CS211806B1 - Způsob výroby vápna - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby štěrkového, práškového, jemného’ a velmi jemného vápna, který řeší úsporu tepla při jeho výrobě.

Jsou známy způsoby výroby štěrkového a práškového vápna v rotační peci, kde se vápenec předehřívá v šachtovém výměníku odpadním teplem z rotační pece, v níž se potom vypaluje na vápno. Potom se vápno chladí a chladící vzduch se používá pro spalování v peci. Tyto způsoby jsou nevýhodné pro poměrně vysokou spotřebu tepla, což je zapříčiněno tím, že vápno nemá dostatek tepla, aby se jím mohl předehřát spalovací vzduch na teplotu rozkladu vápence a na druhé straně vápenec nemůže při předehřívaní pro svoji menší tepelnou kapacitu pojmout teplo kouřových plynů. Odcházející kouřové plyny mají proto při výstupu z předehřívače poměrně vysokou teplotu, která vsak nedostačuje k tomu, aby se teplo z nich dalo ekonomicky využít. Tato nevýhoda je závažná zejména při požadavku na zvýšenou reaktivitu vápna a snížený obsah zbytkového kysličníku uhličitého ve vápně.

Pro výrobu 1 kg vápna úplným rozkladem čistého vápence je teoreticky zapotřebí 3000 kj. Při uvážení ztrát pecním pláštěm v množství 170 kj a při využití tepla kouřových plynů pro předehřev vápence činí u známých způsobů výpalu štěrkového, práškového, jemného nebo velmi jemného vápna spotřeba tepla 3500 kj. Teplo kouřových plynů činí 2100 kj, ale vápenec je schopen odebrat jen 1750 kj pro· předehřátí na teplotu rozkladu. V kouřových plynech je přebytek tepla v množství 150 kj (nad 100 °C). U rotační pece činí však ztráty tepla pláštěm až 840 kj, a to v pásmu, kde teplota procesu je vyšší než teplota rozkladu. Tyto ztráty se hradí teplem spalování, takže opět vznikají kouřové plyny. Zvýšení ztráty tepla činí proto 680 kj a 270 kj uniká navíc kouřovými plyny. Na základě uvedeného jeví se celková spotřeba 3500 + 680 -I- 270 = 4450 kj a teplo v kouřových plynech nad 100 °C činí 420 kj. Dále potom se při předehřívaní spalovacího vzduchu jen teplem chlazeného· vápna dosahuje teplot vzduchu kolem 570 °C a chybí 430 kj k tomu, aby teplota vzduchu dosáhla teplotu rozkladu vápence. Toto chybějící teplo se opět dodává spalováním, takže přebytečné teplo kouřových plynů se zvýší o 630 kj na 1050 kj a celková spotřeba na množství 4450 + 1050 = 5500 kj. Skutečně dosahované průměry spotřeby tepla činí 5500 kj, výjimečně 5000 kj na 1 kg vápna.

Dále je znám způsob výroby reaktivního kusového vápna v · šachtové peci při nízké spotřebě tepla, který však neumožňuje regulovat jeho reaktivitu. Štěrkové, jemné a velmi jemné vápno lze z tohoto kusového vápna vyrobit jen drcením nebo mletím. Mleté reaktivní vápno má však velmi Špatné sypné vlastnosti, takže je nelze v některých případech dopravovat, skladovat a dávkovat.

211 806

211 806 .Uvedené nevýhody odstraňuje v podstatné míře předložený vynález, jehož předmětem je způsob výroby štěrkového,. práškového, jemného a .velmi jemného, vápna, při němž se do pece nebo šachty, vytápěné palivem a předehřátým spalovacím vzduchem, přivádí drcený nebo mletý vápenec. Podstatou vynálezu je, že se k rozkladu 65 až 85 % hmoty přiváděného vápence předává vápenci teplo v množství 2000 až 3000 kj/kg kysličníku vápenatého, a to v protiproudu, načež se k úplnému rozkladu vzniklého meziproduktu předává tomuto meziproduktu teplo v množství 1000 až 1500 J/kg kysličníku vápenatého, a to v souproudu. Podstatou vynálezu dále je, že se kouřovými plyny, vzniklými při úplném rozkladu· meziproduktu v souproudu, ohřívá 30 až 40 % hmotnostních z celkového množství spalovacího vzduchu.

Způsob výroby vápna podle vynálezu umožňuje dokončit výpal vápna při nízkých teplotách a současně - při nízké spotřebě tepla. Při částečném výpalu v protiproudu tvoří se oproti známým způsobům menší množství kouřových plynů, takže jejich teplo se spotřebuje na předehřátí vápence a odpadní teploty jsou nízké. Kouřové plyny z dokončovacího výpalu v souproudu mají teplotu dostatečně vysoíkou pro využití k předehřevu. vzduchu. Jejilch množství činí jen Část celkového množství, takže plocha, potřebná pro přenos tepla a tedy i potřebné zařízení je poměrně malé. Velmi jemné vápno, vyrobené způsobem podle vynálezu, má sypné vlastnosti, které nečiní potíže při dopravě,, dávkování a manipulaci s tímto druhem vápna. Lze velmi pružně regulovat reaktivitu vápna změnou teploty nebo dobou zdržení meziproduktu při dokončování výpalu.

K bližšímu osvětlení podstaty vynálezu se dále. uvádějí dva příklady provedení způsobu výroby vápna, který lze provádět v různých obměnách, zejména podle toho, jaká je kusovost vypalovaného vápence.

1. Při výrobě tzv. štěrkového vápna, tj. vápna o kusovosti 10 až 50 mm, se vsypává vápenec týchž rozměrů do šachty, kterou potom postupuje shora dolů vlivem vlastní tíže. V horní části šachty se vápenec přede.hřívá,, ve střední vypalováním částečně rozkládá a v dolní části se odebírá vyhrabovacím zařízením. Potom padá vápenec spojovacím skluzem do rotační pece. Po průchodu rotační pecí, kde se dokončí jeho výpal, vypadá z rotační pece přes plynotěsný uzávěr do chladiče. Palivo se přivádí do šachty několika obvodovými a středovými hořáky a do rotační pece hořákem, vedeným přes spojovací skluz šachty a pece. Použitý spalovací vzduch, předehřátý v chladiči a regenerátoru, se přivádí do spojovacího skluzu, kde se rozděluje ke. středovému hořáku, do kanálu k obvodovým hořákům a do rotační pece.

Tepelná bilance u toho příkladného provedení způsobu podle vynálezu je při přepočtu na 1 kg vápna následující: do šachty se přivádí 2500 kj, přičemž množství tepla v kouřových plynech odpovídá teplu potřebnému pro předehřev vápence. Dokončení výpalu v souproudu znamená další přívod tepla v množství 830 + 550 = 1380 kj. Z toho se využije 830 kj po dokončení výpalu a krytí ztrát teplala 550 kj slouží k dodání 420 kj pro předehřátí 38% hmotnostních spalovacího vzduchu. Zbývající 62 % množství spalovacího vzduchu se předehřívají běžným způsobem v chladiči vápna. Vzhledem k poměrně menšímu povrchu rotační pece sníží se ztráty tepla na 250 kj. Ztráty při zvyšování teploty spalovacího vzduchu se projeví jen vlivem účinnosti regenerátoru množstvím 130 kj. Výsledná spotřeba potom bude 3500 + 250 + 130 = 3880 kj. Činný průřez šachtových výměníku činí dvě třetiny, rotační pece jednu třetinu oproti známým provedením, protože při dodržení rychlosti plynů bylo sníženo jejich množství. Navíc jsou potřebné dva regenerátory na objem jedné třetiny celkového množství kouřových plynů. Pokud by se regenerátorů nepoužilo, projevil by se účinek jen ve zmenšení rozměrů a zvýšení reaktivity v důsledku souproudého výpalu a nedojde ke snížení spotřeby tepla.

2. Při výrobě velmi jemného vápna o zrnu menším než 0,1 mm nebo hrubšího práškového vápna o zrnu menším než 3 mm, případně při zrnitosti v rozsahu mezi těmito rozměry dávkuje se vápenec do šachty protiproudého výměníku, kde postupuje vlivem vlastní tíže proti proudu kouřových plynů. V horní části šachty se předehřívá, ve střední části dochází k částečnému rozkladu vypalováním a v dolní části se usazuje a padá do přestupního kanálu, jímž proudí spalné plyny. Jimi je vápenec unášen do šachty souproudého výpalu, jímž postupuje vzhůru vlivem odporu proudících horkých plynů. V této šachtě se dokončuje výpal v souproudu. Vypálený produkt se odlučuje z kouřových plynů v cyklonu. Odloučený prášek se dávkuje přes piynotěsný uzávěr do chladiče. Rozdělení tepla je obdobné jako v prvním příkladu, jsou však nižší ztráty pecním pláštěm, protože stabilní zařízení lze lépe tepelně izolovat. Palivo se přivádí jednak do dolní části protiproudého výměníku, a to nad jeho dolní usazovací část v množství 2500 kj na 1 kg vápna a dále do přestupního kanálu v množství 1230 kj na 1 kg vápna. Spalovací vzduch v množství 62 % se předehřívá v chladiči vápna a zbývajících 38 % vzduchu se předehřívá v regenerátoru kouřových plynů, odcházejících z cyklonu. Kouřové plyny mají na výstupu ze šachty protiproudého výměníku i z regenerátoru teplotu asi 100 °C. Zbytek prachu se odloučí v odlučovači a kouřové plyny se pak společně odsávají ventiláto211 808 rem do komína. Celková spotřeba tepla činí 3750 kj na 1 kg vápna. Mimo to, že se dobře využije dodané teplo, je výhodou způsobu výroby vápna podle vynálezu vysoký specifický výkon. Průřez obou proudových výměníků pro požadovaný výkon je dán maximální přípustnou rychlostí plynů. Protože při způsobu výroby vápna podle vynálezu se proud plynů dělí do každé šachty samostaně a oběma šachtami neproudí celé množství, jak je tomu u dosud prováděných způsobů, činí průřez protiproude šachty dvě třetiny a souproudé šachty jednu třetinu dosud užívaných šachet.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby vápna štěrkového, práškového, jemného a velmi jemného, při němž se do pece nebo šachty, vytápěné palivem a předehřátým spalovacím vzduchem, přivádí drcený nebo mletý vápenec, význačný tím, že se k rozkladu 65 až 85 % hmoty přiváděného vápence předává vápenci teplo v množství 2000 až 3000 kj/kg kysličníku vápenatého, a to v protiproudu, načež se k úplnému rozkladu vzniklého meziproduktu předává tomuto meziproduktu teplo v množství 1000 až 1500 kj/kg kysličníku vápenatého, a to v souproudu.
2. 2. Způsob podle bodu 1, význačný tím, že se kouřovými plyny, vzniklými při úplném rozkladu meziproduktu v souproudu, ohřívá 30 až 40 % hmotnostních z celkového množství spalovacího vzduchu.