CS276691B6

CS276691B6 - Recovery shaft furnace for lime and the like materials burning

Info

Publication number: CS276691B6
Application number: CS904188A
Authority: CS
Inventors: Jiri Filous; Jaroslav Ing Podmolik; Vitezslav Ing Dolezelik; Bozena Ing Pospisilova; Josef Ing Hopjan; Karel Voit
Original assignee: Prerovske Strojirny Np
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-07-15
Also published as: CS418890A3

Abstract

Jedná se o regenerační šachtovou pec na výpal vápna a podobných hmot, se dvěma stejnými šachtovými jednotkami (1, 2) v mistě přechodu pálicího pásma II do chladicího pásma III spojenými pTTmým centrálním spojovacím kanálem (3). Šachtová jednotka (1, se souproudem vypalovaného materiálu vzhledem k plynům a přiváděným palivem je vypalovací, druhá jednotka (2) s protiproudým postupem materiálu vzhledem k postupu plynů je regenerační. Po přepojeni mají funkci vyměněnou. V úrovni přímého centrálního spojovacího kanálu (3) jsou do stěn šachtových jednotek (1, 2) zabudovány spalovací komory (10) s přídavnými hořáky (11) pro přívod paliva, napojenými na jejich čelní a bočni stěny, tvarované tak, že do nich nevniká vypalovaný materiál, ale jen ohřátý chladicí vzduch. Palivo přiváděné přídavnými hořáky (11) zplynuje a vzniklé hořlavé plyny pronikají do vrstvy materiálu kde vyhoří,Mčimž zvyšuji jeho teplotu, a tim umožňuji výpal méně reaktivního a tvrdě páleného vápna. Spalovací komory (10) s přídavnými hořáky (11) jsou ve funkci vždy v regenerační protiproudé šachtové jednotce, takže zvýšeni teploty nastává až za spojovacím kanálem (3) a tim nedochází k jeho přehříváni.It is a regenerative shaft furnace for firing lime and similar masses with two with the same shaft units (1, 2) at the transition point of the firing zone II to cooling zone III connected by pTMm central connection channel (3). Manhole unit (1, with coaxial firing) material relative to gases and the fuel supplied is baking, the second counter-current unit (2) material relative to the process gas is regenerative. After the transfer they have replaced. Direct the central connection channel (3) are into the walls of the shaft units (1, 2) combustion chamber (10) with additional combustion fuel feed burners (11) connected to their front and side walls, shaped so that it does not penetrate fired material, but only heated cooling air. Additional fuel the burners (11) are gasified and formed flammable gases penetrate into the material layer where he shall burn up, and I will increase his temperature, thereby allowing less reactive firing and hard-burned lime. Combustion chamber (10) with additional burners (11) are always in regenerative function counter-current shaft unit, so the temperature rise only after the coupling channel (3), and thus does not overheated.

Description

Vynález se týká regenerační šachtové pece na výpal vápna a podobných hmot, tvořené dvěma šachtovými jednotkami, které jsou propojeny přímým centrálním spojovacím kanálem.The invention relates to a regeneration shaft kiln for firing lime and similar materials, formed by two shaft units which are connected by a direct central connecting channel.

Regenerační šachtová pec je jedním z nejrozšířenějších pecních agregátů na výpal vápna. Tento pecní systém umožňuje svým principem dosáhnout nízkou spotřebu tepla, která se téměř blíži teoreticky dosažitelné minimální hodnotě. Byla původně vyvinuta na kvalitní kapalné nebo plynné palivo a určena především na výpal měkkého vápna. V posledních létech byla však uzpůsobena i pro použití pevných paliv a pro výpal méně reaktivního nebo tvrdého vápna.The regenerative shaft kiln is one of the most widespread kiln aggregates for lime firing. This furnace system makes it possible, in principle, to achieve low heat consumption, which is almost close to the theoretically achievable minimum value. It was originally developed for high-quality liquid or gaseous fuel and is intended primarily for the firing of soft lime. In recent years, however, it has also been adapted for the use of solid fuels and for the firing of less reactive or hard lime.

Úprava pro umožněni výpalu tvrdého vápna spočívá v tom, že na rozhranni mezi pálicím a chladicím pásmem je zabudován přídavný hořák, kterým se zvyšuje teplota výpalu, a tím se dosáhne výpal méně reaktivního nebo tvrdého vápna. Přídavný hořák bývá v provozu obvykle vždy v šachtě pracující v protiproudu, takže zvýšení teploty nastává až za přímým centrálním spojovacím kanálem. Tím se zvyšuje výdržnost vyzdívky v tomto kanále a snižujesse nebezpečí jeho zalepeni.An arrangement to allow the firing of hard lime consists in that an additional burner is built in at the interface between the burning and cooling zone, which raises the firing temperature and thus results in the firing of less reactive or hard lime. In operation, the additional burner is usually always in a counter-current shaft, so that the temperature increase only occurs behind the direct central connecting channel. This increases the durability of the lining in this channel and reduces the risk of it sticking.

Přídavný hořák, popřípadě jejich větší počet, jsou však podle stávajících návrhů zabudovány ve stěně šachty a jsou ukryty ve vyzdívce, aby nebyly poškozeny shora dolů postupujícím zpracovávaným materiálem. Toto řešení vyhovuje hlavně pro použití plynného paliva. Při použití kapalného paliva, které je vstřikováno přímo do vrstvy materiálu, může nastat špatné rozprášení paliva a v důsledku toho místní přehřátí, tvorba nálepků a ucpávání hořáků. Zvlášt problematická je tato instalace přídavných hořáků při použití pevného paliva, kdy proud částic paliva naráží přímo na vrstvu zpracovávaného materiálu a neni zaručen dobrý odvod popalovin. Nebezpečí tvorby nálepků a epečenců v prostoru před hořáky a jejich ucpání je v tomto případě ještě větší.However, according to the existing designs, the additional burner, or a larger number thereof, are built into the wall of the shaft and are hidden in the lining so that they are not damaged by the material being processed from top to bottom. This solution is mainly suitable for the use of gaseous fuel. When using liquid fuel, which is injected directly into the layer of material, poor fuel atomization can occur and, as a result, local overheating, the formation of stickers and clogging of the burners. This installation of additional burners is particularly problematic when using solid fuel, where the flow of fuel particles impinges directly on the layer of material to be processed and good removal of burns is not guaranteed. The risk of creating stickers and fillets in the area in front of the burners and clogging them is even greater in this case.

Tyto nedostatky jsou u šachtové regenerační pece, sestávající ze dvou stejných jednotek, ve kterých zpracovávaný materiál prochází postupně pásmem předehřívacím, pálicím a chladicím, kdy šachtové jednotky jsou na rozhranni pálicího a chladicího pásma propojeny přímým centrálním spojovacím kanálem a pracuji střídavě jedna v souproudu a druhá v protiproudu, přičemž na konci pálicího pásma jsou zabudovány jeden nebo více přídavných hořáků, odstraněny tím, že u obou šachtových jednotek na úrovni přímého centrálního spojovacího kanálu jsou spalovací komory, do kterých nevniká zpracovávaný materiál a do kterých je hořáky přiváděno palivo. Hořáky jsou zaústěny do čelní stěny nebo do bočních stěn spalovacích komor. Pálicí pásmo šachtových jednotek může být vytvořeno spalovacími komorami těmito, které jsou středově zabudovány z obou stran šachtových jednotek a jsou výškově přesazeny navzájem.These shortcomings are in the shaft regeneration furnace, consisting of two identical units, in which the processed material passes successively through the preheating, burning and cooling zone, where the shaft units are connected at the interface of the burning and cooling zone by a direct central connecting channel and work alternately one in cocurrent and the other in countercurrent, one or more additional burners being installed at the end of the firing zone, removed by the fact that in both shaft units at the level of the direct central connecting channel there are combustion chambers into which the processed material does not enter and into which fuel is supplied by burners. The burners open into the front wall or into the side walls of the combustion chambers. The firing zone of the shaft units can be formed by combustion chambers which are built-in centrally on both sides of the shaft units and are offset in height from one another.

U řešení podle vynálezu je zajištěno spolehlivé spalování všech druhů paliv přiváděných do přídavných hořáků. Palivo se zavádí do prostoru bez zpracovávané suroviny, ve kterém dochází v případě kapalného a pevného paliva k jeho zplyněni a hořlavé plyny vstupuji do vrstvy zpracovávaného materiálu. Tím je zamezeno místní předehřívání, tvorba nálepků a ucpávání hořáků. De zaručen i dobrý odvod popelovin v případě spalování pevného paliva.The solution according to the invention ensures reliable combustion of all types of fuels fed to the auxiliary burners. The fuel is introduced into the space without the processed raw material, in which in the case of liquid and solid fuel it is gasified and flammable gases enter the layer of processed material. This prevents local preheating, sticking and clogging of the burners. Good ash removal is also guaranteed in case of solid fuel combustion.

Případné provedení šachtové pece regulační podle vynálezu je znázorněno na obr. 1, na obr. 2 je řez pecí podle roviny A-A na obr. 1 a na obr. 3 je další variabilní provedeni této pece podle vynálezu.An optional embodiment of a control shaft furnace according to the invention is shown in Fig. 1, Fig. 2 is a section of the furnace according to the plane A-A in Fig. 1 and Fig. 3 is another variable embodiment of this furnace according to the invention.

šachtová regenerační pec podle obr.lje tvořena dvěma šachtovými jednotkami 1 a 2. Obě tyto šachtové jednotky 1 a 2 jsou stejně provedeny a z hlediska zpracovávaného materiálu mají tři pásma, předehřívací I,’ pálicí II a chladicí III. Na rozhraní pálicího II a chladicího III pásma jsou šachtové jednotky 1 a 2 propojeny přímým centrálním spojovacím kanálem 3.The shaft regeneration furnace according to FIG. 1 consists of two shaft units 1 and 2. Both of these shaft units 1 and 2 are of the same design and, in terms of the material to be processed, have three zones, preheating I, burning II and cooling III. At the interface of the burning II and cooling III zones, the shaft units 1 and 2 are connected by a direct central connecting channel 3.

Šachtové jednotky pracuji střídavě, jedna v souproudu v režimu pálení a druhá v protiproudu v režimu regenerace. Na obr. 1 šachtová jednotka JL pracuje v souproudu a šachtová jednotak 2 v protiproudu, Do šachtové jednotky £ vstupuje spalovací vzduch pomocí dmy* ·The shaft units work alternately, one in cocurrent in firing mode and the other in countercurrent in regeneration mode. In Fig. 1, the shaft unit JL operates in cocurrent and the shaft unit 2 in countercurrent. Combustion air enters the shaft unit 6 by means of a smoke * ·

CS 276 691 B6 2 chadla 7, který se předehřívá v regenerační vrstvě materiálu, která byla předehřátá v předchozí regenerační fázi provozu. Předehřátý vzduch spolu s materiálem předehřátým na teplotu kalcinace vstupuje do pálicího pásma II, do kterého se přivádí také palivo hořákovým systémem 9. Teplo uvolněné spálením paliva ss využívá ke kalcinaci suroviny. Zkalcínovaný materiál potom prochází chladicím pásmem III, vs kterém se ochlazuje chladicímvzduchem dodávaným dmychadlem 5 a je odebírán výhrabem 4. Předehřátý chladicí vzduch spolu s horkými odpadními plyny z pálicího pásma II je odtahován spojovacím kanálem 3 do druhé Šachtové jednotky 2. Směs odpadních plynů a chladicího vzduchu potom prochází šachtovou jednotkou 2 nahoru v protiproudu k materiálu procházejícímu shora dolů a předává mu teplo. Vysoký tepelný obsah plynů postačuje k vlastnímu předehřevu suroviny a k ohřevu regenerační vrstvy materiálu. V šachtové jednotce 2 se v této fázi provozu nespaluje palivo. Ochlazené plyny jsou odtahovány zs šachtové jednotky ventilátorem 6. V další fázi provozu se funkce obou šachtových jednotek vymění, šachtová jednotka 2 nyni pracuje . v protiproudu k režimu regenerace, šachtová jednotka 2 v souproudu v režimu pálení. Vypálený materiál ae odtahuje současně z obou šachtových jednotek, do obou šachtových jednotek se současně také vhání zespodu chladicí vzduch. Čerstvá surovina se podává v době přestavby režimu přídělem 8 do šachtové jednotky, která bude pracovat v protiproudu.CS 276 691 B6 2 of a handle 7 which is preheated in a regeneration layer of material which has been preheated in a previous regeneration phase of operation. The preheated air together with the material preheated to the calcination temperature enters the combustion zone II, into which the fuel is also supplied by the burner system 9. The heat released by the combustion of the fuel ss is used to calculate the raw material. The calcined material then passes through a cooling zone III, in which it is cooled by the cooling air supplied by the blower 5 and is removed by a bore 4. The preheated cooling air together with hot waste gases from the combustion zone II is drawn through a connecting channel 3 to the second shaft unit 2. of air then passes through the shaft unit 2 upwards in countercurrent to the material passing from top to bottom and transfers heat to it. The high heat content of the gases is sufficient to preheat the raw material and to heat the regeneration layer of the material. The shaft unit 2 does not burn fuel at this stage of operation. The cooled gases are drawn from the shaft unit by the fan 6. In the next phase of operation, the functions of both shaft units are exchanged, shaft unit 2 is now working. in countercurrent to regeneration mode, shaft unit 2 in countercurrent in firing mode. The fired material ae is drawn from both shaft units at the same time, and cooling air is blown into the two shaft units at the same time. At the time of the conversion of the regime, the fresh raw material is fed by allotment 8 to the shaft unit, which will operate in countercurrent.

Pro zajištění výpalu tvrdého vápna jsou v obou šachtových jednotkách 2 a 2 zabudovány přídavné hořáky 11 na rozhranní pálicího II a chladicího III pásma, v úrovni spojovacího kanálu 3. Hořáky jsou zabudovány do spalovacích komor 10, Vytvarovaných tak, aby v nich byl vytvořen spalovací prostor pro spalování a zplyňováni hořáky přiváděného paliva, ale aby do něho nemohl vnikat zpracovávaný materiál. V důsledku menšího vzduchotechnického odporu do tohoto prostoru proniká ohřátý chladiči vzduch. Palivo přiváděné hořáky 11 zavedenými do spalovací komory JLO, jak je patrno na obr. 2, zplyňuje a vzniklé hořlavé plyny pak pronikají do vrstvy materiálu, kde dohořívaji a zvyšují teplotu vypalovaného materiálu. Toto zvýšení vypalovací teploty umožňuje výrobu méně reaktivního tvrdě páleného vápna.To ensure the burning of hard lime, additional burners 11 are built into both shaft units 2 and 2 at the interface of the burning II and cooling zone III, at the level of the connecting channel 3. The burners are built into combustion chambers 10 shaped to form a combustion chamber. for combustion and gasification by the burners of the supplied fuel, but so that the processed material cannot penetrate into it. Due to the lower ventilation resistance, heated radiator air penetrates into this space. The fuel supplied by the burners 11 introduced into the combustion chamber JLO, as can be seen in Fig. 2, gasifies and the resulting combustible gases then penetrate into the layer of material, where they burn and increase the temperature of the fired material. This increase in firing temperature allows the production of less reactive hard-burnt lime.

Protože palivo není vstřikováno nebo vnášeno přímo do vrstvy materiálu, zvláště V případě kapalného paliva a pevného se snižuje nebezpečí místního přehřátí a následné tvorby nálepků. 3e zaručen dobrý odvod popelovin při spalování pevného paliva. 3e tím také snížena možnost ucpáváni hořáků, což vše zvyšuje provozní spolehlivost pece.Because the fuel is not injected or introduced directly into the layer of material, especially in the case of liquid and solid fuel, the risk of local overheating and subsequent sticker formation is reduced. 3e good ash removal is guaranteed when burning solid fuel. This also reduces the possibility of clogging the burners, which all increases the operational reliability of the furnace.

Množství paliva přiváděného do přídavných hořáků 11 je maximálně asi 10 % z celkového spalovaného množství. Palivo se přivádí vždy do šachtové jednotky, pracující v protiproudu v režimu regenerace. Zvýšení vypalovací teploty nastává až za spojovacím kanálem v šachtě pracující v protiproudu, takže spojovací kanál 3 není namáhán vyššími teplotami, což přispívá ke zlepšení výdržnosti jeho vyzdívky.The amount of fuel fed to the auxiliary burners 11 is at most about 10% of the total amount burned. The fuel is always fed to the shaft unit, operating in countercurrent in regeneration mode. The increase of the firing temperature occurs only behind the connecting channel in the counter-current shaft, so that the connecting channel 3 is not stressed by higher temperatures, which contributes to improving the durability of its lining.

Vlastni přídavné hořáky 11 mohou být zabudovány do spalovací komory 10 buň z její čelní strany, nebo do bočních stěn, jak je to znázorněno na obr. 2. Počet hořáků je dán velikostí pece a požadavkem na dobré rozdělení paliva do celého průřezu šachty.The additional burners 11 themselves can be built into the combustion chamber 10 of the cells from its front side or into the side walls, as shown in Fig. 2. The number of burners is determined by the size of the furnace and the requirement for good fuel distribution throughout the shaft.

Na obr. 3 je znázorněno alternativní provedeni šachtové pece podle vynálezu. Šachtové jednotky 2 a 2 máji v tomto případě pálicí pásmo II vytvořené z několika spalovacích komor 12, které jsou střídavě zabudovány z obou stran šachty a navzájem výškově přesazeny. Do kažďé ze spalovacích komor 12 je zaváděno palivo hořáky 9. Množství paliva přiváděné do jednotlivých spalovacích komor 12 je dáno technologickými požadavky na výrobek. Obě šachtové jednotky jsou propojeny na rozhranní mezi pálicím II a chladicím III pásmem přímým spojovacím kanálem 3.Fig. 3 shows an alternative embodiment of a shaft furnace according to the invention. The shaft units 2 and 2 in this case have a firing zone II formed of several combustion chambers 12, which are alternately installed on both sides of the shaft and offset from each other in height. Fuel is introduced into each of the combustion chambers 12 by burners 9. The amount of fuel supplied to the individual combustion chambers 12 is determined by the technological requirements of the product. Both shaft units are connected at the interface between the firing II and the cooling zone III by a direct connecting channel 3.

Způsob práce této pece js obdobný, jak bylo popsáno výšs u provedeni podle obr. 1. Obě šachtové jednotky pracuji střídavě., jedna v souproudu vs funkci pálení a druhá v protiproudu ve funkci regenerace.The method of operation of this furnace is similar to that described above in the embodiment according to Fig. 1. Both shaft units operate alternately, one in cocurrent vs. firing function and the other in countercurrent in regeneration function.

Pro umožnění tvrdého výpalu jsou v úrovni spojovacího kanálu 3 zabudovány přídavné hořáky 11, a to ďo spalovacích komor 10, které jsou tvarovány obdobně, jako u provedeni podle obr. 1, aby měly prostor pro zplyňování paliva bez zpracovávané suroviny. Tyto komo4To enable hard firing, additional burners 11 are built in at the level of the connecting channel 3, namely combustion chambers 10, which are shaped similarly to the embodiment according to FIG. These komo4

CS 276 691 B6 ry umožňují spalování všech druhů paliva za stejných podmínek a se stejnými přednostmi, jak je uvedeno výše.CS 276 691 B6 allow the combustion of all types of fuel under the same conditions and with the same advantages as mentioned above.

Řešením regenerační pece podle tohoto vynálezu se dosáhne tvrdě pálené vápno, použitím přídavných hořáků umístěných tak, že se zamezí místnímu přehříváni, tvorbě nálepků a ucpávání hořáků. Jejich umístěním nedochází ke snížení výdržnosti vyzdívky ve spojovacím kanálu. Toto vše přispívá ke zvýšení provozní spolehlivosti celého zařízeni, a tím k prodlouženi provozního využití pece.The solution of the regeneration kiln according to the invention achieves hard-burnt lime, using additional burners positioned so as to prevent local overheating, the formation of stickers and clogging of the burners. Their placement does not reduce the durability of the lining in the connecting channel. All this contributes to increasing the operational reliability of the entire device, and thus to extending the operational use of the furnace.

Claims

PATENT CLAIMS

A regeneration shaft kiln for firing lime and similar materials, which consists of two identical shaft units in which the material to be processed passes successively through a preheating, burning and cooling zone, the two shaft units at the interface of the burning and cooling zones being connected by a direct central connecting channel; they operate alternately one cocurrently and the other countercurrently, one or more additional burners being installed at the end of the firing zone, characterized in that combustion chambers (10) are located at both shaft units (1, 2) at the level of the direct central connecting channel (3). with a combustion chamber into which the material to be processed does not enter and into which fuel is supplied by additional burners (11).

2. Regenerative shaft furnace according to point 1; characterized in that the additional burners (11) open into the front wall of the combustion chamber (10).

3. Regeneration furnace according to claim 1, characterized in that the additional burners (11) open into the side walls of the combustion chamber (10).

4. Regenerative shaft furnace according to items 1 to 3, characterized in that the firing zone (II) of the shaft units (1, 2) is formed by combustion chambers (12) which are alternately installed on both sides of the shaft units (1, 2). and are height-shifted relative to each other.