На вращающихся печах мокрого способа производства производительностью свыше 50 т/ч для охлаждения клинкера устанавливают колосниковые холодильники «Волга».
На современных печах сухого способа охлаждение клинкера производится на колосниковых холодильниках разных фирм, имеющих некоторые отличия.
Теплопередача от холодильника косвенно влияет на производительность печи, что имеет решающее значение для производства цемента. Колосниковые клинкерные холодильники минимизируют температуру клинкера за счет ощутимого нагрева, что приводит к рекуперации энергии. Горячий клинкер выходит из вращающейся печи в колосниковый охладитель при температуре приблизительно 1400°C и охлаждается до температуры, которая на 85°C выше температуры окружающей среды.
Рекуперированный горячий воздух из охладителя используется в качестве вторичного воздуха для содействия полному сгоранию топлива из горелки печи. Оставшееся рекуперированное тепло также используется в качестве топлива для предварительного обжига (третичный воздух). Отработанное тепло передается в окружающую среду через циклон или рукавный фильтр для удаления пыли. В этом варианте воздух направляется в слой клинкера более эффективно, чем это возможно в обычной конструкции. Кроме того, решетки, используемые с воздушными балками, называемые «решетками с регулируемым потоком», позволяют воздуху проходить горизонтально через щели в углубления на поверхности решетки. Это в значительной степени устраняет просыпание мелких частиц клинкера и делает воздушный поток менее зависимым от сопротивления слоя. Другие усовершенствования в конструкции колосникового охладителя включают маятниковую раму для подвижной колосниковой решетки, которая, как утверждается, сводит к минимуму техническое обслуживание привода.
Недавнее развитие конструкции колосникового холодильника представляет собой «поперечный охладитель», который полностью состоит из неподвижных колосниковых решеток, транспортировка клинкера осуществляется возвратно-поступательными движениями толкателей над поверхностью решетки. Этот холодильник также оснащен оригинальным регулятором расхода воздуха под каждую решетку, который поддерживает постоянный поток воздуха через слой клинкера независимо от пористости слоя. Инновационные конструктивные особенности также проявляются в холодильниках «Polytrack», «Pyrofloor» и «Eta-cooler», поставляемых различными производителями.
Можно также упомянуть о новом холодильнике с вращающимся диском (RDC), который установлен под разгрузочным концом печи и снабжен системой распределения клинкера (CDS) над медленно вращающимся диском. Специальное извлекающее устройство выгружает клинкер в валковую дробилку, расположенную на внешнем диаметре RDC. Диаметр RDC синхронизирован с диаметром печи и производительностью печи. Общее время пребывания в этом охладителе оценивается в 30 мин, что несколько меньше, чем в охладителе с возвратно-поступательной решеткой (~ 45 мин).
В современном колосниковом охладителе потери тепла могут быть снижены примерно до 400 кДж/кг клинкера.
Рекуперация тепла в виде вторичного и третичного воздуха показана на рисунке, на котором также показаны две зоны охладителя: вентиль с регулируемым потоком (CFG) и быстрое прохождение (RFT). В зоне рекуперации тепла охлаждающий воздух подается непосредственно на колосниковые плиты через систему воздуховодов и полых балок, а не через нижнее отделение решетки, как в обычных холодильниках. Благодаря быстрому прохождению из клинкера устраняется эксплуатационная проблема отвода полос раскаленного клинкера, часто называемая «красной рекой».
Более эффективный холодильник позволяет полностью контролировать вторичный воздух и температуру клинкера. Тепловые потери этого холодильника за счет излучения и конвекции чрезвычайно низки. Более эффективный холодильник обеспечивает быстрое первоначальное охлаждение клинкера. Этот факт имеет большое значение для образования алита. Этот холодильник обеспечивает температуру подачи клинкера около 1360-1400°C, что повышает тепловую эффективность до 72-75%. Подача избыточного охлаждающего воздуха приводит к охлаждению клинкера до 65°C; эта температура позволяет немедленно измельчать клинкер до готового цемента.
