10.1 Печи мокрого способа производства
Обжиг цементного клинкера по мокрому способу производится в длинных вращающихся печах с отношением длины к диаметру L/D = 37. Наибольшее распространение в последние десятилетия получили печи Ø5x185 м с колосниковым холодильником «Волга 75», описание которых приводится ниже.
10.1.1. Устройство и принцип работы вращающейся печи
Печной агрегат мокрого способа производства (рис. 10.1) включает длинную вращающуюся печь с внутренними теплообменниками, шламовый питатель, привод, горелку для сжигания топлива, дымосос, клинкерный холодильник, систему очистки отходящих из печи газов и различное вспомогательное оборудование. Вращающаяся печь представляет собой стальной барабан, который опирается через бандажи на роликоопоры и вращается с частотой 1-1,5 оборота в минуту. Печь для обеспечения продвижения материала к разгрузочному концу имеет небольшой уклон 3...5%. Корпус печи изнутри отфутерован огнеупорным кирпичом.
Печь работает по принципу противотока. Шлам через шламовую трубу подается в холодную часть печи. Навстречу материалу с выгрузочного конца печи движутся горячие газы, полученные от сжигания топлива (рис. 10.2).
Материал, продвигаясь по печи, нагревается до температуры спекания клинкера ~ 1450°С, а газовый поток, движущийся к холодному концу, снижает свою температуру от 1800°С в факеле до ~ 200°С на выходе печи. Отходящие из печи газы после очистки в электрофильтрах 3 выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 1. Готовый клинкер из вращающейся печи поступает в холодильник 11, где осуществляется его охлаждение до ~70°С дутьевым воздухом oт вентиляторов 14, 15. За счет возвратно-поступательного движения колосников решеток 12, 13 клинкер транспортируется к разгрузочной части холодильника, далее в дробилку 16 и транспортер 17. Часть воздуха, нагретого клинкером в процессе его охлаждения до ~ 4500С, возвращается в печь в качестве вторичного рекуперационного воздуха, необходимого для горения топлива. Количество вторичного воздуха, засасываемого в печь, регулируется печным дымососом 2.
Избыточный воздух из холодильника с температурой ~120°С после очистки в пылеулавливателе 18 удаляется вентилятором 19 и выбрасывается в атмосферу. Работа клинкерного холодильника оказывает существенное влияние на расход топлива, стойкость футеровки и качество клинкера.
10.2. Печные системы сухого способа производства
10.2 1. Устройство и принцип работы печи с циклонными теплообменниками
Первый циклонный теплообменник фирмы «Гумбольдт», модифицированный Ф. Мюллером, пущен в эксплуатацию в 1951 году
(рис. 10.10). В печах с теплообменниками фирмы «Гумбольдт» процесс обжига разделяется на два этапа; обычный обжигательный барабан значительно укорачивается, а подогрев, частичная декарбонизация сырьевой муки осуществляются в циклонном теплообменнике.
Параметры работы печи и движение газового потока и материала показаны на рис. 10.11.
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.