EA003894B1 - Способ обжига карбонатсодержащего материала - Google Patents
Способ обжига карбонатсодержащего материала Download PDFInfo
- Publication number
- EA003894B1 EA003894B1 EA200100339A EA200100339A EA003894B1 EA 003894 B1 EA003894 B1 EA 003894B1 EA 200100339 A EA200100339 A EA 200100339A EA 200100339 A EA200100339 A EA 200100339A EA 003894 B1 EA003894 B1 EA 003894B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- shaft
- burning
- kiln
- combustion
- zone
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 91
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 32
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 19
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B1/00—Combustion apparatus using only lump fuel
- F23B1/30—Combustion apparatus using only lump fuel characterised by the form of combustion chamber
- F23B1/36—Combustion apparatus using only lump fuel characterised by the form of combustion chamber shaft-type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/24—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a vertical, substantially cylindrical, combustion chamber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Bakery Products And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
В способе обжига карбонатсодержащего материала в шахтной обжиговой печи, при котором материал движется по шахтной печи под действием сил тяжести в противоточном направлении по отношению к охлаждающему воздуху и воздуху горения по шахтной печи, подачу топлива осуществляют посредством нескольких трубок сгорания, проходящих через стенку шахты, которые перемещают в камере шахты перпендикулярно ее стенке для выбора положения их отверстий таким образом, что отдельные факелы пламени, формирующиеся на трубках сгорания, вместе образуют область пламени, которая распространена, по меньшей мере, приблизительно по всему сечению шахты, при этом используют обжигаемый материал с размером зерен в диапазоне от 5 до 70 мм. При ограничении размера зерен и времени обработки в результате такой подачи топлива можно достичь высоких температур обжига, подходящих даже для сильного обжига, без какого-либо спекания гранулированного обжигаемого материала.
Description
Изобретение относится к способу обжига карбонатсодержащего материала в шахтной обжиговой печи с перемещением под действием силы тяжести через зону предварительного нагрева, по меньшей мере одну зону обжига и зону охлаждения к устройству выгрузки, причем подачу топлива в зону обжига или смежную с ней осуществляют посредством нескольких трубок сгорания, пропущенных через стенку шахты, а воздух горения подают под повышенным давлением в качестве охлаждающего воздуха.
В частности, при обжиге мелкозернистого материала, т. е. в случае, когда значительная часть материала, подлежащего обжигу, имеет размер зерен меньше 30 мм, возникает проблема равномерной подачи к материалу необходимого количества тепла таким образом, чтобы каждое зерно можно было обжечь до его сердцевины без спекания зерен в результате местного перегрева и без образования твердых пробок в шахтной обжиговой печи. Эта проблема особенно очевидна, когда требуются более высокие степени обжига, выходящие за пределы слабообожженных продуктов.
Для мелкозернистого обжигаемого материала и для равномерности обжига и, следовательно, для качества продукта больше всего подходит использование барабанных печей, т. к. интенсивная циркуляция материала обеспечивает хорошую и равномерную передачу тепла каждому зерну или частице. Однако, недостаток заключается в том, что у них очень сложная и дорогостоящая конструкция и, соответственно, высокие капиталовложения следует также добавить к высоким эксплуатационным расходам, обусловленным значительным износом и большими тепловыми потерями из-за излучения и отходящих газов, что особенно заметно при использовании повышенных температур, таких, которые необходимы для более высоких степеней обжига или продуктов другого качества, таких как среднеобожженные, сильнообожженные и спеченные продукты.
Другой способ равномерной подачи к обжигаемому продукту количества тепла, необходимого для целей обжига, состоит из добавления топлива, т. е. металлургического кокса, к обжигаемому продукту в печах смешанного сжигания. Однако обжиговые печи смешанного сжигания не подходят для мелкозернистого обжигаемого материала. Они также страдают серьезным недостатком благодаря золе, появляющейся в результате сгорания кокса, которая остается в полностью обожженном продукте и, соответственно, приводит к получению серого продукта более низкого качества.
Энергосбережение происходит в результате использования многошахтных печей, основанных на регенеративных способах с параллельными потоками, использующих так называемые обжиговые печи ΜΆΕΚΖ. В такие обжи говые печи топливо подают при помощи трубок сгорания, погруженных в подвешенном положении в обжигаемый материал и равномерно распределенных по поперечному сечению шахты в зоне загрузки шахты. Однако, такие известные обжиговые печи подходят только для слабообожженных продуктов.
В патенте США 5460517 описана возможность обжига мелкозернистого обжигаемого материала посредством распределения по конкретному размеру зерен во время загрузки обжиговой печи и в сочетании с особой конструкцией камер шахты.
Если в зону обжига шахтной обжиговой печи нужно было подавать количества топлива, подходящие для получения сильнообожженных продуктов, чтобы достичь необходимые температуры обжига, то в связи с этим до настоящего времени возникали непреодолимые проблемы, связанные с достижением равномерного распределения температур по всему поперечному сечению шахты и, в частности, с предотвращением спекания обжигаемого материала в результате местного перегревания.
В патенте США 4094629 предлагается уменьшить ширину поперечного сечения шахты за счет ее кольцеобразной конструкции и разместить дополнительные горелочные отверстия в полученной внутренней стенке. Таким образом, можно достичь равномерного движения обжигаемого материала вниз под действием сил тяжести без распределения потока материала в шахте при помощи приспособлений.
Приспособления в форме горелочных опор, похожих на стержни, описаны в патенте ОВ-А-111746, причем они в результате получения, к примеру, в каждом случае двадцати охлаждаемых жидкостью горелок имеют относительно широкое поперечное сечение и соответственно вызывают значительное уменьшение полезного сечения обжиговой печи, связанное с риском местного блокирования обжигаемого материала, перемещаемого под действием силы тяжести.
Обобщенное описание различных способов обжига, включая вышеупомянутый обжиг в регенеративных многошахтных обжиговых печах, появилось в руководстве Химия и технология извести и известняка, Роберт С. Бинтон, второе издание, 1987 (СйетШгу апб Тесйпо1оду о£ Ыте апб ЫтеЧопе. РоЬеП Б. Вуп1оп, кееопб ебйюп, 1987.)
Целью изобретения является отыскание способа типа вышеупомянутого, чтобы иметь возможность обжигать, в частности, мелкозернистый обжигаемый материал с различными степенями обжига и до экономичного способа пережога в шахтной обжиговой печи так, чтобы получать продукт высокого качества.
Согласно изобретению эту проблему решают способом типа вышеупомянутого, который отличается тем, что подачу топлива произ водят посредством многочисленных трубок сгорания, которые выполнены с возможностью перемещения в камере шахты и расположения перпендикулярно стенке шахты путем выбора положения их отверстий таким образом, что отдельные факелы пламени, образующиеся на трубках, вместе образуют область пламени, которая распространена по меньшей мере приблизительно по всему сечению шахты.
Поскольку каждая трубка сгорания предпочтительно предназначена для образования только одного единственного факела пламени, то по сравнению с горелочными опорами, имеющими многочисленные горелки, она имеет ограниченное сечение и, соответственно, приводит только к незначительному влиянию на поток обжигаемого материала. С удивлением было обнаружено, что трубки сгорания все-таки имеют адекватный предел прочности на изгиб для того, чтобы амортизировать давление гранулированного обжигаемого материала, текущего вокруг них. Размер зерен обжигаемого материала предпочтительно ограничен 70 мм.
Вследствие продления каждой трубки сгорания перпендикулярно стенке шахты обеспечивают отсутствие образования зазора между указанной трубкой и стенкой шахты, в котором мог бы собираться обжигаемый материал. Местное сужение сечения шахты из-за выступающих внутрь трубок сгорания можно уменьшить путем размещения трубок сгорания в нескольких перекрывающихся плоскостях, смещенных по окружности так, чтобы подавать необходимое количество топлива, распределяя его по нескольким плоскостям шахты.
Краткое описание чертежей
Следующие преимущества способа, составляющие сущность изобретения вместе с формулой изобретения, могут быть пояснены нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами, на которых изображено:
фиг. 1 - схематичное осевое сечение одношахтной обжиговой печи с выступающими внутрь шахты, прерывающимися в трех плоскостях трубками сгорания;
фиг. 2 - обжиговая одношахтная печь, как на фиг. 1, но с теплообменными трубками, расположенными в шахте;
фиг. 3 - поперечное сечение обжиговой печи, изображенной на фиг. 1 или 2, в окрестности верхней плоскости размещения трубок сгорания, не в масштабе.
фиг. 4 - поперечное сечение обжиговой печи, изображенной на фиг. 1 или 2, в окрестности центральной плоскости размещения трубок сгорания;
фиг. 5 - поперечное сечение обжиговой печи, изображенной на фиг. 1 или 2, в окрестности нижней плоскости размещения трубок сгорания;
фиг. 6 - график радиальных распределений температур по соответствующей ширине сечения шахты;
фиг. 7-9 - поперечные сечения трубок сгорания, установленных в шахтной обжиговой печи для порошкообразного, жидкого или газообразного видов топлива;
фиг. 10 - график распределения температур по вертикали шахтной обжиговой печи, как на фиг. 1, с подачей топлива для слабого обжига в три плоскости обжига;
фиг. 11 - график, соответствующий фиг. 10, но в обжиговой печи, согласно фиг. 2;
фиг. 12 - график распределения температур по вертикали шахтной обжиговой печи согласно фиг. 1 с подачей топлива для сильного обжига в одну плоскость обжига;
фиг. 13 - график, соответствующий фиг. 12, но в обжиговой печи, согласно фиг. 2;
фиг. 14 - многошахтная обжиговая печь в соответствии с регенеративным способом с подвешенными и расположенными в поперечном направлении трубками сгорания;
фиг. 15 - многошахтная обжиговая печь в соответствии с регенеративным способом и трубками сгорания, расположенными только в поперечном направлении;
фиг. 16 - многошахтная обжиговая печь, в соответствии с регенеративным способом, трубками сгорания, расположенными только в поперечном направлении, и теплообменными трубками, размещенными в верхних зонах шахты.
Подробное описание предпочтительного варианта выполнения изобретения
Одношахтная обжиговая печь, показанная в продольном сечении на фиг. 1, ориентирована вертикально и имеет камеру 2 шахты постоянного сечения по меньшей мере в ее продольных областях, значимых с точки зрения технологии процесса; это сечение может быть, например, круглым, эллиптическим или многоугольным. В примере, относящемся к виду его сечения на фиг. 2-4, сечение кольцевое, с наружной стальной стенкой 3, которая из-за необходимости высоких температур процесса имеет на внутренней поверхности по меньшей мере один выполненный из кирпича слой 4 огнеупорной футеровки.
Высоту шахты 2 обжиговой печи определяют по времени обработки подлежащего обжигу материала в сочетании с установлением скорости транспортировки посредством устройства 5 разгрузки. Это время обработки распределено между верхней зоной 7 предварительного нагрева, соединенной с зоной 6 загрузки, расположенными ниже зоной 8 обжига и зоной 9 охлаждения, доходящей до устройства 5 разгрузки.
Подача газообразного, жидкого или порошкообразного топлива, предпочтительно вместе с первичным воздухом горения, происходит посредством многочисленных трубок 13 сгорания, расположенных в одной или более плоскостях с 10 по 12 и проходящих через стенку 3, 4 шахты в камеру 2 шахты.
Благодаря возможности ручного осевого перемещения трубок сгорания в насыпном материале перпендикулярно стенке 3, 4 шахты, облицованной кирпичом, можно устанавливать отверстия 14 и, следовательно, факелы пламени, образуемые возле них, систематически или на основе измерений температуры с использованием зондов, распределенных по всему сечению шахты, таким образом, что температура обжига в рассматриваемой плоскости шахты является по существу равномерной. Такое равномерное распределение температур показано на графике фиг. 6 прямолинейной траекторией центральной линии 15. По сравнению с этим, в случае размещения отверстий 14 трубок вровень с внутренней частью стенки 3, 4 шахты, температурный профиль уменьшился бы по направлению к центру шахты в соответствии с кривой 16, вызывая отличающиеся степени обжига материала. Температуры в окрестности стенок шахты были бы слишком высокими с опасностью спекания, а в центре шахты - слишком низкие и даже ниже минимальной температуры обжига, изображаемой кривой 17. Радиальные положения, которые можно вывести на абсциссе графика, являются всего лишь относительными и не связаны с конкретным диаметром шахты. Однако, диаметр шахты можно соотнести с радиусом, равным 1, хотя можно реализовать и большие размеры шахты, например с диаметром, равным 3 или 4 м.
Из-за высоких температур в камере 8 обжига по меньшей мере трубки 13 сгорания, предназначенные для размещения с внедрением глубоко в шахту 2, снабжены окружающей трубу 18 сгорания охлаждающей рубашкой 19, которая снабжена соединительными элементами 20, 21 для перехода охлаждающей текучей среды. В трубках 13 сгорания, в которых предполагаются более низкие термические напряжения, вместо охлаждающей рубашки можно использовать жаростойкий материал для конкретной зоны трубки. Это снижает количество рассеянного через охлаждающую среду тепла.
Труба 18 сгорания имеет соединительный элемент 22 для подачи первичного воздуха горения. К задней части трубки 13 сгорания подведена топливная труба 23, 24 или 25, идущая равноосно с ней и, которая в зависимости от природы используемого топлива может иметь разную конструкцию. В случае применения порошкообразного топлива топливопровод выполняют в виде короткого соединительного элемента 23, как показано на фиг. 7. Для жидких и газообразных видов топлива топливопровод 24 или 25 вытянут практически до отверстия 14 трубки 13 сгорания для того, чтобы там производить смешивание с первичным воздухом горения, втекающим в окружающий кольцевой канал 26.
Проход трубок 13 сгорания через стенку 3, 4 шахты выполнен с возможностью перемещения, но герметичен по отношению к избыточ ному давлению в обжиговой печи, и в каждом случае защищен коробообразным прокладочным уплотнением 28, соединенным снаружи с отверстием 27 в стене.
Фиг. 3-5 иллюстрируют различное угловое размещение трубок 13 сгорания в трех плоскостях таким образом, что трубки сгорания смещены под углом по отношению к трубкам сгорания, находящимся в другой плоскости. В результате различных положений установки трубок 13 сгорания, приведенных в качестве примеров на чертеже, относительно различных плоскостей 10, 11 и 12 обжига, даже в случае образования маленького факела пламени наблюдается достаточно существенное перекрывание сечения шахты этими факелами пламени, образующимися у каждого из отверстий 14. Размер этих факелов пламени определяется несколькими факторами, т. е. количеством топлива, количеством первичного и вторичного воздуха горения и размером зерен обжигаемого материала. Маленький размер зерен приводит к более плотной упаковке сыпучего материала и, следовательно, к пониженному распространению пламени. Однако, ограничение размера зерен до диапазона предпочтительно меньше 70 мм имеет преимущество в снижении механических напряжений трубок 13 сгорания, выступающих внутрь в поперечном направлении по отношению к текущему сыпучему материалу, и преимущество в небольшом, регулируемом времени обработки с тем, чтобы коротким временем обработки можно было предотвратить спекание обжигаемого материала. Для равномерной степени обжига распределение размеров зерен должно находиться внутри по возможности наименьшего диапазона.
Если нужно осуществить способ с обжигаемым материалом, у которого размер зерен значительно выше максимального размера зерен, равного 70 мм, тогда можно предпринять особые меры, которые предотвращают перегрузку или перенапряжение трубок 13 сгорания, глубоко вдающихся внутрь шахты 2. Например, отдельную трубку сгорания можно поддерживать наподобие подвижного стержня с точкой измерения усилия, находящейся снаружи стенки 3 шахты и с устройством для создания механических вибраций, которое автоматически включается при превышении допустимого усилия. Таким образом, трубку сгорания можно свободно встряхивать, если на ней происходит аккумуляция материала. Встряхивание трубки сгорания также может способствовать ее погружению в заполненную камеру 2 шахты.
Подачу топлива в отдельные плоскости 10, 11 и 12 обжига можно индивидуально установить на нуль так, чтобы можно было получить специфическую температурную модель, как функцию желательной степени обжига и времени обработки в конкретном температурном диапазоне, в продольном направлении шахты или в направлении потока воздуха, затекающего снизу.
Этот воздух подают под повышенным давлением при помощи по меньшей мере одной воздуходувки (не показана), расположенной в окрестности устройства 5 выгрузки, спроектированного, например, в виде скользящей плиты, так, что он (воздух) течет по направлению вверх в противотоке к столбу сыпучего материала, движущемуся вниз под действием сил тяжести вследствие его гранулированной структуры. В зоне 9 охлаждения он служит, во-первых, в качестве охлаждающего агента, а затем в зоне 8 обжига в качестве, например, вторичного воздуха горения, затем, наконец, в верхней зоне 7 предварительного нагрева обжиговой печи для предварительного нагрева обжигаемого материала. В соответствии с предпочтительным случаем осуществления изобретения для предварительного нагрева используют первичный воздух горения, текущий к трубкам 13 сгорания в теплообменных трубах 29, размещенных там в подвешенном состоянии.
Существенное в данном изобретении расположение трубок 13 сгорания или их отверстий 14, размещенных по всему сечению шахты, делает возможным осуществление новаторских способов управления процессом, особенно при высоких температурах пламени в диапазоне 1800°С при коротком времени обработки, без спекания, т. е. без образования блоков, ожидаемого в других случаях при возникновении таких температур, так что можно осуществлять до сих пор недостижимый сильный обжиг в вертикальной шахтной обжиговой печи с газообразными, жидкими и порошкообразными видами топлива.
Графики на фиг. 10-13 показывают профили температур для определенного времени обработки обжигаемого материала, извести (СаСО3), по продольному сечению шахтной обжиговой печи, которые можно получить в результате управления подачей топлива в сочетании с приспособленной подачей первичного воздуха по трубкам 13 сгорания и с вторичным воздухом горения, подаваемым противотоком. Температура обжигаемого материала показана непрерывной линией 30, тогда как температура обжигающего газа, образующегося в результате сгорания, а также охлаждающего или вторичного воздуха горения показана пунктиром 31.
Для получения слабообожженных продуктов, в соответствии с фиг. 10 и 11, подачу топлива производят периодически по трубкам 13 сгорания, расположенным в трех плоскостях обжига с 10 по 12, с использованием его в значительно меньших количествах, чем для сильнообожженных продуктов, так что получают температуры пламени, соответствующие трем пикам с 32 по 34 температур, приблизительно составляющим 1200°С в первой плоскости обжига и приблизительно 1400°С в третьей плоскости обжига. Обжигаемый материал, текущий сверху вниз, последовательно вступает в контакт, во-первых, в первой зоне 30 обжига с обжиговым газом при 1200°С и в последующих плоскостях обжига с более горячим обжиговым газом приблизительно при максимальной температуре 1400°С. Посредством обжигового газа, текущего вверх противотоком, гранулированный обжигаемый материал уже предварительно нагревается примерно до 1000°С по достижении первой плоскости обжига, а в третьей плоскости обжига достигает температуры примерно 1200°С. В результате подачи необходимого количества топлива, распределенного по всем трем плоскостям обжига 10, 11, 12, зона 8 обжига имеет соответственно большую протяженность в направлении шахты с соответственно продолжительным временем обработки обжигаемого материала в зоне 8 обжига.
Сильный обжиг извести, невозможный до настоящего времени в шахтных обжиговых печах, исключая печи смешанного сжигания, происходит в соответствии со случаем выполнения изобретения, показанным на фиг. 12, с подачей топлива и подачей первичного воздуха горения в одну плоскость 12 и при температуре пламени примерно 1800°С. Обжигаемый материал имеет размер зерен от 5 до 70 мм. Получающаяся высокая температура обжига, равная примерно 1400°С, к удивлению, не приводит к спеканию зерен обжигаемого материала с образованием комков и перемычек. Это происходит благодаря короткому времени обработки обжигаемого материала при максимальных температурах, относящихся к температурной кривой 31 указанной конфигурации на фиг. 12. Такой температурный профиль образуется из-за того, что не используют дополнительные плоскости обжига, а также из-за соответственно более короткой протяженности зоны 8 обжига в направлении шахты.
В конструкции одношахтной обжиговой печи 1, соответствующей фиг. 1, обжиговые газы, охлаждаемые в зоне 7 предварительного нагрева, покидают обжиговую печь примерно при 330°С, что вызывает соответственно высокие тепловые потери. Из-за большого количества пыли в отходящем потоке газа утилизация тепла в последующих теплообменниках быстро бы привела к образованию отложений, тормозящих теплопередачу. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, в соответствии с фиг. 2, часть тепловой энергии в обжиговых газах используют для нагрева первичного воздуха горения, подаваемого к трубкам 13 сгорания по трубопроводу 39. Такой нагрев происходит внутри обжиговой печи 1', при этом воздух горения пропускают через теплообменные трубки 36 с подающей и возвратной частями 37, 38, погруженные подвешенными вертикально в обжигаемый материал в зоне 7 предварительного нагрева и распределенные по окружности шахты 2 или равномерно по сечению шахты. Размещение теплообменных трубок 36 в обжи говой печи 1' в прямом контакте с материалом, подвергаемым обжигу, и с обжиговыми газами приводит к особенно хорошей теплопередаче путем теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Кроме того, поверхности теплообмена трубок 36 автоматически очищаются обжигаемым материалом, протекающим вдоль них под действием силы тяжести. Образующаяся возможная экономия тепловой энергии, по сравнению с обжиговой печью без предварительного нагрева воздуха горения, составляет приблизительно от 7 до 10% при температуре отходящего газа приблизительно 190°С вместо приблизительно 330°С.
Фиг. 11 и 13 иллюстрируют различные температурные профили вдоль направления шахты, получающиеся в результате дополнительного теплообмена в трубках 36.
Двушахтные обжиговые печи 40, 40' и 40 по вариантам выполнения согласно фиг. 14-16 работают в соответствии с регенеративным способом так же как и известная обжиговая печь ΜΆΕΒΖ.
Это значит, что обе шахты 41 и 42 поперечно связаны друг с другом в промежуточной области 43, расположенной ниже зоны обжига, таким образом, что охлаждающий воздух из области 45 разгрузки непрерывно подают по принципу противотока, и воздух горения из области 46 загрузки подают параллельным потоком попеременно к одной или другой шахте 41, 42, при этом отходящие газы одновременно отводят из обжиговых печей 40, 40' и 40 через зону предварительного нагрева смежной шахты 42 или 41. Переключение таких условий потока в обжиговой печи происходит с интервалами времени, например от 10 до 15 мин. Фиг. 14-16 иллюстрируют направляющими стрелками рабочее состояние, при котором воздух горения подают по трубопроводу 47 к шахте 41, а газ выводят из другой шахты 42 по трубопроводу 48. Используя тот же принцип переключения, можно также управлять более, чем двумя параллельными шахтами 41, 42 с переменными рабочими состояниями.
В отличие от регенеративной обжиговой печи с параллельными потоками, известной как обжиговая печь ΜΑΕΚΖ, в которой топливо в соответствии с рабочими интервалами попеременно подают только к одной или к другой шахте параллельным потоком с обжигаемым материалом, подача топлива происходит одновременно в обеих шахтах 41, 42, так что в одной из шахт обжиговые газы направляют параллельно обжигаемому материалу, а в другой шахте - в противотоке. Поэтому вся необходимая подача топлива распределена по устройствам трубок сгорания обеих шахт 41, 42. В отличие от случая с операцией обжига с параллельным потоком в одной шахте 41 или 42, в другой шахте 42 или 41 обжиг происходит с воздухом горения, предварительно нагретым в зоне 49 охлаждения, и в результате количество отходящих газов снижается и, соответственно, улучшается энергетический баланс. По сравнению с параллельным потоком в регенеративных печах типа ΜΑΕΚΖ при сжигании известняка уменьшение количества отходящих газов может достигать 25%. Это приводит к повышению концентрации диоксида углерода, так что отходящий газ можно использовать в химических технологиях, в которых требуется газ с высоким содержанием диоксида углерода.
Для двушахтной обжиговой печи, как показано на фиг. 14, дополнительно к трубкам 51 сгорания, погруженным сверху в обжигаемый материал 50 в окрестности промежуточной области 43, трубки 52 сгорания введены в обжигаемый материал 50 в поперечном направлении. После переключения операции обжига последовательно в той же шахте вместо подвешенных трубок 51 сгорания начинают работу введенные в поперечном направлении трубки 52 сгорания, в то время как в другой шахте происходит одновременное обратное переключение горелок 52, 51. Направление формирования факела пламени в сопловых отверстиях трубок 51, 52 сгорания в шахте становится понятным по видам факелов пламени 53 и 54. Они также позволяют понять, что направленные в поперечном направлении трубки 52 сгорания в шахте 41 выключают во время работы трубок 51 сгорания, подвешенных в указанной шахте 41, в то время как в другой шахте 42 трубки 52 сгорания подключают.
В обеих шахтах 41, 42 двушахтной обжиговой печи, показанной на фиг. 15, имеются трубки 55 сгорания, установленные только в поперечном направлении. Двушахтная обжиговая печь, показанная на фиг. 16, имеет также теплообменные трубки 58, размещенные в подвешенном состоянии в области 56 предварительного нагрева для нагревания первичного воздуха горения способом, описанным ранее для случая одношахтной обжиговой печи, показанной на фиг. 2.
При непрерывной подаче топлива во второй шахте по принципу противотока через трубки 52, 55 сгорания, введенные в обжигаемый материал, известный сам по себе регенеративный способ также подходит для производства средне- и сильнообожженных продуктов в случае хорошего теплового коэффициента полезного действия.
Claims (10)
1. Способ обжига карбонатсодержащего материала в шахтной обжиговой печи с транспортировкой материала под действием сил тяжести через предварительно нагретую зону, по меньшей мере одну зону обжига и зону охлаждения к устройству выгрузки, при котором подачу топлива в зону обжига или смежную с ней осуществляют посредством нескольких трубок сгорания, проходящих через стенку шахты, а воздух горения подают под повышенным давлением в качестве охлаждающего воздуха, отличающийся тем, что трубки сгорания во время работы перемещают в камере шахты перпендикулярно ее стенке для выбора положения их отверстий таким образом, что отдельные факелы пламени, формирующиеся на трубках сгорания, вместе образуют область пламени, которая распространена, по меньшей мере, приблизительно по всему сечению шахты, при этом используют обжигаемый материал с размером зерен в диапазоне от 5 до 70 мм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу топлива производят посредством нескольких перекрывающихся групп трубок сгорания, расположенных в каждом случае по меньшей мере примерно в одной плоскости, а профиль температуры, проходящий в продольном направлении обжиговой печи, в зависимости от желательной степени обжига в зоне обжига регулируют изменением подачи топлива к одной или более группам отдельных трубок.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перемещение трубок сгорания осуществляют в зависимости от значений температуры, определяемых зондами или на основе проверки качества продукта.
4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что для равномерного общего охвата поперечного сечения шахты отдельными перекрывающимися областями пламени направление перемещения перекрывающихся трубок сгорания задано с взаимным смещением в направлении по окружности шахты.
5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, в дополнение к топливу по трубкам сгорания подают воздух горения, количество которого можно регулировать, а при необходимости можно снизить до нуля.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что воздух горения, который подают посредством
Фиг. 1 трубок сгорания, нагревают в зоне предварительного нагрева путем пропускания через теплообменные трубы, которые расположены параллельно стенке шахты, распределены по всему сечению обжиговой печи и подвешены в зоне предварительного нагрева обжиговой печи.
7. Способ по одному из пп.1-6 обжига в многошахтной обжиговой печи в соответствии с регенеративным способом путем переменной подачи в шахты воздуха горения параллельным потоком и непрерывной противоточной подачи охлаждающего воздуха в нижние зоны шахт, отличающийся тем, что во время подачи топлива при работе с параллельным потоком в одной из шахт, в одной или более шахтах, соединенных в поперечном направлении с предыдущей шахтой, топливо с воздухом горения или без него, подают посредством трубок сгорания, расположенных в зоне обжига и выполненных с возможностью перемещения в поперечном направлении относительно стенки обжиговой печи.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что подачу топлива производят в каждом случае во время одного из рабочих периодов регенеративного способа в одной из шахт в форме параллельного потока посредством подвешенных трубок сгорания.
9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что максимальная глубина введения трубки сгорания достигает почти до центра поперечного сечения шахты так, что соответственный факел пламени достигает центра и внутренний диаметр камеры шахты уменьшен до 3 м.
10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что охлаждающая среда протекает по меньшей мере по выступающим далее внутрь камеры шахты трубкам сгорания.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH7212000 | 2000-04-11 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200100339A2 EA200100339A2 (ru) | 2001-10-22 |
EA200100339A3 EA200100339A3 (ru) | 2002-02-28 |
EA003894B1 true EA003894B1 (ru) | 2003-10-30 |
Family
ID=4531564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200100339A EA003894B1 (ru) | 2000-04-11 | 2001-04-11 | Способ обжига карбонатсодержащего материала |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6461154B2 (ru) |
EP (1) | EP1148311B1 (ru) |
CN (1) | CN100414234C (ru) |
AT (1) | ATE309514T1 (ru) |
BR (1) | BR0101435B1 (ru) |
DE (1) | DE50107945D1 (ru) |
EA (1) | EA003894B1 (ru) |
ES (1) | ES2254352T3 (ru) |
IL (1) | IL142368A (ru) |
MX (1) | MXPA01003608A (ru) |
UA (1) | UA72224C2 (ru) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006525807A (ja) * | 2003-05-02 | 2006-11-16 | シグマ−アルドリッチ・カンパニー | 固相細胞溶解および捕捉プラットフォーム |
WO2006026248A1 (en) | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Sigma-Aldrich Co. | Compositions and methods employing zwitterionic detergent combinations |
EA200900840A1 (ru) * | 2006-12-15 | 2009-12-30 | Истек, Инк. | Устройство для сжигания |
BE1018212A3 (fr) * | 2008-07-10 | 2010-07-06 | Carmeuse Res And Technology | Methode de conduite des fours droits de type regeneratif pour la production de chaux. |
DE102009058304B4 (de) * | 2009-12-15 | 2013-01-17 | Maerz Ofenbau Ag | Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Kalkofen sowie Verfahren zum Betreiben desselben |
EP2547974B1 (en) * | 2010-03-17 | 2015-01-07 | Cimprogetti S.p.A. | Kiln for the production of calcium oxide |
CN102052826A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-05-11 | 马全才 | 节能型竖窑 |
DE102016103937A1 (de) | 2016-03-04 | 2017-09-07 | Maerz Ofenbau Ag | Ofen und Verfahren zum Betreiben eines Ofens |
WO2018172577A1 (es) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | Af Ingenieria, S.L. | Equipo de tratamiento de residuos |
SE540217C2 (en) * | 2017-06-26 | 2018-05-02 | Faeltkalk Ab | A vertical lime kiln |
ES2938720T3 (es) | 2019-03-08 | 2023-04-14 | Maerz Ofenbau | Procedimiento y horno de cuba para la cocción de material que contiene carbonato en un horno de cuba |
BE1027100B1 (de) | 2019-03-08 | 2020-10-05 | Maerz Ofenbau | Verfahren und Schachtofen zum Brennen von karbonhaltigem Material in einem Schachtofen |
CN114111346B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-12-01 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种双膛窑检修后兑火提温快速复产方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3355158A (en) * | 1966-04-26 | 1967-11-28 | Harbison Walker Refractories | Shaft kiln |
US3887326A (en) * | 1971-02-08 | 1975-06-03 | Ici Ltd | Kilns and furnaces |
DE2705710C3 (de) * | 1977-02-11 | 1980-06-04 | Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln | Gegenstrombrennverfahren zur Erzeugung von Branntkalk und Schachtofen zur Durchfuhrung des Verfahrens |
CH638604A5 (de) * | 1978-12-29 | 1983-09-30 | Maerz Ofenbau | Verfahren zum brennen von mineralischen karbonathaltigen rohstoffen im gleichstrom-regenerativ-schachthofen. |
CH647313A5 (de) * | 1980-04-30 | 1985-01-15 | Maerz Ofenbau | Regenerativ-schachtofen zum brennen von karbonathaltigen rohstoffen. |
AT377248B (de) * | 1982-07-12 | 1985-02-25 | Maerz Ofenbau | Verfahren und schachtofen zum brennen von kalkstein |
AT378970B (de) * | 1982-12-21 | 1985-10-25 | Voest Alpine Ag | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von flùssigem roheisen oder stahlvorprodukten |
US4747773A (en) * | 1986-03-21 | 1988-05-31 | Predescu Lucian A | Shaft kiln utilized for lime production |
WO1990015296A1 (en) * | 1989-06-10 | 1990-12-13 | September 27 Research Institute, Hamhung Branch, Academy Of Sciences | Calcium carbide production furnace by oxy-thermal process |
CH686459A5 (de) * | 1992-03-07 | 1996-03-29 | Maerz Ofenbau | Schachtofen zum Brennen von stuckigem, mineralischem Fuellgut. |
GB9604475D0 (en) * | 1996-03-01 | 1996-05-01 | Boc Group Plc | Furnace waste gas combustion control |
-
2001
- 2001-03-16 ES ES01810263T patent/ES2254352T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-16 EP EP01810263A patent/EP1148311B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-16 DE DE50107945T patent/DE50107945D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-16 AT AT01810263T patent/ATE309514T1/de active
- 2001-03-29 UA UA2001032083A patent/UA72224C2/ru unknown
- 2001-04-02 IL IL14236801A patent/IL142368A/en active IP Right Grant
- 2001-04-06 US US09/827,464 patent/US6461154B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-09 MX MXPA01003608A patent/MXPA01003608A/es active IP Right Grant
- 2001-04-10 CN CNB011163631A patent/CN100414234C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-10 BR BRPI0101435-8A patent/BR0101435B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-04-11 EA EA200100339A patent/EA003894B1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA72224C2 (ru) | 2005-02-15 |
EA200100339A3 (ru) | 2002-02-28 |
BR0101435A (pt) | 2001-11-13 |
ATE309514T1 (de) | 2005-11-15 |
MXPA01003608A (es) | 2005-06-30 |
DE50107945D1 (de) | 2005-12-15 |
IL142368A0 (en) | 2002-03-10 |
US6461154B2 (en) | 2002-10-08 |
ES2254352T3 (es) | 2006-06-16 |
IL142368A (en) | 2004-02-19 |
EA200100339A2 (ru) | 2001-10-22 |
US20010029005A1 (en) | 2001-10-11 |
EP1148311A3 (de) | 2003-12-03 |
EP1148311A2 (de) | 2001-10-24 |
CN100414234C (zh) | 2008-08-27 |
CN1317679A (zh) | 2001-10-17 |
BR0101435B1 (pt) | 2010-11-16 |
EP1148311B1 (de) | 2005-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA003894B1 (ru) | Способ обжига карбонатсодержащего материала | |
RU2652594C2 (ru) | Способ обжига и охлаждения карбонатной горной породы в прямоточной регенеративной печи для обжига извести и прямоточная регенеративная печь для обжига извести | |
CS223966B2 (en) | Method of baking the lime and device for executing the said method | |
JP4662927B2 (ja) | 塊状の被焼成物を再生式竪炉内で焼成する方法 | |
CA1159647A (en) | Calcining furnace with gas-permeable wall structure | |
US3601377A (en) | Shaft furnaces | |
RU2376539C2 (ru) | Способ термической обработки сыпучих материалов в печи шахтного типа | |
JP7105381B2 (ja) | シャフト炉内で炭素含有材料を燃焼させるための方法およびシャフト炉 | |
US3695595A (en) | Method and means for sintering materials, particularly dolomite and magnesite, in a shaft furnace | |
US3427367A (en) | Prefiring of refractory materials | |
RU2712461C1 (ru) | Печь, способ эксплуатации печи (варианты) | |
RU2425312C2 (ru) | Шахтная печь для обжига кусковых материалов | |
RU2652608C1 (ru) | Шахтная печь для обжига кусковых материалов | |
RU2045725C1 (ru) | Способ обжига керамических изделий и устройство для его осуществления | |
RU2773348C1 (ru) | Способ и шахтная печь для обжига в ней углеродсодержащего материала | |
RU2729679C1 (ru) | Прямоточно-противоточная печь для обжига карбонатных материалов | |
RU2564182C1 (ru) | Усовершенствованная многокамерная печь с псевдоожиженным слоем | |
RU2661432C1 (ru) | Горелка | |
RU2007434C1 (ru) | Вертикальная коксовая печь непрерывного действия | |
RU2737795C1 (ru) | Шахтная печь для обжига карбонатного сырья на твердом топливе | |
RU2049971C1 (ru) | Футеровка вращающейся печи | |
SU687330A1 (ru) | Печь кип щего сло | |
EP3542115B1 (en) | A vertical ring shaft kiln | |
SU981794A1 (ru) | Шахтна печь дл обжига известн ка | |
SU1059391A1 (ru) | Шахтна печь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KG MD TJ TM |
|
MK4A | Patent expired |
Designated state(s): AZ BY KZ RU |