PL152955B1 - Sposób wypalania dolomitu - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

Patent dodatkowy do patentu nr-Zgłoszono: 88 05 06 /P. 21^23^22/

Pierwszeństwo

Zgłoszenie ogłoszono: 89 ll 13

Opis patentowy opublikowano: 1991 08 30

152 955

Int. Cl.⁵ C04B 2/10

Twórcy wynalazku: Wiesław Kurdowski, Kazimierz Pasek, Zygmunt Drzymała

Uprawniony z patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza im· Stanisława Staszica, Kraków /Polska/

SPOSÓB WTPALANIA DOLOMITU

Przedmiotem wynalazku jest sposób wypalania dolomitu, zwłaszcza w piecach szybowych.

Z przemysłowego stosowania znany jest sposób wypalania dolomitu, polegający na poddaniu procesowi endotermicznemu kawałkowego dolomitu w piecach szybowych· Dla uzyskania odpowiednich temperatur wypału stosuje się kawałkowe paliwo stałe, którym jest koks lub antracyt· Paliwo to wprowadza się zwykle do przestrzeni roboczej pieca w przygotowanej wcześniej mieszaninie z kam.en^^m dolomitowym, przy prowadzeniu pieca na tak zwany wsad mieszany lub na przemian warstwami razem z kamieniem dolomitowym, na tak zwaną przesypkę· Wprowadzany do górnej części pieca szybowego wsad przesuwa się w wyniku ucięgu gotowego produktu ku dołowi, przechodząc przez strefę suszenia i podgrzewania, strefę spalania paliwa i wypalania dolomitu i strefę chłodzenia uzyskiwanego produktu. Prowadząc proces wypalania dolomitu w różnych temperaturach można otrzymać różne produkty. W tempera turze 920 - 1020 K otrzymuje się dolomit kaustyczny, składający się z MgO i CaCOg. W temperaturze 1020 - 1120 K powssaje produkt, w skład którego oprócz MgO i CaCOg wchodzi również aktywny tak zwany miękko palony CaO. Po zmieleniu tego materiału otrzymuje się cement dolomitowy, który po zarobieniu z wodą wiąże i twardnieje na powietrzu. Wypaaanie kamienia dolomitowego w temperaturze 1170 - 1220 K prowadzi do otrzymania wapna dolomitowego. Spiekanie doloM.tu w tem^er^t:urze 1670 - 1770 K daje klinkier dolomitowy, który jest ważnym półproduktem w przemyśle maaeriałów ogniotrwałych.

Piece szybowe do wypalania dolomitu są zasilane koksem o uziarnieniu odpowiednio dobrym do uziarnienia brył dolomitu. Zależność ta wynika z konieczności dostosowania czasu spalania koksu do czasu rozkładu kamienia dolomitowego, czyli dekarbonńzaaji· Praktycznie stosuje się koks o uziarnieniu mniejszym od wymaganego, a ponadto zawiera on jeszcze podziarno, zwykle w ilości około 20%· Powoduje do szkodliwe zwiększenie strefy spalania i wzrost

152 955

152 955 strat produktu, a nawet pojawienie się niecałkowicie spalonego koksu w produkcie wyjściowym. Z przedstawionego powodu koks trzeba przesiać oddzielając podziarno, które może być wykorzystywane jako paliwo gorszej jakości.

Równocześnie znane są metody brykietowania drobnooiarnistych miałów węglowych, a w tym miału węgla brunatnego· Węgiel miesza sią z różnymi organicznymi związkami uplastyczniającymi i wiążącymi, po czym mieszaniną tą brykietuje sią. . Brykiety te nie mogą być jednak wykorzystywane w piecach szybowych, gdyż substancje organiczne ulegają szybkiemu wypalaniu już w zakresie 820 - 870 K. Pozbawione lepiszcza brykiety pod znacznym naciskiem słupa wsadu w piecu rozpadają sią na pierwotne ziarna, które przesypując sią pomlądzy bryłami surowca mineralnego, spalają sią na znacznym odcinku drogi, dając opisane już niekorzystne efekty. Brykietowanie koksu napotyka na dodatkowe problemy, wynikające z braku plastyczności tego materiału zarówno w stenie znacznego rozdrobnienia jak i w postaci stosunkowo dużych ziarn, stanowiących odsiane podziarno. W wyniku przedstawionych wad brykiety koksowe i węglowe nie są w praktyce przemysłowej stosowane do wypalania kawałkowych surowców mineralnych, a w tym dolomitu, zwłaszcza w piecach szybowych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że całość lub dowolną cząść paliwa w procesie wypalania dolomitu stanowią zespolone i uformowane w bryły drobne frakcje paliwa ze składnikiem wiążącym. Bryły te wytwarza sią przez zmieszanie drobnych frakcji koksu i/uub węgla w ilości 50 - 85 cząści masowych ze składnikeem wiążącym w ilości 10-^0 cząści masowych i wodą w ilości 5 - 20 cząści masowych i korzystnie brykietowanie lub granulowanie. Składnikin wiążącym jest ziarnisty CaCO^ i/uub Ca/0H/₂ i/lub MgC0₃ i/lub Mg/0H/₂· Składnik Mg/0H/₂ otrzymuje sią przez wypalanie do^ońtu w temperaturze około 1075 K do otrzymania MgO i CaCOg, które zadaje sią wodą. Węglem jest węgiel kamienny i/uub węgiel brunatny, przy czym zawartość węgla brunatnego nie przekracza 50% masowych łącznej ilości paliwa w zbrylonej mieszaninie z zachowaniem warunku, że wartość opałowa wytwarzanych brył nie wynosi mnnaj niż - 20000 kJ/kg. Węgiel w zbrylonej mieszaninie korzystnie nie przekracza średnicy 20 mm, a frakcja powyżej 10 ii nie - wynosi wiącej niż 2% masowych zawartości paliwa w mieszaninie.

Przedstawione rozwiązanie ummżliwia rezygnacją, przynajmniej cząściową, z wysokojakościowego 1 deficytowego paliwa na rzecz łatwo - dostąpnego i gorszego gatunku, a przede wszystkim paliwa odpadowego. W konsekwoenji prowadzi to do znacznych oszcządności energetycznych. Zaletą sposobu jest ponadto moiliwiść lepszego spalania drobnoziarnistego paliwa, co prowadzi do dalszych oszcządności energetycznych i poprawy jakości uzyskiwanego produktu.

Przedmiot wynalazku zilustiowany jest przykładami wykonanna.

Przyk ł ad I· Miał węgla kamiennego o uziarnieniu: od 10 do 6 mm 8% masowych, od 6 do 4 mm 25% masowych, od 4 do 2 mm 22% masowych, od 2 do 1 mm 25% masowych, poniżej 1 mm 20% masowych, miesza sią z gruboziarnistym odpadem z procesu gaszenia wapna, który zaw.era 85% masowych CaC0₃ i 15% masowych Ca/0H/₂·

Mieszanką o składzie: węgiel kamienny 73 cząści masowych, odpad wapienny 20 cząści masowych, woda 9 cząści masowych, brykietuje sią w brykieciarce o nacisku 5 MPa otrzymując brykiety o kształcie elipsoidy obrotowej o wiąkszej średnicy długości 50 mm, mnnejszej średnloy długości 40 mm i średniej wytrzymałości 3,5 MPa· Brykiety w ilości 75% masowych miesza sią z kawałkowym węglem kamiennym w ilości 25% masowych i tworzy sią mieszanką z kamieniem dolomitowym o średnim uziarnieniu 58 mm· Mieszanką tą wprowadza sią do przestrzeni roboczej pieca szybowego, w którym prowadzi sią proces wypalania dolomitu.

Przykład I!· Miał koksowy o uziarnieniu: powyżej 6 mm 20% masowych, od 6 do 4 mm 20% masowych, od 4 do 1 mm 35% maso^tych, poniżej 1 mm 25% masowych, miesza sią z miałem węgla brunatnego o uziarnieniu: powyżej 6 mm 25% od 6 do 4 mm 35% masowych, od 4 do 1 mm 30% poniżej 1 mm 10% masowych w proporcji masowej 7 : 2.

Mieszanką tą miesza sią z produktem tak zwanego półwypału dolomitu i wodą. Produkt ten o średnim uziarnieniu około 60 /lii składa sią z CaCC^ w ilości 40% MgCO₃ w ilości 10% masowych i Mg/0H/₂ w ilości 50% masowych· Sporządzona mieszanka składa sią z: miału koksowego 45% masowych, miału węgla brunatnego 30% masowych, produktu półwypału dolomitu 20% masowych, wody 5% masowych. Mieszanką tą brykietuje sią w brykieciarce o nacisku 5 MPa, otrzymując

152 955 brykiety o kształcie kuli o średnicy 40 mm i średniej wytrzymalości 3 MPa. Wytwarzane brykiety w ilości 85% masowych mesza się z kawałkowym koksem o średnim uziarnieniu 50 mm w ilości 15% masowych. Mieszankę tę wprowadza się do przestrzeni roboczej pieca szybowego, w którym prowadzi się proces wypalania dolomitu.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wypalania dolomitu zwłaszcza w piecach szybowych, polegajęcy na wypełnieniu pieca kawałkowym wsadem złożonym z kamienia dolomitowego i paliwa stałego oraz prowadzeniu procesu endotermicznego z korzystnym po<^^iaeem na strefy suszenia i podgrzewania wsadu, spalania paliwa i wypalania dolomitu oraz chłodzenia wytworzonego produktu, znamienny tym, że całość lub dowolnę część paliwa stanowię zespolone i uformowane w bryły drobne frakcje paliwa ze składnikom więżęcym, przy czym bryły te wytwarza się przez zmieszanie drobnych frakcji koksu i/uub węgla w ilości 50 - 85 części masowych ze składnikom więżącym w ilości 10 - 30 części masowych i wodę w ilości 5-20 części masowych i korzystnie brykOto wanie lub granulowanie, przy czym składnikom więżącym jest ziarnisty CaCO^ i/lub Ca/OH/^ i/lub MgCOg i/uub Mg/OH^» zaś węglem jest węgiel kamienny i/uub węgiel brunatny, przy czym zawartość węgla brunatnego nie przekracza 50% masowych łęcznej ilości paliwa w zbrylanej mieszańinO z zachowaniem warunku mni^^].nej wartości opałowej na poziomie 20000 kj/kg.
2. 2. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że stosuje się Mg/OH^ i CaCO^ uzyskany przez wypalanie dolomitu w temperaturze około 1075 K do otrzymania MgO i CaCO^, które zadaje się wodę.
3. 3. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że węgiel w zbrylanej mieszaninie nie przekracza średnicy 20 mm, a frakcja powyżej 10 mm nie wynosi więcej niż 50% masowych zawartości paliwa w mieszaninie.