CN115175883A - 在ggr竖炉中燃烧含碳材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在具有交替作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井(12，14)的同向流‑逆流再生竖炉(10)中燃烧和冷却材料(诸如碳酸盐岩)的方法，其中材料流动通过预热区(32，34)、至少一个燃烧区(50，52)以及冷却区(60，62)到材料出口(24，26)，其中燃料被供给到预热区(32，34)内或预热区(32，34)上方，使得燃料在进入燃烧区(50，52)之前在预热区(32，34)中被加热。本发明还涉及一种用于燃烧和冷却碳酸盐岩等材料的同向流‑逆流再生竖炉(10)，竖炉(10)具有能够交替作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井(12，14)，其中每个竖井(12，14)在材料流动方向上具有用于预热材料的预热区(32，34)、用于燃烧材料的燃烧区(50，52)以及用于冷却材料的冷却区(60，62)，其中在预热区(32，34)上方或预热区(32，34)内布置有燃料入口(20，22)，用于使燃料进入相应的竖井(12，14)中。

Description

在GGR竖炉中燃烧含碳材料的方法

本发明涉及一种在同向流-逆流再生竖炉(GGR竖炉或PFCFR竖炉)中燃烧含碳材料的方法，还涉及一种GGR竖炉或PFR竖炉。

例如由2011/072894A1已知的这样的PFR竖炉具有两个竖直的平行的竖井，所述竖井循环地工作，其中，燃烧仅在一个竖井(相应的燃烧竖井)中进行，而另一个竖井作为再生竖井工作。氧化气体与材料和燃料以同向流被供给到燃烧竖井，其中，产生的热废气与从下方供给的被加热的冷却空气一起通过流转移通道(flow transfer channel)被导入废气竖井中，由此废气与材料逆流地向上导出并且材料在此过程中被预热。通常材料与氧化气体一起从上方被给入竖井中，其中燃料被喷入燃烧区中。

在每个竖井中，待燃烧的材料通常穿过用于预热材料的预热区、与预热区连接的燃烧材料的燃烧区以及与燃烧区连接的将冷却空气供给热材料的冷却区。

在周期(例如，持续10-15分钟)期间，待燃烧的材料通过两个竖井上的排出装置被连续地排出。材料柱均匀地在竖井中下降。然后，炉被反转，使得先前作为燃烧竖井运行的竖井变成再生竖井，而先前作为再生竖井运行的竖井再变成燃烧竖井。

例如，这种PFR竖炉用具有高达大约3.3MJ/Nm³的热值的燃料气体来运行，其中具有小于6.6MJ/Nm³的热值的燃料气体在PFR竖炉的运行中带来显著的缺点。举例而言，在热值小于6.6MJ/Nm³的燃料气体中存在高比例的不可燃的组分。因此，在PFR竖炉的运行中产生相对较大量的燃料气体，这与燃烧空气和石灰冷却空气一起产生相对较大量的废气。相对较大量的废气包含不再能够被PFR竖炉的预热区中的石灰石床吸收的余热。因此，废气温度从大约100℃升高到大约300℃。

较高的废气温度和较高的废气体积导致较高的热损失，因此，与用天然气点火的PFR竖炉相比，当根据现有技术实体化的PFR竖炉用仅具有3.3MJ/Nm³热值的气体点火时，需要多出约20％的热能或燃料。

由于较大的废气体积，与天然气点火的PFR竖炉相比，根据现有技术实体化的PFR竖炉在用仅具有3.3MJ/Nm³热值的燃料气体运行时，压力损失增加大约35％。同样地，为了压缩燃料气体和工艺空气，将导致更高的电能需求。

EP 1 634 026 B1公开了一种方法，这种方法减少了上述缺点。然而，这种方法的缺点在于，其需要昂贵的大型热气体换热器，由于运行温度较高，热气体换热器也可能被灰尘堵塞。

基于此，本发明的目的在于提供一种用于操作PFR竖炉的方法，所述方法克服了上述缺点。

根据本发明，所述目的通过具有独立方法权利要求1的特征的一种方法和通过具有独立设备权利要求9的特征的一种设备来实现。有利的改进在从属权利要求中将是显而易见的。

根据第一方面，本发明包括一种在同向流-逆流再生竖炉中燃烧和冷却材料(诸如碳酸盐岩)的方法，所述同向流-逆流再生竖炉具有交替地作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井，其中所述材料流动通过预热区、至少一个燃烧区以及冷却区，到达材料出口。燃料在预热区内或预热区上方被给入到相应的竖井中，从而使得燃料在进入燃烧区之前在预热区中被加热。在本文中，"预热区上方"应被理解为在材料的流动方向上的预热区的上游。优选地，燃料仅在预热区内或在预热区上方被供给。例如，燃料为具有小于6.6MJ/Nm³的热值的燃料气体(诸如，高炉气)。

这允许气体和温度在竖井中均匀分布，这种均匀分布是产生良好而统一的产品质量的前提。

用于燃烧和冷却材料(诸如碳酸盐岩)的同向流-逆流再生竖炉具有至少两个竖井，竖井优选地彼此平行并且竖直地布置。竖井可交替地作为燃烧竖井和再生竖井运行，其中每个竖井在材料的流动方向上具有用于预热材料的预热区、用于燃烧材料的燃烧区域以及用于冷却材料的冷却区。每个竖井优选地具有用于使待燃烧的材料进入竖井中的材料入口，其中，所述材料入口尤其位于相应竖井的上端处，从而使所述材料在重力的作用下落入到相应的竖井中。例如，待燃烧的材料在与燃料进入相应竖井的入口相同的高度水平上供给。燃料入口布置在预热区的上方或预热区内。燃料供给尤其在预热区的上端进行，使得燃料(尤其是燃料气体)在进入到燃烧区之前完全通过整个预热区。

优选地，所述竖井通过气体通道以气体技术彼此连接，从而使得气体能够从一个竖井流动到另一个竖井。气体通道具有在两个竖井之间的流转移通道的功能。

待燃烧的材料尤其是石灰石或白云岩。

根据第一实施方式，氧化气体被给入到燃烧区中。优选地，氧化气体仅给入到燃烧区中而未给入到预热区中。用于引入氧化气体的装置尤其布置在燃烧区内。氧化气体(诸如，举例而言，空气、富氧空气或具有约80％氧气比例或几乎为纯氧气的含氧气体)优选地在预热区内、在燃烧区的入口处或在燃烧区内沿材料的流动方向被引入。根据另一实施方式，氧化气体通过多个喷枪(lance)被引入燃烧区中。举例而言，氧化气体通过喷枪被引入到相应竖井中，其中，这些喷枪尤其呈L形，彼此均匀地间隔开，并且从预热区延伸到燃烧区中，使得氧化气体优选地在预热区中的喷枪内被加热，并且在燃烧区中从喷枪排出。这提供了将氧化气体有针对性地引入燃烧区使燃料气体在燃烧区中燃烧的优点。

同样可以设想，氧化空气通过竖井壁中的至少一个或多个狭缝被引入竖井中。举例而言，这些狭缝基本上水平地，尤其是横向于材料流动方向而延伸。这些狭缝形成用于使氧化空气进入相应竖井中的入口，并且，例如，全部布置在相同的高度水平上并且尤其是彼此以均匀间隔布置。这种实施方式的优点在于，稀薄的帘状氧化气体流在竖井内壁上或竖井内壁附近向下在材料流动方向上流动，从而使燃料气体中的CO完全燃烧。上述喷枪可以作为狭缝的替代物或补充而设置。

优选地，在竖井内的多个位置处设置有用于使氧化气体进入的入口。举例而言，这些入口在竖井壁中的狭缝中实施或者作为喷枪实施。例如，此类入口设置在燃烧区内的在材料流动方向上彼此相继的多个位置上。同样可以设想，在预热区内设置入口，尤其是在预热区和燃烧区之间的边界处设置入口。

根据另一实施方式，燃料(尤其是燃料气体)具有小于6.6MJ/Nm³的热值，特别是1MJ/Nm³至7MJ/Nm³，优选地，2MJ/Nm³至4MJ/Nm³，最优选地，3.3MJ/Nm³的热值。

根据另一实施方式，在预热区和燃烧区之间的过渡部上或在预热区内或在燃烧区内布置有用于产生无待燃烧材料的气体体积的流阻器(flow resistance)，其中，氧化气体被引入到无待燃烧材料的气体体积内。流阻器是例如横向于材料流动方向布置的梁(bar)。在梁的下方形成无待燃烧材料的气体体积，氧化气体被引入其中。这提供了将氧化气体均匀地引入和分布到相应竖井中的优点。

根据另一实施方式，氧化气体被引入围绕燃烧区布置的环形空间中，尤其是围绕位于预热区和燃烧区之间的过渡部布置的环形空间中。优选地，环形空间是同心地围绕PFR竖炉的一个或所有竖井的预热区和/或燃烧区来布置的。环形空间表示无待燃烧材料的气体体积，氧化气体有利地被引入所述气体体积中。

根据另一实施方式，在燃烧周期的时间长度上，相应的竖井作为燃烧竖井运行，并且在燃烧周期期间执行以下方法步骤：

a.在燃料供给时间的时间区间上，通过燃料入口将燃料供给到燃烧竖井中，

b.在预吹扫时间的时间区间上，通过燃料入口将惰性气体供给到燃烧竖井中，

c.在后续吹扫时间的时间区间上，通过燃料入口将贫氧气体供给到燃烧竖井中，

d.反转炉操作，其中燃烧竖井和再生竖井的功能被反转。

上述方法步骤优选地以所列顺序依次执行。

惰性气体是，例如，氮气或二氧化碳。惰性气体优选地通过预热区上方或预热区内的燃料入口引入燃烧竖井中，由此使燃料气体优选地在材料的流动方向上被向下推动。在预吹扫时间后，优选地在燃烧竖井的预热区内或预热区上方不再有任何可燃性气体混合物。后续吹扫时间在时间上优选地在预吹扫时间之后，其中贫氧气体(诸如，举例而言，炉废气)在燃烧竖井的燃料入口处被引入到燃烧竖井中，由此已经被稀释的燃料气体在燃烧竖井内沿材料的流动方向优选地被进一步向下推动。在后续吹扫时间结束时，燃烧竖井的预热区内和预热区上方的对环境有害的气体浓度优选地如此低，从而能够引发相对于作为再生竖井运行的另一个竖井的反转。

这提供了如下优点，即在运行模式反转时或循环结束时，其中作为燃烧竖井或再生竖井的竖井运行是被调换的，尚未燃烧的燃料气体在炉中竖井的功能被调换之前在燃烧竖井的燃烧区内优选地被完全燃烧，以便将爆炸危险降至最低并阻止不容许的排放物进入大气。

根据另一实施方式，在预吹扫时间和/或后续吹扫时间期间，氧化气体通过喷枪被引入燃烧竖井中。由此，在预吹扫时间和后续吹扫时间期间从上方流入燃烧区的可燃性气体被完全燃烧。

本发明还涉及一种用于燃烧和冷却材料(诸如碳酸盐岩)的同向流-逆流再生竖炉，其具有两个竖井，所述两个竖井可交替地作为燃烧竖井和再生竖井来运行，其中每个竖井在材料的流动方向上具有用于预热材料的预热区、用于燃烧材料的燃烧区以及用于冷却材料的冷却区。在预热区的上方或预热区内布置有燃料入口，用于使燃料进入相应的竖井。上文中有关用于操作PFR竖炉的方法所描述的优点和改进在设备方面的同样等效地适用于PFR竖炉。

根据一个实施方式，在燃烧区内，在竖井壁中布置有多个喷枪或狭缝，用于引入氧化气体。例如，喷枪从预热区延伸到燃烧区中，使得喷枪的出口被布置在燃烧区内。

根据另一实施方式，在燃烧区内，在竖井壁中布置有多个气体喷枪或狭缝，用于引入氧化气体。作为上述喷枪的替代物或补充，优选地，在燃烧区内和/或冷却区内和/或用于连接竖井的气体通道内布置有气体喷枪，其中，气体喷枪尤其在材料的流动方向上布置在喷枪的下游。气体喷枪例如在燃烧区内和/或冷却区内彼此以均匀间隔布置。在燃烧区和/或冷却区内的另一个处于下游的区域处引入氧化气体确保了燃料在PFR竖炉内的完全燃烧。

根据另一实施方式，在预热区和燃烧区之间的过渡部上布置有流阻器，用于产生无待燃烧材料的气体体积。根据另一实施方式，布置有用于将氧化气体引入到无待燃烧材料的气体体积中的装置。

根据另一实施方式，每个竖井具有相应的气体收集通道，所述气体收集通道被配置为环形空间的形式，并且其中，竖井的气体收集通道通过气体通道以气体技术彼此连接。优选地，PFR竖炉具有用于将竖井以气体技术彼此连接的气体通道，其中，气体通道例如将竖井的冷却区和/或燃烧区在一个区域处彼此连接。气体收集通道优选地被布置为围绕相应竖井的冷却区和/或燃烧区的环形空间的形式。

这提供了使气体和温度在竖井中更均匀地分布以及由此在有害物质排放量较低的情况下得到更好的产品质量的优点。另一个优点在于，由于气体通道体积明显更大，因此，流出预热区进入气体通道的未燃烧的燃料气体与供给到燃烧竖井的冷却空气一起随后在那里以更好的方式燃烧。

附图说明

下面基于多个示例性实施方式参照附图对本发明进行更详细的说明。

图1以纵向和横截面图示出了根据一个示例性实施方式的PFR竖炉的示意图。

图2以纵向和横截面图示出了根据另一个示例性实施方式的PFR竖炉的示意图。

图3以纵向和横截面图示出了根据另一个示例性实施方式的PFR竖炉的示意图。

图4以纵向截面图示出了根据另一个示例性实施方式的PFR竖炉的示意图。

图5示出了根据一个示例性实施方式的在燃烧周期上作为燃烧竖井运行的竖井内的时间流程的示意图。

图1示出了具有两个平行且竖直定向的竖井12、14的PFR竖炉10。每个竖井12、14具有相应的材料入口16、18，用于使待燃烧的材料进入PFR竖炉的相应竖井12、14中。举例而言，材料入口16、18布置在相应竖井12、14的上端处，使得材料在重力作用下通过材料入口16、18落入竖井12、14中。

每个竖井12、14在其上端处另外具有燃料入口20、22，用于使燃料气体进入。举例而言，燃料入口20、22布置在与材料入口16、18相同的高度水平上。

在每个竖井12、14的下端处是材料出口24、26，用于排出在相应竖井12、14中已经燃烧的材料。每个竖井12、14在其下端处具有冷却空气入口28、30，用于使冷却空气进入到相应竖井12、14中。在PFR竖炉10的运行中，待燃烧的材料从上向下流动通过相应的竖井12、14，其中冷却空气从下向上(与材料逆流地)流动通过相应的竖井。炉废气被排出，例如，通过材料入口16、18或通过燃料入口20、22或与之分开的气体出口从相应的竖井12、14中排出。

相应竖井12、14的预热区32、34在材料入口16、18和燃料入口20、22下方，在材料的流动方向上邻接。在预热区32、34中，材料和燃料优选地被预热到约700℃。优选地，相应竖井12用待燃烧的材料填充，直至预热区32、34的上边界表面36、38。材料和燃料(尤其是燃料气体)优选地在预热区32、34的上方给入到相应的竖井中。预热区32、34的至少一部分和相应竖井12、14的在材料流动方向上与预热区邻接的部分被例如耐火衬里44围绕。

在预热区32、34中可选地布置有多个喷枪40、42，并且各自用作氧化气体(诸如，举例而言，含氧空气，尤其是富氧空气，或具有大约80％的氧气比例或几乎为纯氧的气体)的入口。图1同样示出了PFR竖炉10在喷枪40、42的高度水平上的横截面视图。举例而言，在每个竖井12、14中布置有以基本上均匀的间距彼此间隔开的十二个喷枪40、42。举例而言，喷枪40、42呈L形，并且优选地在水平方向上延伸到相应竖井12、14中，并且在竖井12、14内，在竖直方向上延伸，尤其是在材料的流动方向上延伸。竖井12、14的喷枪40、42的端部优选地布置在相同的高度水平上。优选地，喷枪40、42末端布置于其上的平面是相应预热区32、34的下边界表面46、48。作为喷枪40、42的替代物或补充，也可以使竖井壁中的狭缝形成用于使氧化空气进入竖井中的入口。

燃烧区50、52在材料的流动方向上邻接预热区32、34。在燃烧区中，燃料燃烧，并且预热的材料在约1000℃的温度下燃烧。通过喷枪40、42引入到燃烧区50、52中的氧化气体使得燃料可以在燃烧区50、52中的燃烧。在燃烧区50、52和/或冷却区60、62内，可选地设置有多个气体喷枪64、66，所述气体喷枪在材料流动方向上位于上述喷枪40、42下游的位置处延伸到燃烧区50、52和/或冷却区60、62中，且用于使氧化气体进入燃烧区50、52和/或冷却区60、62中。例如，气体喷枪64、66布置在靠近燃烧区50下边界表面56、58的燃烧区的下部区域中和/或在靠近燃烧区50、52下边界的冷却区60、62的上部区域中。同样可以设想，如图1所示，将气体喷枪64、66设置在冷却区60、62内。

此外，PFR竖炉10还具有气体通道54，用于将两个竖井12、14以气体技术彼此连接。燃烧区50、52的下边界表面56、58(尤其燃烧区50、52的端部)优选地布置在气体通道54的上部高度水平处。在每个竖井12、14中，燃烧区50、52在材料的流动方向上邻接冷却区60、62，冷却区延伸直至相应竖井的材料出口24、26或排出装置68、70。材料在冷却区60、62内冷却至约100℃。

在每个竖井12、14的材料出口侧端部处布置有排出装置68、70。例如，排出装置68、70包括水平板材，它们使得材料能够在排出装置68、70与PFR竖炉的壳体壁之间侧向通行。排出装置68、70优选地被实体化为推动式工作台或旋转式工作台或具有推动式刮削器装置的工作台。这使得待燃烧的燃烧物能够以均匀的生产速度(throughput speed)通过炉中竖井12、14的。

在PFR竖炉10的运行中，竖井12、14中的一个是主动(active)竖井，而另一个竖井12、14是被动(passive)竖井。主动竖井12、14被称为燃烧竖井，而被动竖井12、14被称为再生竖井。PFR竖炉10周期性地运行；典型的循环数是每天75到150个循环。在循环时间结束之后，竖井12、14的功能被调换。这个运行过程连续地重复进行。通过材料入口16、18将材料(例如石灰石或白云岩)给入到在每种情况下以交替方式作为燃烧竖井运行的竖井12、14中。在作为燃烧竖井运行的竖井12、14中，燃料气体(诸如，举例而言，高炉气)通过燃料入口20、22被引入到燃烧竖井中，其中，燃料入口20、22在再生竖井中用作废气出口。燃料气体在燃烧竖井的预热区32、34中被加热到约700℃的温度。

通过喷枪40、42，在燃烧竖井中供给氧化气体，例如空气、富氧空气或氧气，但优选地是具有高氧气含量的氧化气体，最优选地是具有按体积计大于80％的氧气含量的氧化气体。通过此方法，显著减少了流动通过再生竖井的燃烧区50、52和通过再生竖井的预热区32、34的气体量，其中流动通过再生竖井的预热区32、34的气体不含余热，并且优选地具有约100℃的废气温度。由于气体量相对较小，因此，整个炉的压力损失显著减小，从而使工艺气体压缩机的电能得到显著节约。

图2示出了具有两个平行竖井12、14的PFR竖炉10的另一示例性实施方式，其中PFR竖炉基本上与图1的PFR竖炉10相对应。为了清楚起见，已经在图1中说明的一些附图标记被省略。与图1的PFR竖炉10不同，图2的PFR竖炉10具有圆形的横截面。然而，可以设想所有的横截面形状，诸如，圆形、椭圆形、四边形或多边形。此外，图2的PFR竖炉10具有被配置为环形空间的气体收集通道82、84。气体收集通道优选地以圆周向的方式围绕燃烧区50、52的下部区域延伸，尤其是在气体喷枪64、66下方。每个竖井12、14具有相应的气体收集通道82、84，其中，气体收集通道82、84被布置在用于连接两个竖井12、14的气体通道54的高度水平处。两个竖井12、14的气体收集通道82、84尤其通过气体通道54以气体技术彼此连接。具体而言，气体收集通道82与冷却区60、62以气体技术连接，使得冷却气体至少部分地流入到气体收集通道82中。

此构造有利于使气体和温度在竖井12、14中更均匀地分布，并且由此产生更好的产品质量和更少的有害物质排放。此构造的另一个优点在于，如果需要，由于气体通道体积明显更大，流出预热区32、34进入气体通道54的未燃烧的燃料气体与供给到燃烧竖井的冷却空气一起随后在那里以更好的方式燃烧。

图3示出了具有两个平行的竖井12、14的PFR竖炉10的另一示例性实施方式，其中PFR竖炉基本上与图1的PFR竖炉10相对应。为了清楚起见，已经在图1中说明的一些附图标记被省略。与图1的PFR竖炉10不同，图3的PFR竖炉10不具有喷枪40、42。仅在燃烧区50、52和/或冷却区60、62内设有气体喷枪64、66。此外，图3的PFR竖炉10在每个预热区32、34中具有横向于材料流动方向定向的流阻器，尤其是梁86、88。在梁86、88下方引入氧化气体，诸如，举例而言，空气、富氧空气、氧气或具有至少80％的氧气比例的氧化气体。

图4示出了具有两个平行的竖井12、14的PFR竖炉10的另一示例性实施方式，其中PFR竖炉基本上与图2的PFR竖炉10相对应。为了清楚起见，已经在图2中说明的一些附图标记被省略。与图2的PFR竖炉10不同，图4的PFR竖炉10不具有喷枪40、42。图4的PFR竖炉10具有另一个环形空间90、92，环形空间90、92围绕相应的预热区32、34的下部区域延伸。环形空间90、92以气体技术与燃烧区连接，并且，例如，表示其中不存在待燃烧的材料的区域。在环形空间90、92内，优选地供给氧化气体，例如，空气或富氧空气或氧气，但优选地是具有高氧气含量的氧化气体，最优选地是具有按体积计大于80％的氧气含量的氧化气体。

举例而言，图1至图4的PFR竖炉各自具有两个竖井12、14。同样可以设想，在PFR竖炉内设置三个或者更多个互连的竖井。图1至图4中所示的气体喷枪64、66可以布置在气体通道54内(例如，作为所示气体喷枪的补充或替代物)，从而直接将氧化气体引入到气体通道中。

PFR竖炉10的竖井12、14中的每一个竖井在燃烧周期中作为燃烧竖井运行，并且接着在再生周期中作为再生竖井运行。

图5中示出了燃烧周期内的时间流程。燃烧周期时间72被分成燃料供给时间74、预吹扫时间76、后续吹扫时间78以及反转时间80。在预吹扫时间76中，在燃料供给被切断之后立即在燃烧竖井上的燃料入口20、22处供给惰性气体(诸如，举例而言，氮气或二氧化碳)，并且由此使燃料气体优选地在材料的流动方向上被向下推动。在预吹扫时间76结束时，优选地在燃烧竖井的预热区32、34内或预热区32、34上方不再存在任何可燃性气体混合物。后续吹扫时间78在时间上在预吹扫时间76之后，其中在燃烧竖井的燃料入口20、22处将贫氧气体(诸如，举例而言，炉废气)引入到燃烧竖井中，由此已经被稀释的燃料气体在燃烧竖井内在材料的流动方向上优选地被进一步向下推动。在后续吹扫时间78结束时，在燃烧竖井的预热区32、34内和预热区32、34上方的对环境有害的气体浓度优选地如此小，使得能够引发与作为再生竖井运行的另一竖井12、14的反转。优选地，在预吹扫时间76和后续吹扫时间78期间，通过喷枪40、42(尤其是连续地)将氧化气体引入燃烧竖井中，从而使在预吹扫时间和后续吹扫时间期间从上方流入燃烧区50、52中的可燃性气体完全燃烧。

上述用于操作PFR竖炉10的方法提供了这样的优点，即在运行模式反转时或循环结束时，其中作为燃烧竖井或再生竖井的竖井12、14的操作被调换，尚未燃烧的燃料气体优选地在炉中竖井的功能被调换之前在燃烧竖井的燃烧区50、52内完全燃烧，以便将爆炸危险降至最低并阻止不容许的排放物进入大气。

还有可能的是，使上述PFR竖炉10运行，尤其是在启动阶段运行，使得氧化气体通过燃料入口20、22给入到相应的竖井12、14中，其中燃料(尤其是燃料气体)通过喷枪40、42给入到位于预热区32、34和燃烧区50、52之间的过渡部中。

附图标记列表

10 GGR竖炉或PFR竖炉

12,14 竖井

16,18 材料入口

20,22 燃料入口

24,26 材料出口

28,30 冷却空气入口

32,34 预热区

36,38 预热区的上边界表面

40,42 喷枪

44 耐火衬里

46,48 预热区的下边界表面/燃烧区的上边界表面

50,52 燃烧区

54 气体通道

56,58 燃烧区的下边界表面/冷却区的上边界表面

60,62 冷却区

64,66 气体喷枪

68,70 排出装置

72 燃烧周期时间

74 燃料供给时间

76 预吹扫时间

78 后续吹扫时间

80 反转时间

82,84 气体收集通道

86,88 梁

90,92 环形空间

Claims (15)

1.一种在同向流-逆流再生竖炉(10)中燃烧和冷却材料的方法，所述材料诸如碳酸盐岩，所述同向流-逆流再生竖炉(10)具有交替地作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井(12，14)，其中所述材料流动通过预热区(32，34)、至少一个燃烧区(50，52)以及冷却区(60，62)到材料出口(24，26)，

其特征在于，

燃料被供给到所述预热区(32，34)内或所述预热区(32，34)上方，从而使所述燃料在进入所述燃烧区(50，52)之前在所述预热区(32，34)中被加热。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，氧化气体被给入到所述燃烧区(50，52)中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述燃料具有小于6.6MJ/Nm³的热值，特别是1MJ/Nm³至7MJ/Nm³，优选地，2MJ/Nm³至4MJ/Nm³，最优选地，3.3MJ/Nm³的热值。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，氧化气体通过竖井壁中的多个喷枪(40，42)或狭缝被引入到所述燃烧区(50，52)中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述预热区(32，34)和所述燃烧区(50，52)之间的过渡部上布置有流阻器(86，88)，用于产生无待燃烧材料的体积区域，并且所述氧化气体被引入所述区域中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述氧化气体被引入到围绕所述燃烧区(50，52)布置的环形空间(90，92)中，尤其是围绕位于所述预热区(32，34)与所述燃烧区(50，52)之间的过渡部布置的环形空间(90，92)中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在燃烧周期(72)的时间长度上，相应竖井(12，14)作为燃烧竖井(12，14)运行，并且在燃烧周期(72)期间执行以下方法步骤：

a.在燃料供给时间(74)的时间区间内，通过燃料入口(20，22)将燃料供给到所述燃烧竖井中，

b.在预吹扫时间(76)内，通过所述燃料入口(20，22)将惰性气体供给到所述燃烧竖井中，

c.在后续吹扫时间(78)内，通过所述燃料入口(20，22)将贫氧气体供给到所述燃烧竖井中，

d.反转炉操作，其中所述燃烧竖井和再生竖井(12，14)的功能被反转。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述预吹扫时间(76)和/或所述后续吹扫时间(78)期间，氧化气体通过所述竖井壁中的喷枪(40，42)和/或狭缝被引入所述燃烧竖井(12，14)中。

9.一种用于燃烧和冷却材料的同向流-逆流再生竖炉(10)，所述材料诸如碳酸盐岩，所述同向流-逆流再生竖炉(10)具有能够交替地作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井(12，14)，其中每个竖井(12，14)在材料流动方向上具有用于预热所述材料的预热区(32，34)、用于燃烧所述材料的燃烧区(50，52)以及用于冷却所述材料的冷却区(60，62)，

其特征在于，

在所述预热区(32，34)的上方或所述预热区(32，34)内布置有燃料入口(20，22)，用于使燃料进入相应的竖井(12，14)中。

10.根据权利要求9所述的同向流-逆流再生竖炉(10)，其中，在所述燃烧区(50，52)内在竖井壁中布置有多个喷枪(40，42)或狭缝，用于引入氧化气体。

11.根据权利要求9或10所述的同向流-逆流再生竖炉(10)，其中，在所述燃烧区(50，52)内，在所述冷却区(60，62)内和/或用于连接所述竖井(12，14)的气体通道(54)内，布置有多个气体喷枪(64，66)，用于引入氧化气体。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的同向流-逆流再生竖炉(10)，其中，位于所述预热区(32，34)与所述燃烧区(50，52)之间的过渡部上布置有流阻器(86，88)，以产生无待燃烧材料的体积区域。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的同向流-逆流再生竖炉(10)，其中，围绕位于所述预热区(32，34)与所述燃烧区(50，52)之间的过渡部形成环形空间(90，92)，从而在所述环形空间(90，92)内形成无待燃烧材料的体积区域。

14.根据权利要求12或13所述的同向流-逆流再生竖炉(10)，其中，布置有用于将氧化气体引入到无待燃烧材料的体积区域中的装置。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的同向流-逆流再生竖炉(10)，其中，每个竖井(12，14)具有相应的气体收集通道(82，84)，所述气体收集通道(82，84)被配置为环形空间，并且其中所述竖井(12，14)的气体收集通道(82，84)通过气体通道(54)以气体技术彼此连接。

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