CS211806B1

CS211806B1 - Method of making the lime

Info

Publication number: CS211806B1
Application number: CS196476A
Authority: CS
Inventors: Alois Stefl; Oldrich Gabriel
Original assignee: Alois Stefl; Oldrich Gabriel
Priority date: 1976-03-26
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1982-02-26

Description

Vynález se týká způsobu výroby štěrkového, práškového, jemného’ a velmi jemného vápna, který řeší úsporu tepla při jeho výrobě.The invention relates to a process for the production of gravel, powder, fine and very fine lime, which solves the heat savings in its production.

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.Methods are known for the production of gravel and powdered lime in a rotary kiln, where the limestone is preheated in a shaft exchanger by the waste heat from the rotary kiln, in which it is then fired to lime. Then the lime is cooled and cooling air is used for combustion in the furnace. These methods are disadvantageous for the relatively high heat consumption, which is due to the fact that the lime does not have enough heat to preheat the combustion air to the limestone decomposition temperature and, on the other hand, the limestone cannot absorb the heat of the flue gases. The outgoing flue gases therefore have a relatively high temperature at the exit of the preheater, but this is not sufficient for the heat to be used economically. This disadvantage is particularly severe when there is a demand for increased reactivity of the lime and a reduced content of residual carbon dioxide in the lime.

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.For the production of 1 kg of lime by total decomposition of pure limestone, 3000 kj is theoretically needed. Considering the kiln jacket losses of 170 kj and utilizing the flue gas heat to preheat the limestone, in the known methods of firing gravel, powder, fine or very fine lime, the heat consumption is 3500 kj. The flue gas heat is 2100 kj, but limestone is only able to remove 1750 kj to preheat to decomposition temperature. In the flue gases, the excess heat is 150 kj (above 100 ° C). However, in a rotary kiln, the jacket heat loss is up to 840 kj in a zone where the process temperature is higher than the decomposition temperature. These losses are covered by the heat of combustion, so that flue gases are again generated. The increase in heat loss is therefore 680 kj and 270 kj escapes in addition to the flue gases. Based on this, the total consumption of 3500 + 680 -I-270 = 4450 kj appears and the heat in the flue gases above 100 ° C is 420 kj. Further, when the combustion air is preheated, only the heat-cooled lime reaches air temperatures of about 570 ° C and lacks 430 kJ for the air temperature to reach the limestone decomposition temperature. This lack of heat is again supplied by combustion, so that the excess heat of the flue gas is increased by 630 kj to 1050 kj and the total consumption to 4450 + 1050 = 5500 kj. The actual heat consumption averages are 5500 kj, exceptionally 5000 kj per kg of lime.

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.Furthermore, a process for producing reactive lime in a shaft furnace at low heat consumption is known, but which does not allow its reactivity to be controlled. Gravel, fine and very fine lime can only be made from this lump by crushing or grinding. However, ground reactive lime has very poor flow properties, so in some cases it cannot be transported, stored and dosed.

211 806211 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.The aforementioned drawbacks are substantially eliminated by the present invention, the object of which is a method for producing gravel. pulverized, fine and ultra-fine lime, in which crushed or ground limestone is fed to a furnace or shaft heated by fuel and preheated combustion air. It is an object of the invention to heat up to about 2,000 to 3,000 kJ / kg of calcium oxide in countercurrent to decompose 65-85% of the mass of the lime to be supplied, then to provide a total decomposition of the resulting intermediate of about 1000 to 1500 J / kg of calcium oxide in co-current. It is a further object of the present invention to heat 30-40% by weight of the total amount of combustion air with the flue gases produced in total decomposition of the intermediate product in co-current.

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.The lime production process according to the invention makes it possible to complete lime firing at low temperatures and at the same time - at a low heat consumption. With partial firing in countercurrent, smaller amounts of flue gas are formed than known methods, so that their heat is consumed to preheat the limestone and the waste temperatures are low. The flue gases from the co-stream finishing have a temperature high enough to be used for preheating. air. Its amount is only a part of the total amount, so that the area required for heat transfer and hence the required equipment is relatively small. The very fine lime produced by the process according to the invention has flow properties which do not cause difficulties in the transport, dosing and handling of this type of lime. The reactivity of the lime can be very flexibly controlled by changing the temperature or the residence time of the intermediate during the firing completion.

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.To further elucidate the essence of the invention, the following is described below. disclose two exemplary embodiments of a method for producing lime that can be carried out in various variations, particularly depending on the lumpiness of the calcined limestone.

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.1. In the production of so-called gravel lime, ie lime with a lump of 10 to 50 mm, limestone of the same size is poured into the shaft, which is then passed from top to bottom due to gravity. In the upper part of the shaft, the limestone is preheated, in the middle by burning it partially decomposes and in the lower part it is removed by a digging device. Then the limestone falls through the connecting chute into the rotary kiln. After passing through the rotary kiln, where its firing is completed, it looks from the rotary kiln through a gas-tight cap to the cooler. The fuel is supplied to the shaft by several peripheral and central burners and to the rotary kiln by a burner, guided through the connecting chute of the shaft and the furnace. The combustion air used, preheated in the cooler and regenerator, is fed to the connecting chute where it is distributed to. a central burner, a channel to the peripheral burners, and a rotary kiln.

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.The heat balance of the exemplary embodiment of the method according to the invention, when converted to 1 kg of lime, is as follows: 2500 kJ are supplied to the shaft, the amount of heat in the flue gases corresponding to the heat required for preheating the limestone. Completion of co-firing means an additional heat input of 830 + 550 = 1380 kj. Of this, 830 kj is used after the firing is complete and the heat loss cover of 550 kj is used to supply 420 kj to preheat 38% by weight of combustion air. The remaining 62% of the amount of combustion air is preheated in a conventional lime cooler. Due to the relatively smaller surface of the rotary kiln, the heat loss is reduced to 250 kj. The losses in the combustion air temperature increase are reflected only by the regenerator efficiency of 130 kj. The resulting consumption will then be 3500 + 250 + 130 = 3880 kj. The working cross-section of the shaft heat exchangers is two-thirds and the rotary kilns are one-third of the known embodiments, since the amount of gas has been reduced by maintaining the gas velocity. In addition, two regenerators are required for a volume of one third of the total amount of flue gas. If the regenerators were not used, the effect would only be to reduce the dimensions and increase the reactivity due to the co-fired firing and there would be no reduction in heat consumption.

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.2. In the production of very fine lime with a grain size less than 0.1 mm or coarser powdered lime with a grain size less than 3 mm, or with a grain size between these dimensions, the limestone is metered into the shaft of the counterflow exchanger. of gases. It is preheated in the upper part of the shaft, in the middle part it is partially decomposed by firing and in the lower part it settles and falls into the transfer channel through which the combustion gases flow. Through them, the limestone is entrained into the shaft of co-current firing through which it moves upwards due to the resistance of the flowing hot gases. In this shaft, firing in co-current is completed. The fired product is separated from the flue gases in a cyclone. The separated powder is dispensed through a leakproof cap into the cooler. The heat distribution is similar to the first example, but the furnace jacket losses are lower because a stable device can be better insulated. The fuel is supplied to the lower part of the countercurrent exchanger above its lower settling part in the amount of 2500 kj per kg of lime and to the transfer channel in the amount of 1230 kj per kg of lime. 62% of the combustion air is preheated in the lime cooler and the remaining 38% of the air is preheated in the flue gas regenerator leaving the cyclone. The flue gases have a temperature of about 100 ° C at the outlet of the counterflow exchanger shaft and the regenerator. The remainder of the dust is collected in a separator and the flue gases are then sucked together by the ventilator 808 into the chimney. The total heat consumption is 3750 kj per kg of lime. In addition to utilizing the supplied heat well, the advantage of the lime production process of the invention is its high specific performance. The cross-section of both heat exchangers for the required output is given by the maximum permissible gas velocity. Since in the lime production process according to the invention, the gas stream is separated into each shaft separately and does not flow through the two shafts as is the case with the methods carried out so far, the cross-sectional area of the shaft countercurrent is two thirds.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A process for the production of gravel, powder, fine and very fine lime, comprising crushed or ground limestone, characterized in that 65-85% by weight of the lime mass to be supplied is passed to a furnace or shaft heated by fuel and preheated combustion air. limestone heat in an amount of 2000 to 3000 kJ / kg of calcium oxide, in countercurrent flow, and to the complete decomposition of the formed intermediate, heat of 1000 to 1500 kj / kg of calcium oxide is transferred to the intermediate product in co-current.

2. The process according to claim 1, characterized in that the flue gases produced by total decomposition of the intermediate product in co-current are heated to 30 to 40% by weight of the total amount of combustion air.