CN1300027C - 燃烧矿物材料混合物的方法 - Google Patents

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Abstract

为了在具延伸或矩形的炉身横断面的竖炉中能使具不同粒度的矿物材料混合物在可燃气流中均匀地燃烧，统装材料柱(9′)是例如借轨道(25)或斜槽定期地改变进料期间出现的导引的分离方向而产生，以致于导引的粒径分布在统装材料柱(9′)中逐层改变。方向是借在相反方向转动的斜槽(24)而改变。

Description

燃烧矿物材料混合物的方法
技术领域
本发明关于一种在统装材料柱中燃烧具不同粒度的矿物材料混合物的方法，气体流过该统装材料柱且该统装材料柱借进料于竖炉(shaft furnace)的至少一炉身(shaft)且移除炉身底部区域的燃烧产物而形成。
背景技术
相同申请人的美国专利US5,460,517描述了一种燃烧矿物炉料(例如石灰石)的竖炉，其是根据MAERZ平行流再生法，借助于他的加料装置使具有较细及较粗粒度的二种材料混合物交替地供应到至少圆的圆柱形炉身的径向内部及径向外部区域。依此方式，通过炉身断面及采用相对简单的装置，可于炉身中获致令人满意的粒度分布，因而也有均匀的燃烧空气分布，以致于可获致基本上更均匀的燃烧过程及相应均匀的产品品质。然而，复杂性可表现为由先前必须机械分离为具较细及较粗粒度的两材料混合物。此具有圆形炉身断面的横向互连的双竖炉的基础设计还很复杂及昂贵，以致于当炉身断面为于7与18平方米之间时，其仅可经建造成以用于范围为每日300至800公吨的较高输出。
当需要较低输出且具2与6平方米间的较小炉身断面时，可采用两炉身的矩形断面形状完成花费较少的构造类型。使用此较简单的结构类型于明显超过每日300公吨较高物料处理能力的阻碍为当涉及较大断面尺度时在进料时出现于炉身断面上的更明显不均匀的单侧粒度分布。此不均匀的分布是当自输送带投料通过延伸展开路径或轨道或当通过斜槽供应时由粒度分离而引起。此易造成燃烧空气流阻及因而统装材料柱断面温度的不均匀分布。因此，采用具较大炉身断面的这种不昂贵的竖炉无法得到均匀的产品品质。
发明内容
本发明的目的是寻找一种以具相当简单构件的上述类型确保均匀气流通过统装材料柱且因而获致较佳及更均匀产品品质的方法，以致于就较大炉身断面而言，由于必要的产品品质，也可能得到具细长或矩形的炉身断面形状的较便宜的构造且迄今无法以可接受的成本的昂贵构造类型。
根据本发明，此目的得依上述类型方法解决，其中因进料而出现的以一方向增加的粒径的分离是借定期改变方向而定期改变方向，以致于在统装材料柱(9′)中，增加的粒径方向是逐层改变。
附图说明
图1为通过双竖炉一炉身的垂直断面，其具有已知的给炉加料的配置及于其统装材料柱中具粒度分布的示意图；
图2为用以实施本发明方法的通过双竖炉的垂直断面；
图3为图2的双竖炉左炉身及其进料室的纵断面，及其统装材料柱中具粒度分布示意图；
图4为通过图1或2的双竖炉的断面；
图5根据图3的双竖炉于其进料构件附近局部较大比例图，相对于图2的图断面平面移动90°。
具体实施方式
图1显示根据MAERZ平行流再生法操作的具已知结构的双竖炉3的两炉身1、2之一。根据图2中所示的根据本发明设计代表图可推知其基本结构。
以粒状矿物材料混合物对炉身1、2中的加料是通过排空位于进料炉身4上端的进料室5而交替地发生，其中在每一情形下，两底侧室封件6、7被打开。为了于给定的炉身1、2(较进料炉身(chargingshaft)4大)的断面上分布材料混合物，于每一情形下，是于较高炉身区中具有挡板50(在此其偏斜至外断面区)。人们已发现横切地且于输送带8伸展方向出现的粒度的直接分离(directed separation)大体上被维持达到在统装材料柱9上接收。
于图1至4的断面图中，于输送带延伸方向连续增加的粒度是以四个粒度等级10至13图解表示以简化表示。
由于统装材料柱9在一个方向且对于炉身1、2呈直角的粒度变化，经由空气吸入口14燃烧空气的流动的流阻相应地分布。已知其是取决于给定的颗粒床空柱尺寸的三次方(a power of three)。相应不同的空气品质分布是于图1中以不同大小的箭号15至18说明。因此，经由燃矛(burning lances)20流动的气态、液态或粉末燃料的燃烧作用导致可燃气体根据粒度分布以不同量地(differing quantitywise)垂直于统装材料柱方向流动，以致于在对于统装材料柱9呈直角方向上有相当大的温度差，例如300℃。因此，经由炉身1、2底部中的排放机构22移除粒状矿物产物具有明显不同燃烧程度的颗粒。由于对应的品质差异程度是取决于特殊炉炉身1、2的断面长度，自例如约6平方米炉身断面的大小不可能接受此等差异。
为了克服根据图4的炉身的伸长或矩形断面的粒度限制且相应地实现用于大物料处理量及具良好产品品质的不贵的结构类型，根据本发明的竖炉(例如根据图2及3的具体例)于其炉身状的断面矩形进料室5上方具有装置23，用于定期地改变进料室5中的材料混合物粒度横向于垂直室炉身而提高的方向。
根据所示的具体例，此装置23是以最简单可能方式，借可绕轴转板24而执行，(而可绕轴转板位于材料混合物颗粒离开输送带8的轨道25中)。以相反倾斜方向可绕着平行轴26旋转，以致于进料室5中材料混合物的粒度横向于垂直室炉身的方向的改变的方向通过炉身转板24仅是倒转的。举例来说，板24是例如安装于导引室27的中央区，导引室27是在顶部及底部打开且位于进料室5上方，以致于，必要时，其是在延伸方向在27后或前面处啮合于导引室的壁28、29上，且交替地释放板下缘30与底部开口缘31、32间的前出口33及后出口34。导引室27面对板24下缘30的两壁28、29最好是在其较低区域朝内倾斜。
板24的绕轴转方向改变最好是定期地于相同时间间隔中发生，且例如借开启室封件6、7各自定期排空进料室5，使得在统装材料柱中有横切于炉身方向的相反粒度分布特性的连续层35、36(其是以粒径分级10′、11′、12″、13′图标于图3中)。因此，流经统装材料柱9′的燃烧空气可不再依图1所示方式占据一侧较佳路径，反而如图3所示以相同大小箭号37说明而提供均匀分布。
本发明具特殊优点为可应用于MAERZ平行流再生炉，因为其使得实施此一具有炉身1、2的矩形断面的炉(具有大结构类型)及提供大材料处理能力成为可能。此等炉身可较一结构更简单地竖立。此外，相较于圆炉身之间的交叉连接区，可更容易地得到炉身1、2间的必要的交叉连接区38。
以下将提供根据图2的MAERZ炉的已知操作简单说明。
于例如15分钟间隔下，单炉身1或2被加热，其中借助燃矛20或40而发生燃料供应，且借助于空气引入口14，以相应的定期方式加入燃烧空气且仅至一炉身1或2。在箭号43、44方向，自下面连续地供应冷却空气。因此，于特殊统装材料柱9＇中，有一个上部预热区45、中央燃烧区46及下部冷却区47。借助交叉连接区38，燃烧气体在箭号48方向离开燃烧区46，进入相邻的炉身2且向上升于其中，以致于在此处预热其它炉身2的进料且在空气引入口14方向离开炉身。交叉连接区38延伸于炉身1、2断面的两相面对的较长边之间，以致于可燃气体对其他炉身的溢流立即均匀地覆盖整个炉身断面。
在以间隔为基础的燃料供应转移至燃矛40后且在可燃空气供应至另一个炉身2的空气引入口14后，使燃烧气流向相反，使得箭号48指向相反方向。于每一情形中，借开启进料室5的封件6、7之一，竖炉1、2以相同间隔分批进料是如所述在两炉炉身1、2中改变操作方式，且例如以相同间隔或例如在2、4或6次间隔后，也可能绕轴转动导引室27的板24。

Claims (10)

1.一种在统装材料柱(9)中燃烧具有不同粒径的矿物材料混合物的方法，其中，气体流过该统装材料柱，该统装材料柱通过给竖炉的至少一个炉身(1，2)加料且除去炉身(1，2)底部的燃烧产物而形成，其特征在于：因加料而出现的在一个方向上的增大粒径的分离通过在周期性地改变的方向上的加料而周期地改变方向，从而在统装材料柱(9′)中，增加粒径的方向呈层状改变。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：增大粒径方向的变化通过一板发生，其中，该板的输送方向通过枢转周期性地改变。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：该板(24)的输送方向于每次逐批排空进料室(5)后或于数次逐批排空进料室后发生反向。
4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：以横截面细长的炉身为基础，板(24)的二个改变的输送方向与对应于炉身横截面纵向方向的平面平行。
5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：这种对增加粒径方向的改变根据单向流再生法的多竖炉的炉身之一中的操作方法的改变而发生。
6.一种实施权利要求1所述的方法的竖炉，其具有至少一横截面为细长或矩形的炉身(1，2)、输送机(8)，其用于通过位于炉身(1，2)上方的进料室(5)中的轨道(25)输送气流中要燃烧的颗粒材料混合物，该进料室向下由封件(6，7)界定，用于至少一炉身(1，2)的逐批进料，其特征在于：还包括一用于周期性地改变方向的装置(23)，其中，采用该装置进料室中材料混合物的粒径横向于垂直室轴增加，从而在该竖炉中形成的粒径分布在统装材料柱中呈层状改变。
7.如权利要求6所述的竖炉，其特征在于：用于周期性改变方向的装置(23)通过位于该轨道(25)上且绕水平轴(26)可枢转的板(24)形成。
8.如权利要求7所述的竖炉，其特征在于：该板可枢转地安装在导引室(27)的中央区，导引室在顶部及底部开口且位于该进料室(5)上方；从而，该板在该轨道(25)方向的后或前处与该导引室(27)的壁(28，29)相啮合，且以交替方式在板的底缘(30)与底部开口缘(31，32)之间释放出口(33，34)。
9.如权利要求8所述的竖炉，其特征在于：该导引室(27)的面对板(24)的底缘(30)的两壁(28，29)在它们的下部区域朝内倾斜。
10.如权利要求6或7或8或9所述的竖炉，其特征在于：具有矩形断面且经由交叉连接(38)互相连接的用于可燃气体(48)的两炉身(1，2)在每一统装材料柱被填充的情况下的面积超过6平方米，其中，该交叉连接(38)使炉身(1，2)断面的二个面对的较长侧与炉身(1，2)的自由断面互相连接。
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