ES2918174T3

ES2918174T3 - Enfriador

Info

Publication number: ES2918174T3
Application number: ES19708937T
Authority: ES
Inventors: Mogens Juhl Føns
Original assignee: FOENS Cos APS; Fons Cos Aps
Current assignee: FOENS Cos APS; Fons Cos Aps
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2039-02-22
Also published as: RS63366B1; US11346606B2; DK179762B1; DK201800097A1; EP3759410A1; WO2019166067A1; EP3759410B1; US20210003346A1

Abstract

La presente invención se relaciona con un enfriador para el material de partículas de enfriamiento que se ha sometido a tratamiento térmico en un horno industrial, como un horno rotativo para la fabricación de clinker de cemento. Este refrigerador comprende una entrada, una salida, pared final, paredes laterales, un fondo y un techo, al menos tres carriles de apoyo al recíproco para recibir, apoyar y transportar el material para enfriar, los carriles también se mueven siguiendo los principios del piso de caminar como medios para inyectar gas de enfriamiento en el material a través de placas de rejilla en los carriles. La presente invención se relaciona con un aumento en la altura de cizallamiento vertical y aún con un clinker estacionario en la parte superior de las placas de rejilla, ver Fig. 5. La longitud del elemento inclinado (16) es L y la distancia (13) entre dos dispositivos es G. El ángulo entre el elemento (16) y el horizontal es alfa (18). Dado que el aire se distribuye de manera uniforme desde el área completa de la placa de la rejilla, es obvio y comprensible que los L*Cosines (Alfa) se conviertan en un área de sombra donde todo el aire de la región en la placa de rejilla atravesará el clínker estacionario y deje la punta de L solo en este momento. Una vez más, no es bueno para la recuperación de calor tener un área de sombra demasiado grande, ya que, nuevamente, da un flujo de aire desigual a través de la cama de clinker, dañando la recuperación de calor. La altura de cizallamiento vertical es, por otro lado, l*seno (Alfa). Pero si Alfa se vuelve demasiado grande (aproximadamente por encima de 60 grados), bloqueará el efecto deslizante, ya que ahora el clinker no se forzará sobre la partida L del plato, y luego no se logra la cizalladura vertical más grande deseada. Por la presente, es un compromiso obtener un cierto corte vertical: L*seno (Alfa) al no tener un área de sombra demasiado grande L*Cosines (Alfa), pero aún así tener el ángulo de Alfa tan bajo que el clinker se desliza en L -vea l higo. 5. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Enfriador

La presente invención se refiere a un enfriador para el enfriamiento de material particulado que ha sido sometido a tratamiento térmico en un horno industrial, tal como un horno rotatorio para la fabricación de clínker de cemento. Este enfriador comprende una entrada, una salida, una pared de extremo, paredes laterales, un fondo y un techo, al menos tres carriles de soporte recíprocos para recibir, soportar y transportar el material a enfriar. Los carriles se mueven siguiendo los principios del suelo móvil, así como los medios para inyectar gas refrigerante en el material a través de placas de rejilla en los carriles.

En el documento DK 199901403 L se describe un enfriador del tipo mencionado. Además, se describe que desgraciadamente, debido a las leyes físicas, puede producirse un problema de canal frío en el enfriamiento. Se supone que la capa de clínker tiene localmente una menor resistencia al flujo de aire. Esto podría deberse a las siguientes razones: mayor vacío entre el clínker, menor altura de clínker o menor temperatura de clínker. Las tres razones facilitarán el camino del aire. En consecuencia, aquí pasará más aire y menos aire en las zonas circundantes que no tienen este fenómeno de resistencia al flujo de aire local reducido. En realidad, se trata de un círculo maligno, porque ahora la temperatura de clínker en el canal frío establecido localmente se enfriará más e incluso más que las zonas circundantes. Una vez que el clínker se enfríe en relación con el entorno, se convertirá en un paso aún más atractivo para el aire siguiente. Así nace el círculo maligno del enfriamiento desigual, que no hará más que acelerarse. En otras palabras: las leyes físicas y las matemáticas describen la inestabilidad al enfriar con un medio compresible, por ejemplo, el aire, a través de un material en bruto.

La inestabilidad está perjudicando la recuperación de calor de la temperatura del aire que vuelve al horno, ahora diluido con el aire más frío que entra por los canales fríos. El objetivo principal del enfriador es recuperar la mayor cantidad de calor del clínker caliente para el aire que regresa al horno, de modo que se pueda ahorrar combustible en el quemador. El aire recuperado es la cantidad que atraviesa la capa de clínker y vuelve al horno. Véase el aire recuperado como la cantidad a la izquierda de la línea de puntos en la Fig. 2.

En los enfriadores de clínker reciprocantes como el DE19542013(A1), en el que cada segunda o tercera fila de rejillas se encuentra en posición horizontal y perpendicular a la dirección de transporte de clínker, la capa de clínker tendrá automáticamente un desplazamiento vertical (cizallamiento vertical) en la capa al caer sobre la punta de extremo de placa de rejilla a la siguiente placa de rejilla, cuando el clínker se mueve hacia la salida del enfriador. El cizallamiento vertical (desplazamiento vertical) NO es una mezcla de clínker superior a una posición inferior y viceversa. Por el contrario, el clínker permanece en la misma posición vertical después de ser sometido a un desplazamiento vertical (cizallamiento vertical), sólo que tiene una pequeña distancia vertical de más y de menos con un clínker vecino durante el cizallamiento vertical.

En los enfriadores de barras de empuje como el WO9848231(A1) algunas barras se mueven hacia adelante y hacia atrás dentro del lecho de clínker transportando así el clínker hacia la salida. En este tipo de enfriador, la capa de clínker tendrá automáticamente un desplazamiento vertical (cizallamiento vertical) en la capa cuando la barra de empuje se está moviendo hacia la entrada a través del clínker, y por lo tanto forzando el clínker sobre la forma de la sección transversal de la barra de empuje.

En el documento DK199901403 L también se publica el desplazamiento vertical requerido anteriormente (cizallamiento vertical) y se describe en detalle. Aquí algunos elementos verticales están montados entre las placas de rejilla aireadas, la parte superior de los elementos verticales están en una posición más alta que la parte superior de las placas de rejilla. El elemento vertical es perpendicular a la dirección de transporte a través del carril. La distancia entre dos elementos verticales dejará una bolsa de clínker inmóvil en relación con el carril. El principio de suelo móvil hará avanzar el clínker, cuando todos los carriles se muevan juntos hacia la salida del enfriador. Pero cuando un carril se retrae y los dos carriles vecinos no se mueven, entonces la fuerza de fricción del clínker estacionario por encima de los dos carriles vecinos estacionarios asegurará que el clínker por encima del carril en movimiento sólo se ha movido hacia atrás una fracción de la distancia que el carril se está moviendo. De este modo se establece el transporte del clínker. El clínker por encima del carril en movimiento será forzado sobre el elemento vertical. Pero entre dos elementos verticales el más ancho entre el clínker en movimiento y el clínker estacionario estará en una posición más baja en relación con la parte superior de los elementos verticales. En el documento DK199901403 L se menciona una altura diferente de los elementos verticales. Esto es para asegurar que el clínker todavía estacionario está presente en el centro de la placa de rejilla, para asegurar que la placa de rejilla no está siendo expuesta al desgaste del clínker en movimiento y crear un desplazamiento vertical suficiente (cizallamiento vertical).

Objeto de la invención

La recuperación de calor mejora teóricamente cuando se aumenta la altura del lecho de clínker, ya que el principio del intercambiador de calor en la zona de recuperación de calor actuará más como un intercambiador de calor de contracorriente que el intercambiador de calor de flujo cruzado, menos eficiente. Pero en algún momento, el cizallamiento vertical, como se ha explicado implantado sólo desde la parte inferior, ya no se puede realizar. Por lo tanto, el problema del canal frío comenzará de nuevo a dañar la recuperación de calor del enfriador.

La presente invención se refiere a un aumento de la altura de cizallamiento vertical y que sigue teniendo clínker estacionario en la parte superior de las placas de rejilla, véase la fig. 5.

Esto se consigue mediante un enfriador para el enfriamiento de material particulado (2) que ha sido sometido a un tratamiento térmico en un horno industrial (3), como un horno rotatorio para la fabricación de clínker de cemento, cuyo enfriador (1) comprende una entrada (4), una salida (5), paredes de extremo (6), paredes laterales (7), una parte inferior (8) y un techo (9), al menos tres carriles de soporte recíprocos (10) para recibir, soportar y transportar el material a enfriar, los carriles (10) se mueven siguiendo los principios del suelo móvil, el gas refrigerante se inyecta hacia arriba entre la parte inferior (8) y los carriles (10), el gas refrigerante pasa a través de placas de rejilla (12) en los carriles (10) el gas de enfriamiento pasa a través del material (2) y donde a una distancia de la entrada se establece un abordador de recuperación de calor de tal manera que el aire en el lado de entrada del abordador de recuperación de calor (11) regresará al horno (3) en donde los elementos (16) se extienden hacia arriba desde una superficie superior de los carriles de soporte, donde los elementos (16) en un carril de soporte están espaciados creando una zona de placa de rejilla G (13), cuyo elemento tiene una parte superior L que está inclinada hacia el extremo de salida (5) del enfriador, cuya parte superior tiene una longitud L (17) que es más de 1/40 de G (13) y donde la parte superior L tiene un ángulo alfa (18) que es más de 5 grados y menos de 80 grados, entre la parte superior L y la horizontal.

El coeficiente de fricción entre clínker y clínker es significativamente mayor que el coeficiente de fricción entre clínker y una placa simple, por ejemplo, de acero o cerámica.

El elemento vertical antes mencionado será sustituido por un dispositivo de montaje de cualquier forma utilizado para soportar la parte plana inclinada hacia el extremo de salida del enfriador, teniendo un ángulo con la horizontal-alfa. La longitud de la parte inclinada es L y la distancia entre dos dispositivos es G. La altura H del dispositivo de montaje sólo debe ser suficiente para garantizar el no desgaste de las placas de rejilla.

Dado que el aire se distribuye uniformemente desde toda el área de placa de rejilla es obvio y comprensible que la L*coseno (alfa) se convierte en un área de sombra donde todo el aire de la región en la placa de rejilla pasará a través del clínker estacionario y dejará la punta de L en este único punto. Una vez más, no es bueno para la recuperación de calor tener una zona de sombra demasiado grande, ya que, de nuevo, da un flujo de aire desigual a través del lecho de clínker, dañando la recuperación de calor.

El cizallamiento vertical es, en cambio, L*seno (alfa). Pero si alfa se hace demasiado grande (aproximadamente por encima de 60 grados), actuará como el elemento vertical antes mencionado, ya que ahora el clínker no será forzado sobre la parte L de la placa, y entonces no se logra el mayor cizallamiento vertical previsto.

Se trata de un compromiso para conseguir una determinad cizallamiento vertical: L*seno (alfa) al no tener una zona de sombra demasiado grande L*coseno (alfa), pero teniendo el ángulo alfa tan bajo que el clínker se deslice en L, ver fig. 5.

Otras realizaciones ventajosas se describen en las reivindicaciones dependientes.

Breve introducción de los dibujos

La figura 1 ilustra una vista en planta de una instalación de enfriamiento de acuerdo con la invención.

La figura 2 ilustra una sección transversal vertical a través de la misma instalación ilustrada en la figura 1.

La figura 3 ilustra que un piso de enfriamiento está provisto de cinco carriles de soporte recíprocos.

La figura 4 ilustra un primer plano de los carriles de apoyo recíproco.

La figura 5 ilustra una sección inclinada hacia delante que permite aumentar la altura del lecho proporcionando un cizallamiento vertical sin causar el problema de canal frío.

Descripción detallada

En la figura 1 se ilustra una vista en planta de una instalación de enfriamiento 1 conectada a un horno rotatorio 3. En la figura 2 se indica una sección transversal vertical a través de la misma instalación en la que puede verse que el horno rotatorio está dispuesto por encima de la instalación de enfriamiento. El horno rotatorio 3 es calentado por una llama indicada por la sección sombreada y cuando el clínker de cemento ha sido expuesto al tratamiento térmico en el horno, por ejemplo, debido a la inclinación del horno, será entregado a un extremo de entrada 4 de la instalación de enfriamiento.

La capa de clínker está indicada por la línea gris claro 2, que indica así el material particulado. Opuesto al extremo de entrada se proporciona un extremo de salida 5 donde el piso de enfriamiento como tal se aloja en un alojamiento que comprende paredes 6, paredes laterales 7, una parte inferior 8 y un techo 9. En aras de la explicación, la presente invención se explicará con respecto a una instalación de enfriamiento que comprende tres carriles de soporte recíprocos 10. En este contexto, véase la figura 3, en la que se ilustra que un piso de enfriamiento está provisto de cinco carriles de soporte recíprocos 10.

El material particulado 2 será transportado sobre los carriles de soporte recíprocos de acuerdo con el principio de suelo móvil. El principio de suelo móvil es muy conocido para estos tipos de suelos de enfriamiento y transporta el material particulado desde el extremo de entrada hasta el extremo de salida empujando simultáneamente al menos tres carriles de soporte recíprocos hacia adelante a la misma velocidad. A continuación, dos de los carriles de deslizamiento permanecen en su posición mientras que el carril de deslizamiento situado entre estos dos carriles de deslizamiento se retira.

Debido a la fricción entre el material particulado, no todo el material particulado será retirado durante este movimiento, de modo que el efecto neto de este movimiento recíproco será que el material particulado 2 se desplace desde la entrada 4 hacia la salida 5.

Los carriles de soporte de deslizamiento/reciprocación están provistos de placas de rejilla de tal manera que un gas refrigerante soplado en el espacio entre la parte inferior 8 del dispositivo de enfriamiento y las rejillas del piso de deslizamiento podrá pasar por los carriles de soporte. Debido a la presión del gas que es forzada en el espacio entre la parte inferior y los carriles de soporte, el gas será forzado a subir a través de la capa de material particulado. De este modo, el gas refrigerante realizará un intercambio de calor con el material particulado muy caliente que acaba de salir del horno y alejará el calor del material particulado que se enfría.

Después de que el gas haya pasado por el material particulado, una parte del gas será conducida de vuelta al horno para ayudar a calentar el material de clínker dentro del horno, ahorrando así energía. Tradicionalmente, habrá un abordador de recuperación de calor 11 que está delimitando la distancia del horno donde el gas que pasa por el material particulado será conducido de nuevo a través del horno. El gas más allá de este punto será conducido a una chimenea como indican las flechas.

En la figura 4 se muestra un primer plano de los carriles de soporte recíproco. Las placas de rejilla 12 se encuentran en los carriles de soporte de refrigeración para permitir que el gas de refrigeración pase a través de los carriles de soporte 10.

De la superficie de los carriles de soporte sobresalen elementos 16 que se extienden hacia arriba. Estos elementos 16 se colocan con un cierto espacio creando así zonas de placa de rejilla 13. El material particulado entre estos elementos de soporte será estacionario y, como tal, a medida que los carriles de soporte recíprocos se mueven hacia adelante y hacia atrás, el material particulado no se desgastará en los carriles de soporte deslizantes/reciprocantes, sino que sólo rodará sobre el material particulado ya atrapado en la zona de la placa de rejilla.

Los elementos 16 están provistos de una parte superior L que se inclina hacia la salida 5. De esta manera se obtendrán los efectos relacionados con el movimiento del material particulado tal y como se ha explicado anteriormente. Es evidente que la sección inclinada que tiene una longitud L creará una sombra para el gas que pasa a través de las placas de rejilla de tal manera que el enfriamiento por encima de la sección inclinada 17 será menos eficiente.

Como se ha explicado anteriormente con referencia a la recuperación de calor y a la altura del lecho de clínker, es ventajoso tener una capa de clínker/material particulado relativamente gruesa, pero al mismo tiempo tener un cizallamiento vertical para crear una cierta resistencia al paso del gas a través del material particulado, mejorando así la recuperación de calor. Esto se consigue mediante la sección inclinada hacia delante que se ilustra en la figura 5, de manera que se puede conseguir una mayor altura del lecho proporcionando un cizallamiento vertical sin causar el problema del canal frío, que es un canal a través del material particulado que permite que el aire pase más o menos sin obstáculos a través del material particulado, por lo que la recuperación de calor disminuye considerablemente. Por lo tanto, cuando se establece un canal frío, la recuperación de calor disminuye y el efecto de enfriamiento de todo el lecho de clínker se ve severamente disminuido. Esto provoca un mal rendimiento general y una falta de recuperación del calor que, de otro modo, podría reutilizarse en el horno.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un enfriador (1) para el enfriamiento de material particulado (2) que ha sido sometido a un tratamiento térmico en un horno industrial (3), como un horno rotatorio para la fabricación de clínker de cemento, cuyo enfriador (1) comprende una entrada (4), una salida (5), paredes de extremo (6), paredes laterales (7), una parte inferior (8) y un techo (9), al menos tres carriles de soporte recíprocos (10) para recibir, soportar y transportar el material a enfriar, los carriles (10) se mueven siguiendo los principios del suelo móvil, el gas refrigerante se inyecta hacia arriba entre la parte inferior (8) y los carriles (10), el gas refrigerante pasa a través de placas de rejilla (12) en los carriles (10) el gas de enfriamiento pasa a través del material (2) y donde a una distancia de la entrada se establece un abordador de recuperación de calor de tal manera que el aire en el lado de entrada del abordador de recuperación de calor (11) regresará al horno (3) caracterizado porque los elementos (16) se extienden hacia arriba desde una superficie superior de los carriles de soporte, donde los elementos (16) en un carril de soporte están espaciados creando una zona de placa de rejilla G (13), cuyo elemento tiene una parte superior L que está inclinada hacia el extremo de salida (5) del enfriador, cuya parte superior tiene una longitud L (17) que es más de 1/40 de G (13) y donde la parte superior L tiene un ángulo alfa (18) que es más de 5 grados y menos de 80 grados, entre la parte superior L y la horizontal.

2. Un enfriador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud L (17) es más de 1/20 de G (13) y el ángulo alfa (18) es más de 5 grados y menos de 80 grados.

3. Un enfriador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud L (17) es más de 1/10 de G (13) y el ángulo alfa (18) es más de 5 grados y menos de 80 grados.

4. Un enfriador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud L (17) es más de 1/5 de G (13) y el ángulo alfa (18) es más de 5 grados y menos de 80 grados.

5. Un enfriador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud L (17) es más de 1/40 de G (13) y el ángulo alfa (18) es más de 15 grados y menos de 80 grados.

6. Un enfriador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud L (17) es más de 1/20 de G (13) y el ángulo alfa (18) es más de 15 grados y menos de 80 grados.

7. Un enfriador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud L (17) es más de 1/10 de G (13) y el ángulo alfa (18) es más de 15 grados y menos de 80 grados.

8. Un enfriador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud L (17) es más de 1/5 de G (13) y el ángulo alfa (18) es más de 15 grados y menos de 80 grados.