Un aparato para desviar gas de escape de un horno, que comprende:

- una sonda con estructura de tubos concéntricos (13) para extraer parte del gas de escape (23) de un horno (11) y enfriarlo (enfriamiento primario) hasta una temperatura de 400 a 600ºC;

- un primer enfriador (14) para enfriar (enfriamiento secundario) hasta una temperatura de 300 a 400ºC el gas extraído y enfriado con la citada sonda;

- un separador (15) para separar en polvo grueso y polvo fino el polvo contenido en el gas extraído y enfriado con el citado primer enfriador (14) y devolver el polvo grueso al sistema del horno;

- un segundo enfriador (16) para enfriar finalmente hasta una temperatura de 100 a 200ºC el gas de escape que contiene el polvo fino separado con el citado separador; y

- un colector de polvo (17) para recoger el polvo fino del gas de escape enfriado con el citado segundo enfriador (16)

Dispositivo y método para desviar gas de escape de un horno.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato y a un método para desviar gas de escape de un horno y, más particularmente, a un aparato y a un método para extraer parte del gas de escape de un horno usando una sonda con estructura de tubos concéntricos, enfriarlo y procesarlo.

Antecedentes

Por ejemplo, los componentes volátiles, como el cloro producido de una materia prima y combustible para la producción de cemento, se concentran por circulación en el sistema del precalentador de un horno e impiden el funcionamiento estable de éste. Entonces, como medio de eliminar estos componentes volátiles del sistema del precalentador del horno, se conoce un método que consiste en extraer al exterior del sistema por una desviación parte del gas de escape del horno en el que los componentes volátiles están a una concentración elevada. Este sistema de desvío del gas de escape del horno se muestra en la figura 4. Parte del gas de escape del horno 1 se extrae y enfría con una sonda 2. Como el cloro está contenido particularmente en el polvo fino del polvo generado por enfriamiento, el polvo se separa en polvo grueso y polvo fino por medio de un separador 3 con un tamaño de partículas de 5 a 10 µm como tamaño de corte, el polvo grueso retorna al sistema del horno, el gas de escape que contiene el polvo fino separado es enfriado por un enfriador 4 y el polvo fino es recogido por un colector de polvo 5. El polvo fino recogido que tiene un contenido alto de cloro se almacena en una tolva de polvo 6 y se añade al cemento o se proceso fuera del sistema.

Como sonda 2 para extraer el gas de escape del horno 1 se usa una sonda con estructura de tubos concéntricos. El gas extraído es enfriado por aire de refrigeración procedente de un ventilador 7 hasta una temperatura de 600 a 700ºC o menos, que es el punto de fusión de los compuestos de cloro, generalmente hasta una temperatura de 300 a 400ºC debido a las condiciones de temperatura del separador 3 y de los dispositivos de las etapas posteriores. Además, debido a las condiciones de temperatura del colector de polvo 5 de la etapa posterior, el gas extraído es enfriado en el enfriador 4 hasta una temperatura de 100 a 200ºC con aire de refrigeración procedente de un ventilador 8.

Sin embargo, cuando se intenta incrementar la cantidad de gas extraído del horno 1, esto, la proporción de gas desviado, para aumentar la cantidad de componentes volátiles eliminados, se debe incrementar el diámetro de la sonda 2 con el resultado de que surge el problema de que no se puede asegurar su espacio de instalación.

Como el rendimiento del mezclado del gas de escape extraído y el aire de refrigeración se reduce al incrementar el diámetro de la sonda 2, resulta difícil enfriar el gas de escape hasta una temperatura predeterminada, originándose el problema de que se disminuye la eficiencia de eliminación de los componentes volátiles.

El documento EP 0 808 809 se refiere a un aparato para procesar gas de escape de un horno en el que entre el horno y un separador hay dispuesto un dispositivo de enfriamiento. La temperatura a la salida del dispositivo de enfriamiento es 600 a 700ºC.

En el documento US 5 649 823 se describe un sistema de desvío para un horno largo de cemento en el que corriente abajo de una sonda con estructura de tubos concéntricos hay dispuestos un ventilador y un sistema de recogida de polvo del horno.

Descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato y un método para desviar gas de escape de un horno que puedan resolver los problemas antes mencionados asociados con la técnica anterior y que puedan enfriar hasta una temperatura predeterminada el gas de escape extraído y procesarlo fácilmente, incluso si se incrementa la cantidad de gas de escape extraído del horno (incrementando la proporción de gas desviado) para incrementar la cantidad de componentes volátiles que han de ser eliminados.

El aparato para desviar gas de escape de un horno de acuerdo con la presente invención comprende una sonda, con estructura de tubos concéntricos, para extraer parte del gas de escape de un horno y enfriarlo (enfriamiento primario) hasta una temperatura de 400 a 600ºC; un primer enfriador para enfriar (enfriamiento secundario) hasta una temperatura de 300 a 400ºC el gas de escape extraído; un separador para separar en polvo grueso y polvo fino el polvo contenido en el gas de escape enfriado por el primer enfriador y devolver el polvo grueso al sistema del horno; un segundo enfriador para enfriar finalmente hasta una temperatura de 100 a 200ºC el gas de escape que contiene polvo fino separado por el separador; y un colector de polvo para recoger el polvo fino del gas de escape enfriado por el segundo enfriador.

El método para desviar gas de escape de un horno de acuerdo con la presente invención comprende extraer parte del gas de escape del horno con una sonda con estructura de tubos concéntricos, enfriándolo al mismo tiempo (enfriamiento primario) hasta una temperatura de 400 a 600ºC; enfriar con un primer enfriador (enfriamiento secundario) hasta una temperatura de 300 a 400ºC el aire extraído y enfriado con la sonda; separar en polvo grueso y polvo fino el polvo contenido en el gas extraído y enfriado y devolver el polvo grueso al sistema del horno; enfriar finalmente hasta una temperatura de 100 a 200ºC el gas de escape que contiene polvo fino; y recoger después el polvo fino del gas de escape.

Parte del gas de escape del horno, junto con el aire para la refrigeración primaria, puede ser extraído a una velocidad de 20 a 80 m/s.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de flujos de un aparato para desviar gas de escape de un horno de acuerdo con una realización de la presente invención,

la figura 2 es una vista esquemática en perspectiva que muestra una sonda usada en la realización,

la figura 3 es una vista en sección transversal que muestra parte de la sonda usada en la realización,

la figura 4 es un diagrama de flujos de un aparato para desviar gas de escape de un horno de la técnica anterior,

la figura 5 es un diagrama que muestra los resultados de cálculos del rendimiento del enfriamiento del gas de escape en función de diversas velocidades de aspiración del gas en el cilindro interior, siendo la abscisa la distancia desde la punta de la sonda, y

la figura 6 es un diagrama que muestra los resultados de cálculos del rendimiento del enfriamiento del gas de escape en función de diversas velocidades de aspiración del gas en el cilindro interior, siendo la abscisa el tiempo de retención del gas.

Mejor modo de realizar la invención

A continuación se describe una realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.

La figura 1 es un diagrama de flujos de un aparato para desviar gas de escape de un horno de acuerdo con una realización de la presente invención. La punta de la sonda 13 para extraer parte del gas de escape está insertada en un precalentador 12 conectado al horno 11. La sonda 13 está conectada a través de un primer enfriador 14 a un ciclón 15 que actúa como separador. Además, el ciclón 15 está conectado a través de un segundo enfriador 16 a un colector de polvo 17. El colector de polvo 17 está conectado a un ventilador aspirante 18 y a una tolva de polvo 19. La sonda 13, el primer enfriador 14 y el segundo enfriador 16 están conectados a los ventiladores de aire de refrigeración 20 a 22, respectivamente.

Como sonda 13 se puede usar la sonda con estructura de tubos concéntricos descrita en la patente japonesa abierta a información pública número 11-035355. Como se muestra en las figuras 2 y 3, esta sonda 13 tiene un cilindro interior 23 y un cilindro exterior 24. El aire de refrigeración suministrado por el ventilador 20 entra en la punta de la sonda 13 a través del conducto cilíndrico formado entre el cilindro interior 23 y el cilindro exterior 24 y parte del gas de escape del horno 11 se mezcla con el aire de refrigeración y es enfriado y extraído a través del cilindro interior 23.

A continuación se da una descripción del funcionamiento de esta realización. Parte del gas de escape generado por el funcionamiento del horno 11 es extraído del cilindro interior 23 de la sonda 13 poniendo en marcha el ventilador aspirante 18. En este punto, con el ventilador 20 se suministra aire de refrigeración al conducto entre el cilindro interior...

1. Un aparato para desviar gas de escape de un horno, que comprende:

2. El aparato para desviar gas de escape de un horno de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un ventilador aspirante para que la citada sonda extraiga parte del gas de escape del horno (11), junto con el aire de refrigeración para el enfriamiento primario, a una velocidad de 20 a 80 m/s.

3. Un método para desviar gas de escape de un horno, que comprende las etapas de:

4. El método de desviar gas de escape de un horno de acuerdo con la reivindicación 3, en el que se extrae parte del gas de escape del horno (11), junto con el aire de refrigeración para el enfriamiento primario, a una velocidad de 20 a 80 m/s.