4.1. Печные системы сухого способа производства Устройство и принцип работы печи с циклонными теплообменниками

Первый циклонный теплообменник фирмы «Гумбольдт», модифицированный Ф. Мюллером, пущен в эксплуатацию в 1951 году.

В печах с теплообменниками фирмы «Гумбольдт» процесс обжига разделяется на два этапа; обычный обжигательный барабан значительно укорачивается, а подогрев и частичная декарбонизация сырьевой муки осуществляются в циклонном теплообменнике.

Теплообменник состоит из циклонов, расположенных один над другим. Каждый циклон и соответствующий газоход образуют одну ступень нагрева. Основной теплообмен осуществляется в восходящем прямоточном потоке газа и материала в газоходах между циклонами. В самих циклонах образуется противоток – материал, выделяясь вследствие центробежной силы из газового потока, направляется вниз, а очищенный от пыли газ отсасывается дымососом вверх.

Печь с запечным декарбонизатором. Дальнейшее революционное развитие процесс обжига цементного клинкера получил с внедрением запечного декарбонизатора (рис. 27.). Принцип нового решения заключается в том, что при сухом способе самая теплоемкая зона декарбонизации, потребляющая до 60% тепла, выносится из вращающейся печи в суспензионный теплообменник, где скорость теплообмена на несколько порядков выше, чем во вращающейся печи. Это позволило уменьшить размеры вращающейся печи, многократно увеличить производительность печи и создать установки с единичной мощностью 10…12 тыс. тонн в сутки, т.е. до 500 т/час.

Первая установка по сжиганию дополнительного топлива в запечной системе была реализована фирмой «Гумбольдт» в 1966 году. По данной схеме воздух для сжигания топлива подавался через печь, поэтому производительность увеличивалась всего на ~ 20%. Через год в 1967 г. Японская фирма «Ishikawajima-Harima Heavy Industries ,Ltd.» (IHI) осуществила принципиально новую схему обжига с подачей воздуха из холодильника, минуя печь, в декарбонизатор.

Система без третичного воздуха с дополнительным сжиганием топлива в запечном теплообменнике впервые реализована фирмой Humboldt в 1966 году (Германия). В настоящее время именуется способом PYROCLON-S	Система с третичным воздухом и декарбонизатором «камерно-циклонного» типа впервые реализована фирмой IHI в Японии в 1967 г. В настоящее время именуется способом RSP
Система с третичным воздухом и декарбонизатором в виде «вертикального газохода» высотою ~ 80 м получила наибольшее распространение у многих машиностроительных фирм. KHD Humboldt Wedag именует способом PYROCLON-R	Система с двумя независимыми разделенными газовыми потоками из печи и декарбонизатора и объединением материала в декарбонизаторе. Реализована фирмами Fives Cail Babcock (Франция) и FLSmidth (Дания)
Рис. 27. Различные системы применения декарбонизаторов

Такой воздух получил наименование «третичного», в отличие от «вторичного», который подается из холодильника непосредственно во вращающуюся печь.

С 1967 года печи с декарбонизаторами стали совершенствоваться и производиться всеми ведущими машиностроительными фирмами мира. Поэтому на сегодняшний день имеются десятки различных типов декарбонизаторов, которые по своим технологическим принципам можно свести к четырем основным вариантам.