс растворения и усвое ния оксида. кальция происходит в жидкой фазе микрокапельного расплава, скорость образования основных клинкерных минералов осуществляется скоротечно в пределах 0,1 - 2 с.На фиг.1 показана схема осуществления предлагаемого способа; на фиг,2 - реакторр-смесител ь.Схема (фиг.1) включает систему 1 теплообменных устройств для предварительной 5тепловой обработки легкоплавкой шихты до900-1150 С, систему 2 теплообменных устройств для декарбонизации и нагрева известкового компонента до 900 - 1250 С,теплообменник-турбулизатор 3 для нагрева 10до 1100 - 1550 С и турбулизации известкового компонента, теплообменник-турбулиэатор 4 для турбулизации и нагревалегкоплавкой шихты до 1350 - 1550 С и доведения этой части потока до микрокапельного расплава, реактор-смеситель 5 дляполучения мелкозернистого клинкера вовзвешенном состоянии, холодильник 6 циклонного типа, аспирационные вентиляторы7 и 8 холодильника 6 для подачи подогретого до 700 - 900 С воздуха в теплообменникитурбулизаторы 3 и 4,По приведенной на фиг,1 схеме способосуществляется следующим образом.Легкоплавкая шихта, состоящая из глинистого и части известкового компонентов,подвергается предварительной тепловойобработке в системе 1 теплообменных устройств так, что имеющейся в шихте известняк декарбонизируется (известным 30способом, например в реакторе-декарбонизаторе) с одновременным подогревом шихты до 900 - 1150 С. После этого легкоплавкаяшихта подается в теплообменник-турбулизатор 4, 35В теплообменнике-турбулизаторе 4 осуществляется дополнительный нагрев легкоплавкой шихты до микрокапельногожидкого расплава, причем нагрев шихтыосуществляется до 1350 - 1550 С. Затем поток микрокапель из теплообменника-турбулиэатора 4 направляют в турбулентныйпоток предварительно нагретого в теплообмен нике-турбулиэаторе 3 известкового компонента. 45В системе 2 теплообменных устройствизвестковый компонент подвергается предварительной тепловой обработке до полнойдекарбониэации известкового компонента,для чего температура повышается до 900 - 501250 С. Декарбонизированный материал -оксид кальция - направляют в теплообменник-турбулизатор 3, где с помощью топливаи подогретого в холодильнике 6 воздуха,подаваемого аспирационным вентилятором 7, декарбониэированный известковыйкомпонент нагревается до 1100-1550 С иподается в реактор-смеситель 5.В реакторе-смесителе 5 осуществляется турбулиэированное смешейие двух потоков - потока микрокапель расплава легкоплавкой шихты и нагретых до температуры спекания частичек известкового компонента, В процессе турбулизированного смешения происходят столкновение и теплообмен микрокапель легкоплавкой шихты и частичек оксида кальция, а также растворение оксида кальция в жидком расплаве микрокапель легкоплавкой шихты, В результате растворения и усвоения оксида кальция оксидами железа, алюминия и кремния происходит образование клинкерных минералов. В процессе непрерывного турбулизированного столкновения происходит агрегирование микрокапель и укрупнение их от первоначального состояния 10 - 100 до 200 - 500 мкм и последующее осаждение их из взвешенного псевдоожиженного потока под собственной силой тяжести на дно реактора-смесителя 5 и загрузка в холодильник 6,В холодильнике 6 происходят охлаждение и сепарация мелкозернистого клинкера. Нагретый до 700 - 800 С воздух в холодильнике 6 с помощью аспирационных вентиляторов 7 и 8 подают на сжигание топлива в теплообменниках-турбулизаторах 3 и 4.Сравнительные расчетные данные по расходу топлива предлагаемого способа и прототипа представлены в таблице.Механика движения смешиваемых потоков показана на фиг.2.На фиг.2 видно, что предлагаемый способ имеет существенное преимущество перед известным, поскольку позволяет интенсифицировать высокотемпературные процессы, еще более сократив время клинкерообразования. Весь процесс образования клинкера осуществляют за 5 - 10 с от момента попадания легкоплавкой шихты и оксида кальция в теплообменники-турбулиэаторы 3 и 4 до выхода клинкерных частиц из реактора-смесителя 5 с учетом времени осаждения этих частиц из псевдоожиженйой области смешения.Способ позволяет уменьшить расход топлива на 330,8 кДж/кг кл по сравнению с прототипом.Формула изобретения Способ получения мелкозернистого цементного клинкера во взвешенном состоянии, включающий предварительный нагрев глинистого и известкового компонентов, разделение известкового компонента на два потока, смешивание глинистого компонента с одним из известковых потоков, получение легкоплавкой шихты, последующее смешивание ее с другим известковым пото1694506 Сравнительные расчетные данные на получение клинкера Способ предлагаемый ад 1 НЯ КНК ком и синтез клинкера, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения расхода топлива, легкоплавкую шихту нагревают до 1. Затраты тепла на тепловую подготовку глинистого компонента до 900 С,Нагрев до 450 СО, 316 х Обх 450150, 7 кДж/кг кл.Дегидратация0,0193 х 1600 х 4187129 кДж/кгкл Нагрев до 900 СО,28 бх(900-450) х 1, 8 - 35 кдж/кг,клВсего: 150 7+129+135 4147 кДж/кг,кл.2, Затраты тепла на тепловую подготовку известкового компонента до 1550 СНагрев до 450 С1,224 х 1,197(900-450) =659,3 кДж/кг.клДекарбонизация1,224 х 396,4 х 4, 187 =202 Э кдж/кг.кл Нагрев известкового компонента до 1550 С0,714 хО 9(1550-900) 4177 кДж/кг,кл3. Нагрев до температуры плавления глинистогоклинкера1250 ОС0,286 х 1,18(1250-900) 18 кДж/кг.клПлавление глинистого компонента0,286 х 400114 кДж/кг.клВсего по статьям414+571,7+659,3+2029+114+47 7+118-400 д= ЗЭ 23,7Расчет разницы затрат тепла на обжиг3923,7-3592,9 3308 кДж/кг.кл. состояния микрокапельного расплава иподают ее в турбулизированный поток известкового компонента,Затраты тепла на тепловую подготовку легкоплавильной вихты (ЛПШ) - тепловые подготовкиглинистой составляюцей - до 900 С 414,7 кДж/кгкл - тепловая подготовка известкового компонента в ЛПШ;Нагрев до 450 С0,53 к,038 х 450 240 кдж/кг. клНагрев до 900,С053 ха 197(900-450) = 286 кДж/кг.клДекарбониаация0,53 1 х 396,4 х 4, 187 = 881 кДж/кг,клВсего по этой статье:4 14,7+240+881 = 1536 кДж/кг,клЗатраты тепла на тепловую подготовку частиизвесткового компонента до 1550 фС0,404 х 0,9(1550-400) 236 кДж/кг,кл0692 х 1, 197(900-450) = 472,7 О 692 х 1,038 х 450 =3230,692 х 3964 х 4187 =11143,5Всего по этой статье:236+323+372,7+148,5 =2035,2Нагрев до температуры плавления легкоплавкой щихты1190 С0,59 бх 1,05(1190-900) = 181,5 кДж/кг,кпплавленые легкоплавкой юихты 0,596 х 400 238,4 Всего по статьям 1538+2035+181,5-400+238,4 = 3592,91694506 изВРОп кОВ имкомпонент т. Иоо-Бос)Ю Составитель А.Кулабухова актор А,Маковская Техред М,Моргентал Корректор М.ШаровЗаказ 4123 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго Гагарина егк опмвк 4 яьихеА 1 т 1 бафс)ВИ ьмкозе 1 йисвии КПИН Ке Р Ф воздчх т юо-воо)Ф ф еопл ивоФ