RU110467U1

RU110467U1 - MINE FURNACE WITH RING FIRING AREA WITH ROTATING BOW

Info

Publication number: RU110467U1
Application number: RU2011108789/02U
Authority: RU
Inventors: Владимир Евгеньевич Никольский; Андрей Валерьевич Савин; Владимир Олегович Голубев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Концерн "Струйные технологии"
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2011-11-20

Abstract

Шахтная печь для кальцинирования минералов, содержащая шахтный подогреватель, на верхнем срезе которого установлено загрузочное устройство, под загрузочным устройством установлен коллектор сбора отходящих газов из шахтного подогревателя, соединенный заборными патрубками с внутренним объемом шахтного подогревателя, дымосос отходящих газов, присоединенный всасывающим патрубком к выпускному патрубку коллектора сбора отходящих газов, нижний срез шахтного подогревателя совмещен с верхним срезом разгрузочной течки, и шахтный холодильник, на верхнем срезе которого установлена загрузочная течка, к нижнему срезу которого присоединено разгрузочное устройство, над разгрузочным устройством установлен коллектор ввода охлаждающего воздуха, выходные патрубки которого соединены с внутренним объемом шахтного холодильника, напорный вентилятор, присоединенный к входному патрубку коллектора ввода охлаждающего воздуха, и зону обжига между нижним срезом разгрузочной течки шахтного подогревателя и верхним срезом загрузочной течки шахтного холодильника, отличающаяся тем, что она снабжена регенеративными инфракрасными газовыми горелками с излучающими плафонами, установленными в кожухе зоны обжига, трубопроводом подачи газовоздушной смеси в регенеративные инфракрасные газовые горелки, трубопроводом забора продуктов сгорания из регенеративных инфракрасных газовых горелок, коллектором ввода продуктов сгорания в шахтный подогреватель, установленный над верхним срезом разгрузочной течки, дымососом продуктов сгорания, установленным между трубопроводом забора продуктов сгорания из инфракрасных горелок и ко A shaft furnace for calcining minerals containing a shaft heater, on the upper cut of which a loading device is installed, a collector for collecting exhaust gases from the shaft heater is installed under the loading device, connected by intake pipes to the internal volume of the shaft heater, a flue gas exhaust fan connected to the collector exhaust pipe by a suction pipe exhaust gas collection, the lower cut of the shaft heater is combined with the upper cut of the discharge chute, and the mine cooler IR, on the upper cut of which a charging chute is installed, to the lower cut of which an unloading device is connected, a cooling air inlet header is installed above the unloading device, the outlet pipes of which are connected to the internal volume of the shaft cooler, a pressure fan connected to the inlet pipe of the cooling air inlet collector, and the firing zone between the lower cut of the discharge heat of the shaft heater and the upper cut of the boot heat of the mine refrigerator, characterized in that it is equipped with regenerative infrared gas burners with radiating shades installed in the casing of the firing zone, a gas-air mixture supply pipeline to regenerative infrared gas burners, a combustion products intake pipe from regenerative infrared gas burners, a combustion products input manifold to a shaft heater mounted above the upper cut of the discharge flow , a flue gas exhaust fan installed between the intake pipe of combustion products from infrared burners and

Description

Полезная модель относится к области устройств кальцинирования минералов, в том числе устройств диссоциации известняков.The utility model relates to the field of mineral calcination devices, including limestone dissociation devices.

Известно большое семейство шахтных печей обжига известняка (А.В.Монастырев. Производство извести. М., «Высшая школа», 1971 г.), содержащих шахту печи, загрузочное и выгрузочное устройства, газовоздушные горелки системы отопления, газораспределительное (ГРУ) и воздухораспределительное (ВРУ) устройства для приготовления горючей смеси, напорный вентилятор подачи воздуха охлаждения, дымосос отбора продуктов сгорания, соответствующие трубные проводки. Порода под действием гравитации опускается по шахте вниз, газы различного генезиса под действием тягодутьевого оборудования поднимаются навстречу породе вверх. В процессе этого движения воздух охлаждения, подаваемый снизу в зону охлаждения напорным вентилятором, сначала охлаждает готовый известняк, сам при этом нагреваясь, затем, подогретый, поступает в зону обжига. Вместе с воздухом на горение, поступающим от ВРУ, он участвует в сжигании газа, поступающего от ГРУ, в результате чего образуются продукты сгорания (СO₂, N₃, и Н₂О), которые, обмениваясь теплом с шихтой в зоне обжига приводят к диссоциации известняка по реакции СаСО₃=СаО+СO₂. Пополнившись горячими газами CO₂ от диссоциации известняка, отходящие печные газы нагревают поступающую на обжиг породу в зоне нагрева, а затем отбираются дымососом и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу или используются в технологических процессах.A large family of shaft limestone kilns is known (A.V. Monastyrev. Lime production. M., Vysshaya Shkola, 1971), containing a kiln shaft, loading and unloading devices, air-gas burners of a heating system, gas distribution (GRU) and air distribution (ASU) devices for the preparation of a combustible mixture, a pressurized fan for supplying cooling air, a smoke exhaust fan for the selection of combustion products, and corresponding pipe wiring. Under the influence of gravity, the rock descends down the mine shaft, gases of various genesis under the influence of draft equipment rise upward toward the rock. In the process of this movement, the cooling air supplied from below to the cooling zone by a pressure fan first cools the finished limestone, while heating itself, then, heated, enters the calcination zone. Together with the combustion air coming from the ASU, it participates in the combustion of the gas coming from the GRU, resulting in the formation of combustion products (CO ₂ , N ₃ , and N ₂ O), which, exchanging heat with the charge in the firing zone, lead to limestone dissociation by the reaction CaCO ₃ = CaO + CO ₂ . Replenished with hot CO ₂ gases from dissociation of limestone, the exhaust furnace gases heat the rock coming to the calcination in the heating zone, and then are taken out by a smoke exhaust and emitted through the chimney into the atmosphere or used in technological processes.

Шахтные печи имеют хорошо известный набор недостатков:Shaft furnaces have a well-known set of disadvantages:

- разброс камней известняка по размерам приводит к недожогу крупных камней и пережогу мелких. Устранение этого недостатка дроблением камней с их сортировкой и послойной загрузкой резко усложняет и удорожает технологический процесс;- the spread of limestone stones in size leads to the burning of large stones and burning small ones. The elimination of this drawback by crushing stones with their sorting and layer-by-layer loading dramatically complicates and increases the cost of the process;

- трудности с равномерным распределением камней различного размера по поперечному сечению печи приводят к концентрации крупных камней у внутренней поверхности стен печи, в результате чего часть газа из периферийных горелок, установленных на стенках печи, устремляется вверх вдоль стен печи и не участвует в горении, что увеличивает расход газа, ухудшает качество обжига в приосевой области печи, ухудшает экологическую обстановку. Устранение этого недостатка применением сложных загрузочных устройств с поворотными лотками и различными рассекателями, резко усложняет и удорожает технологический процесс;- difficulties with the uniform distribution of stones of various sizes over the cross-section of the furnace lead to the concentration of large stones near the inner surface of the furnace walls, as a result of which part of the gas from the peripheral burners installed on the furnace walls rises upward along the furnace walls and does not participate in combustion, which increases gas consumption, degrades the quality of firing in the axial region of the furnace, worsens the environmental situation. The elimination of this drawback by the use of complex loading devices with rotary trays and various dividers, dramatically complicates and increases the cost of the process;

- ограниченная глубина проникновения продуктов сгорания периферийных горелок вглубь породы (не более 1 м) приводит к плохому обжигу породы в приосевой области печи и резкому падению эффективной производительности печи из-за большого количества недожога. Устранение этого недостатка применением горелок с высовом, балочных горелок, центральных горелок, пиковых горелок (в двухшахтных поточно-противоточных регенеративных печах), внутренних цилиндров в кольцевых шахтных печах, газораспределительных кернов, и т.д. резко усложняет и удорожает технологический процесс;- the limited penetration depth of the combustion products of the peripheral burners deep into the rock (not more than 1 m) leads to poor firing of the rock in the axial region of the furnace and a sharp drop in the effective productivity of the furnace due to the large amount of incomplete burning. Elimination of this drawback by the use of overhead burners, beam burners, central burners, peak burners (in double-shaft flow-countercurrent regenerative furnaces), inner cylinders in ring shaft furnaces, gas distribution cores, etc. dramatically complicates and increases the cost of the process;

- высокая жаропроизводительность природного газа (около 2010°С) требует сильного разбавления продуктов сгорания во избежание спекания породы и образование приваров и, так называемых, «козлов», что приводит к увеличенному расходу воздуха и увеличению капитальных затрат и эксплуатационных расходов;- the high heat output of natural gas (around 2010 ° C) requires a strong dilution of the combustion products to prevent sintering of the rock and the formation of welds and so-called “goats”, which leads to increased air consumption and increased capital and operating costs;

- склонность к спеканию доломитизованных и глинистых известняков при обжиге их в шахтной печи, образование приваров и, так называемых, «козлов» существенно ограничивает возможность использования шахтных печей для этих целей. Подготовка глинистых известняков к обжигу в шахтной печи путем соответствующей подготовки шихты (промывки и сушки) резко усложняет и удорожает технологический процесс.- the tendency to sinter dolomitic and clay limestones when they are fired in a shaft furnace, the formation of welds and so-called “goats” significantly limits the possibility of using shaft furnaces for these purposes. The preparation of clay limestones for firing in a shaft furnace by appropriate preparation of the mixture (washing and drying) dramatically complicates and increases the cost of the process.

Кроме того, все шахтные печи с газовым отоплением всех типов обладают общим недостатком - низкой концентраций диоксида углерода в отходящих газах из-за их разбавления продуктами сгорания газа. Даже в пересыпных печах эта концентрация не очень велика из-за большого содержания азота в окислителе (воздухе). Кислородное же дутье дорого, и опасно повышает температуру сгорания в зоне обжига. Этот недостаток затрудняет применение шахтных печей в ряде отраслей промышленности, где требуется повышенная концентрация диоксида углерода в отходящих газах. Прежде всего - в химической промышленности, например, при производстве каустической соды.In addition, all shaft furnaces with gas heating of all types have a common drawback - low concentrations of carbon dioxide in the exhaust gases due to their dilution with gas combustion products. Even in bulk furnaces, this concentration is not very high due to the high nitrogen content in the oxidizing agent (air). Oxygen blasting is expensive and dangerously raises the combustion temperature in the firing zone. This drawback complicates the use of shaft furnaces in a number of industries where an increased concentration of carbon dioxide in the exhaust gases is required. First of all, in the chemical industry, for example, in the production of caustic soda.

Известно большое семейство вращательных печей обжига известняка (А.В.Монастырев. Производство извести. М., «Высшая школа», 1971 г.), содержащих шахтный подогреватель с устройством загрузки, шахтный холодильник с устройством выгрузки, и вращательную печь зоны обжига, а также газовоздушные горелки системы отопления, газораспределительное (ГРУ) и воздухораспределительное (ВРУ) устройства для приготовления горючей смеси, напорный вентилятор подачи воздуха охлаждения, дымосос отбора продуктов сгорания, соответствующие трубные проводки. Порода загружается в шахтный подогреватель, где в противотоке с горячими печными газами нагревается (газы охлаждаются) и нагретая поступает во вращательную печь зоны обжига. Во вращательной печи порода участвует в двух движениях - поступательном от входа к выходу, а также поднимается при вращении печи до определенной высоты, обусловленной углом естественного откоса породы, и ссыпается вниз. В результате происходит перемешивание породы во время ее пребывания во вращательной печи. Продукты сгорания газа из ГРУ с воздухом из ВРУ, и с подогретым воздухом из шахтного холодильника, распространяются над породой, нагревая породу и стенки печи, тепло которых приводит к диссоциации известняка на известь и диоксид углерода. Обожженная известь поступает в шахтный холодильник, где в противотоке с воздухом охлаждения охлаждается (воздух нагревается) и поступает в выгрузочное устройство.A large family of rotary limestone kilns is known (A.V. Monastyrev. Lime production. M., Vysshaya Shkola, 1971), containing a shaft heater with a loading device, a shaft refrigerator with a discharge device, and a rotary kiln of the burning zone, and gas and air burners of the heating system, gas distribution (GRU) and air distribution (ASU) devices for the preparation of a combustible mixture, a pressure fan for cooling air supply, a smoke exhaust fan for the selection of combustion products, and corresponding pipe wiring. The rock is loaded into the shaft heater, where it is heated in countercurrent with hot furnace gases (the gases are cooled) and the heated enters the rotary kiln of the firing zone. In a rotary kiln, the rock participates in two movements - translational from input to output, and also rises when the furnace rotates to a certain height, due to the angle of repose of the rock, and is poured down. The result is mixing of the rock during its stay in the rotary kiln. The products of gas combustion from the GRU with air from the ASU, and with heated air from the mine refrigerator, spread over the rock, heating the rock and furnace walls, the heat of which leads to the dissociation of limestone into lime and carbon dioxide. Calcined lime enters the mine refrigerator, where it is cooled in countercurrent with cooling air (the air heats up) and enters the discharge device.

Вращательные печи позволяют обжигать известняк в широком диапазоне размеров камня, и в них не образуется «козлов» (хотя привары и намазы образуются все равно), но обладают широким спектром собственных недостатков, именно:Rotary kilns allow limestone to be burned in a wide range of stone sizes, and no “goats” are formed in them (although welds and prayers are formed anyway), but they have a wide range of their own shortcomings, namely:

- высокая жаропроизводительность природного газа (около 2010°С) требует сильного разбавления продуктов сгорания во избежание спекания породы и образование приваров и намазов, что приводит к увеличенному расходу воздуха и увеличению капитальных затрат и эксплуатационных расходов;- the high heat output of natural gas (around 2010 ° C) requires a strong dilution of the combustion products in order to avoid sintering of the rock and the formation of welds and prayers, which leads to increased air consumption and an increase in capital costs and operating costs;

- низкая концентрация диоксида углерода в отходящих газах из-за их разбавления продуктами сгорания газа;- low concentration of carbon dioxide in the exhaust gases due to their dilution with gas combustion products;

- у вращательных печей больше расход газа и воздуха, чем у шахтных печей, и велик пылеунос, что требует установки мощных пылеулавливающих установок;- rotary kilns have more gas and air consumption than mine furnaces, and dust collectors are large, which requires the installation of powerful dust collectors;

- в процессе перемешивания породы происходит ее расслоение по размерам, так. что мелкая фракция собирается внутри вращающейся породы (так называемы «эффект почки») и экранируется от горячих газов и стен печи более крупной породой, что приводит к значительному недожогу.- in the process of mixing the rock, it is stratified in size, so. that the fine fraction is collected inside the rotating rock (the so-called "kidney effect") and is shielded from the hot gases and the walls of the furnace by a larger rock, which leads to significant underburning.

Известен способ и устройство тепловой декомпозиции известняка и других подобных материалов (патент США 3743475). Устройство содержит вертикальную шахту подачи материала и расположенную под ней кольцевую печь с вращающимся подом. Кольцевая печь обращающимся подом герметична, и принимает опускающийся поток материала из центральной шахты, и обеспечивает дальнейшую обработку материала до получения желаемого результата. Порода самотеком опускается по питающей шахте вниз по центру вращающегося пода кольцевой печи и рассыпается в стороны к периметру пода. На крыше кольцевой печи с вращающимся подом по радиусу пода установлены грабли, предназначенные для разравнивания и ворошения обжигаемой породы для того, чтобы обеспечить тепловое воздействие продуктов сгорания горелки, установленных на крыше или на боковой стенке кольцевой печи с вращающимся подом, на комья породы со всех сторон. Горелки питаются топливом от системы питания горелок. Герметичность кольцевой печи с вращающимся подом обеспечивается песчаным затвором. Обожженный материал по течке опускается в шахтный холодильник, установленный у наружного периметра вращающегося пода, и далее поступает на выгрузку. Подогретый в шахтном холодильнике воздух с помощь дымососа и системы трубопроводов после очистки от пыли в циклоне подается в систему подачи топлива для его сжигания. Отходящие печные газы (продукты сгорания) удаляются из питающей шахты с помощью дымососа через кольцевой коллектор в верхней его части и, после пылеочистки, выбрасываются в атмосферу.A known method and device for thermal decomposition of limestone and other similar materials (US patent 3743475). The device comprises a vertical shaft for supplying material and an annular rotary hearth furnace located below it. The rotary hearth annular furnace is hermetic, and receives a downward flow of material from the central shaft, and provides further processing of the material until the desired result is obtained. The rock flows by gravity down the feed shaft down the center of the rotating hearth of the ring furnace and scatters to the sides to the perimeter of the hearth. On the roof of a rotary hearth ring furnace, a rake is installed for leveling and tedding the calcined rock in order to ensure the thermal effect of the combustion products of the burner installed on the roof or on the side wall of the rotary hearth ring furnace on rock lumps from all sides . The burners are powered by the burner power system. The tightness of the rotary hearth ring furnace is ensured by a sand shutter. The calcined material in heat is lowered into a shaft refrigerator installed at the outer perimeter of the rotating hearth, and then goes to unloading. The air heated in the mine refrigerator with the help of a smoke exhauster and piping system after being cleaned of dust in a cyclone is fed into the fuel supply system for burning it. Exhaust flue gases (combustion products) are removed from the feed shaft by means of a smoke exhauster through an annular collector in its upper part and, after dust cleaning, are emitted into the atmosphere.

Недостатком этого устройства является большое аэродинамическое сопротивление течению печных газов, так как воздух, пройдя шахтный холодильник, поступает через систему подачи горючей смеси в горелки и, далее, уже в виде продуктов сгорания в кольцевую печь с вращающимся подом и пронизывает породу в вертикальной шахте подачи материала. Другими словами, аэродинамические сопротивление движению газов в данном устройстве не меньше, чем в обычной шахтной печи, и даже больше, так как в месте рассыпания породы по вращающемуся поду имеет место уширение на величину естественного откоса породы. Другим недостатком является низкое содержание диоксида углерода- в отходящих печных газах, так как они сильно разбавлены азотом воздуха. Кроме того, в месте падения породы из вертикальной шахты подачи материала на вращающийся под, образуется неподвижный конус породы с углом естественного откоса материала, который поддерживает над собой неподвижный же столб породы по всей высоте шахты. Этот конус и эта порода уменьшают эффективное поперечное сечение вертикальной шахты подачи материала, так что для сохранения предусмотренной производительности надо увеличивать поперечное сечение шахты, что увеличивает ее габариты и материалоемкость и, в конечном итоге, капитальные затраты на строительство печи.The disadvantage of this device is the high aerodynamic resistance to the flow of furnace gases, since the air, having passed the shaft cooler, enters through the system of supplying the combustible mixture to the burners and, further, in the form of combustion products into the ring furnace with a rotating hearth and penetrates the rock in the vertical shaft of the material supply . In other words, the aerodynamic resistance to the movement of gases in this device is not less than in a conventional shaft furnace, and even more, since in the place where the rock spills over a rotating hearth, there is a broadening by the amount of natural slope of the rock. Another disadvantage is the low content of carbon dioxide in the flue gases, as they are highly diluted with nitrogen. In addition, in the place where the rock falls from the vertical shaft of the material supply to the rotating beneath, a fixed rock cone with an angle of repose of the material is formed, which supports a stationary rock column above the entire height of the shaft. This cone and this rock reduce the effective cross section of the vertical shaft of the material supply, so in order to maintain the required performance it is necessary to increase the cross section of the shaft, which increases its dimensions and material consumption and, ultimately, the capital cost of building the furnace.

Известна печь непрямого нагрева (патент США 6749425, Progress in Development of a New Indirect Fired Lime Kiln, Yoshizawa Lime Industry Co., Ltd., Ken Tsurunaga www.internationallime.org/doc/TSURUNAGA%20Ken.doc). в которой обжиг известняка осуществляется в реакционной трубе без непосредственного контакта газов и обжигаемой породы высокотемпературными продуктами сгорания газа в регенеративных горелках. Устройство содержит неподвижную реакционную керамическую трубу, в которую подается обжигаемый материала через загрузочную камеру. С помощью винтового конвейера порода продвигается вдоль реакционной трубы к выгрузочной камере, из которой обожженный материал удаляется через течку. В цилиндрическую полость между наружным кожухом печи и неподвижной керамической трубой подаются горячие продукты сгорания газов в регенеративных горелках, которые передают тепло обжигаемой породе через стенку керамической трубы без непосредственного контакта. Горячие продукты сгорания удаляются из полости между наружным кожухом печи и неподвижной керамической трубой через специальный патрубок, и направляются, после разбавления атмосферным воздухом, в теплообменник, отдавая в нем свое тепло воздуху, идущему на горение.An indirect heating furnace is known (US Pat. No. 6,749,425, Progress in Development of a New Indirect Fired Lime Kiln, Yoshizawa Lime Industry Co., Ltd., Ken Tsurunaga www.internationallime.org/doc/TSURUNAGA%20Ken.doc). in which calcination of limestone is carried out in a reaction tube without direct contact of gases and calcined rock with high-temperature products of gas combustion in regenerative burners. The device contains a stationary reaction ceramic pipe into which the calcined material is fed through the loading chamber. Using a screw conveyor, the rock moves along the reaction tube to the discharge chamber, from which the calcined material is removed through estrus. Hot products of gas combustion in regenerative burners are fed into the cylindrical cavity between the outer casing of the furnace and the fixed ceramic pipe, which transfer heat to the calcined rock through the wall of the ceramic pipe without direct contact. Hot combustion products are removed from the cavity between the outer casing of the furnace and the fixed ceramic pipe through a special pipe, and are sent, after dilution with atmospheric air, to the heat exchanger, giving it their heat to the combustion air.

Недостатком этого устройства является наличие винтового конвейера, сложного конструктивно, состоящего частично из керамики и частично из металла. Винтовой конвейер неизбежно приводит к истиранию извести, имеющей низкую прочность, что не во всех случаях приемлемо, например - в электродуговых сталеплавильных печах используется известь определенного фракционного состава. Достаточно сложным и недолговечным устройством являются сальники, через которые проходит ось вращения винтового конвейера. По необходимости эта печь имеет низкую производительность (около 3 тонн/сутки по извести), так как высокотемпературную прочность керамического движущего винта можно обеспечить только для относительно небольших диаметров. Невозможность полностью утилизовать тепло продуктов сгорания приводит к разбавлению их атмосферным воздухом и к уменьшению теплового КПД печи. К понижению КПД печи приводит и отсутствие утилизации тепла обожженной извести.The disadvantage of this device is the presence of a screw conveyor, structurally complex, consisting partly of ceramics and partly of metal. A screw conveyor inevitably leads to abrasion of lime having a low strength, which is not always acceptable, for example - lime of a certain fractional composition is used in electric arc steel-smelting furnaces. A quite complex and short-lived device are seals through which the axis of rotation of the screw conveyor passes. If necessary, this furnace has a low productivity (about 3 tons / day for lime), since the high-temperature strength of the ceramic propeller can be provided only for relatively small diameters. The inability to fully utilize the heat of the combustion products leads to their dilution with atmospheric air and to a decrease in the thermal efficiency of the furnace. The lack of heat recovery of calcined lime also leads to a decrease in furnace efficiency.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является шахтная печь для обжига сыпучего материала (патент РФ 2211418). Шахтная печь состоит из цилиндрической футерованной шахты с загрузочным распределительным устройством в верхней его части и разгрузочным устройством - в нижней. В поперечном сечении корпуса печи установлены короб отсоса печных газов и короб, работающий в режиме подачи воздуха. Газовый насос своим всасывающим патрубком соединен с коробом отсоса печных газов, а нагнетательным патрубком - с коллектором печных газов. Вентилятор своим нагнетательным патрубком соединен с коробом подачи воздуха, а всасывающим патрубком - с калорифером. Вихревая труба соединена с нагнетательным патрубком газового насоса; ее "холодный" конец соединен с коллектором печных газов, а "горячий" конец - с трубопроводом от нагнетательного патрубка вентилятора до короба подачи воздуха, в котором происходит смешивание воздуха, нагнетаемого вентилятором, с горячим периферийным потоком вихревой трубы. В вихревой трубе происходит расслоение печного таза на относительно более богатую диоксидом углерода и более горячую часть, и относительно менее богатую диоксидом углерода и более холодную часть, и относительно более богатая горячая часть возвращается в печь, увеличивая концентрацию диоксида углерода с отходящих газов и рекуперируя часть тепла этих газов.The closest in technical essence and the achieved result is a shaft furnace for firing bulk material (RF patent 2211418). A shaft furnace consists of a cylindrical lined shaft with a loading switchgear in its upper part and an unloading device in the lower part. In the cross section of the furnace body there is installed a duct for the extraction of furnace gases and a duct operating in the air supply mode. The gas pump is connected by its suction pipe to the exhaust gas suction duct, and the discharge pipe to the furnace gas collector. The fan with its discharge pipe is connected to the air supply duct, and the suction pipe to the air heater. The vortex tube is connected to the discharge pipe of the gas pump; its “cold” end is connected to the furnace gas manifold, and the “hot” end is connected to the pipeline from the discharge pipe of the fan to the air supply box, in which the air pumped by the fan is mixed with the hot peripheral stream of the vortex tube. In the vortex tube, the pelvis separates into a relatively richer carbon dioxide and hotter part, and a relatively less carbonic rich and colder part, and a relatively richer hot part returns to the furnace, increasing the concentration of carbon dioxide from the exhaust gases and recovering some of the heat these gases.

Недостатками этого устройства являются: неоднородный обжиг комьев породы разного размера; загрязнение обожженной извести продуктами химического или термического недожога твердого топлива; загрязнение отходящих печных газов золой от сгорания твердого топлива; недожог известняка в приосевой области печи, свойственный всем шахтным печам из-за невозможности подать в эту область в достаточном количестве воздух на горение твердого топлива; неравномерное распределение воздуха и топлива по поперечному сечению печи, приводящее к локальным перегревам породы, образованию спеков, приваров и «козлов»; принципиальное ограничение концентрации диоксида углерода в отходящих печных газов из-за использования в качестве окислителя твердого топлива кислорода воздуха, забалластированного большим количеством азота; повышенная установленная мощность тягодутьевого оборудования и, обусловленные этим, повышенные эксплуатационные затраты из-за рециркуляции части отходящих печных газов, увеличивающей объем газов, просасываемых через породу в печи. На сахарных заводах для уменьшения пережога крупных комьев породы проводят предельно мягких обжиг с большим количеством недожога. Непогасившиеся зерна извести, образующиеся в результате такого недожога, возвращают обратно в печь на повторный обжиг. Это улучшает коэффициент использования породы, но снижает эффективную производительность печи и увеличивает эксплуатационные расходы.The disadvantages of this device are: heterogeneous firing of clods of rock of different sizes; fired lime contamination with chemical or thermal products of solid fuel; flue gas pollution from ash from the combustion of solid fuels; limestone burning in the axial region of the furnace, characteristic of all shaft furnaces due to the inability to supply sufficient air to this region for burning solid fuel; uneven distribution of air and fuel over the cross section of the furnace, leading to local overheating of the rock, the formation of cakes, welds and "goats"; a fundamental limitation of the concentration of carbon dioxide in the flue gases due to the use of oxygen as an oxidizing agent of solid fuels, ballasted with a large amount of nitrogen; increased installed capacity of draft equipment and, consequently, increased operating costs due to the recirculation of part of the exhaust furnace gases, increasing the volume of gases sucked through the rock in the furnace. In sugar factories, to reduce the burning of large clods of the breed, extremely soft firing is carried out with a large amount of underburning. Unextinguished grains of lime resulting from such a burnout are returned to the kiln for re-firing. This improves rock utilization, but reduces furnace efficiency and increases operating costs.

Основной задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание экономичной печи обжига известняка, позволяющей осуществлять полный мягкий обжиг породы в широком диапазоне ее размеров, и получать незагрязненные отходящие газы с произвольно высоким содержанием диоксида углерода.The main task solved by the proposed utility model is the creation of an economical limestone kiln, which allows for complete soft roasting of the rock in a wide range of its sizes, and to obtain unpolluted exhaust gases with an arbitrarily high content of carbon dioxide.

Поставленная цель достигается тем, что шахтная печь обжига известняка физически разделяется на три зоны, причем зона нагрева породы и зона охлаждения извести являются шахтными и соединены байпасным трубопроводом, по которому нагретый воздух охлаждения извести подается в зону нагрева для нагрева породы, а зона обжига является кольцевой зоной с вращающимся подом, по которому слоем в один камень рассыпана обжигаемая порода, герметизированная от окружающей атмосферы, при этом тепло в кольцевую зону обжига с вращающимся подом подается излучением от инфракрасных регенеративных газовых горелок. Продукты сгорания газа подаются из горелок в шахтный подогреватель, а практически чистый диоксид углерода забирается из объема кольцевой зоны обжига с вращающимся подом специальным дымососом.This goal is achieved in that the shaft limestone kiln is physically divided into three zones, the rock heating zone and the lime cooling zone being mine and connected by a bypass pipe through which heated lime cooling air is supplied to the heating zone to heat the rock, and the calcining zone is circular a zone with a rotating hearth, along which a calcined rock is sealed with a layer of one stone, sealed from the surrounding atmosphere, while heat is supplied to the annular burning zone with a rotating hearth HAND of infrared regenerative gas burner. Gas combustion products are fed from the burners to the shaft heater, and almost pure carbon dioxide is taken from the volume of the annular firing zone with a rotating hearth using a special smoke exhaust.

На фиг.1 представлена шахтная печь с кольцевой зоной обжига с вращающимся подом.Figure 1 shows a shaft furnace with an annular firing zone with a rotating hearth.

Устройство содержит шахтный подогреватель 1, на верхнем срезе которого установлено загрузочное устройство 2, а к нижнему срезу которого присоединена разгрузочная течка 3, под загрузочным устройством 2 установлен коллектор сбора отходящих газов 4, причем впускные патрубки коллектора сбора отходящих газов 4 соединены с внутренним объемом шахтного подогревателя 1, а выпускной патрубок присоединен к всасывающему входу дымососа 5, шахтный холодильник 6, на верхнем срезе которого установлена загрузочная течка 7, а к нижнему срезу которого присоединено разгрузочное устройство 8, над разгрузочным устройством 8 установлен коллектор ввода охлаждающего воздуха 9, причем впускной патрубок коллектора ввода охлаждающего воздуха 9 присоединен к нагнетательному выходу напорного вентилятора 10, а выпускные патрубки соединены с внутренним объемом шахтного холодильника 6, байпасный трубопровод 11, установленный между шахтным подогревателем 1 и шахтным холодильником 6, кольцевую зону обжига с вращающимся подом 12, установленную между разгрузочной течкой 3 шахтного подогревателя 1 и загрузочной течкой 7 шахтного холодильника 6, состоящую из вращающегося пода 13, закрепленного на осях колесных пар 14, движущихся по рельсовому кольцу 15, и приводимых в движение приводом (не показано), кольцевая зона обжига заключена в герметичный кожух 16, причем герметизация внутреннего объема кольцевой зоны обжига с вращающимся подом обеспечивается песчаным затвором (не показано), внутри кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12 в районе входного отверстия загрузочной течки 7 шахтного холодильника 6 установлен плужковый сбрасыватель 17, в крыше кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12 установлены регенеративные инфракрасные газовые горелки 18, в которые подается приготовленная газовоздушная смесь по трубопроводу 19, а продукты сгорания забираются по трубопроводу 20, присоединенному к всасывающему концу дымососа 21, нагнетательный конец которого присоединен к входному патрубку коллектора 22, установленного на шахтном подогревателе 1 над разгрузочной течкой 3, выходные патрубки которого соединены с внутренним объемом шахтного подогревателя 1, дымосос забора диоксида углерода 23, всасывающий патрубок которого соединен с внутренним объемом кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12.The device comprises a shaft heater 1, on the upper cut of which a loading device 2 is installed, and an unloading chute 3 is connected to the lower cut of the pipe, an exhaust gas collector 4 is installed under the loading device 2, the inlet pipes of the exhaust gas collector 4 being connected to the internal volume of the shaft heater 1, and the exhaust pipe is connected to the suction inlet of the exhaust fan 5, a shaft cooler 6, on the upper slice of which a charging chute 7 is installed, and to the lower slice of which it is attached the unloading device 8 is displaced, a cooling air inlet manifold 9 is mounted above the unloading device 8, the inlet pipe of the cooling air inlet manifold 9 is connected to the discharge outlet of the pressure fan 10, and the outlet pipes are connected to the internal volume of the shaft cooler 6, the bypass pipe 11 installed between the shaft heater 1 and mine refrigerator 6, an annular firing zone with a rotating hearth 12, installed between the discharge heat 3 of the mine heater 1 and boot estrus 7 of the mine refrigerator 6, consisting of a rotating hearth 13, mounted on the axles of the wheelsets 14, moving along the rail ring 15, and driven by a drive (not shown), the annular firing zone is enclosed in a sealed casing 16, and the inner volume of the annular zone is sealed firing with a rotating hearth is provided by a sand shutter (not shown), inside the annular zone of firing with a rotating hearth 12, a plow ejector 17 is installed in the area of the inlet of the feed chute 7 of the mine refrigerator 6, in the roof there regenerative infrared gas burners 18 are installed in the central firing zone with a rotating hearth 12, into which the prepared gas-air mixture is fed through a pipe 19, and the combustion products are taken through a pipe 20 connected to the suction end of the smoke exhauster 21, the discharge end of which is connected to the inlet pipe of the collector 22 installed on the shaft heater 1 above the discharge chute 3, the outlet pipes of which are connected to the internal volume of the shaft heater 1, a smoke exhaust of carbon dioxide 23, all the connecting nozzle of which is connected to the internal volume of the annular firing zone with a rotating hearth 12.

Устройство работает следующим образом. Порода загружается в загрузочное устройство 2 шахтного подогревателя 1, откуда поступает в шахтный подогреватель 1, заполняя его и его разгрузочную течку 3. Из разгрузочной течки 3 порода поступает на вращающийся под 13 кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12. Скорость вращения пода 13 кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12 согласован с темпом подачи породы в загрузочное устройство 2 таким образом, что порода распределяется по вращающемуся поду 12 в один слой. За один оборот вращающегося пода 13 рассыпанная на нем в один слой порода полностью диссоциирует на известь и диоксид углерода. Известь сбрасывается плужковым сбрасывателем 17 в загрузочную течку 7 шахтного холодильника 6, диоксид углерода забирается из кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12 дымососом 23. Комовая известь опускается по шахтному холодильнику 6 до разгрузочного устройства 8, обеспечивающего выгрузку и извести в темпе, согласованном с темпом загрузки породы загрузочного устройства 2 шахтного подогревателя 1 и со скоростью вращения вращающегося пода 13 кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12. Атмосферный воздух подается напорным вентилятором 10 через коллектор подачи охлаждающего воздуха 9 внутрь шахтного холодильника 6, по которому идет вверх в противотоке опускающейся обожженной комовой извести, забирая от нее тепло. Из шахтного холодильника 6 подогретый воздух через байпасный трубопровод 11, минуя заполненную комовой известью загрузочную течку 7 шахтного холодильника 6 и загруженную породой разгрузочную течку 3 шахтного подогревателя 1, поступает в шахтный подогреватель 1, по которому идет вверх в противотоке опускающейся породе, отдавая ей накопленное в шахтном холодильнике 6 тепло. Для лучшей герметизации внутреннего объема кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12 от внутренних объемов шахтного подогревателя 1 и шахтного холодильника 6 разгрузочная течка 3 шахтного подогревателя 1 может быть оснащена барабанным затвором (трефелем), а загрузочная течка 7 шахтного холодильника 6 - шлюзовым затвором. Подготовленная газовоздушная смесь по трубопроводу 19 поступает в регенеративные инфракрасные газовые горелки 18, где сгорает, отдавая тепло горения плафонам горелок. Продукты сгорания по трубопроводу 20 забираются дымососом 21 и через коллектор 22 подаются внутрь шахтного подогревателя 1, по которому идут вверх в противотоке опускающейся породе, отдавая ей свое тепло. Остывшая смесь воздуха и продуктов сгорания забирается дымососом 5 из шахтного подогревателя 1 через коллектор сбора отходящих газов 4. Нагретые до высоких температур плафоны регенеративных инфракрасных горелок 18 излучают в объем кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12 тепловую лучистую энергию, которая нагревает породу, стенки кольцевой камеры обжига с вращающимся подом 12 и ее вращающийся под 13. В процессе лучистого, конвективного и кондуктивного теплообменов между всеми конструкциями кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12 и породой, а также между комьями породы, тепло усваивается комьями породы, что приводит к ее обжигу (диссоциации на известь и диоксид углерода). Диоксид углерода забирается из объема кольцевой зоны обжига с вращающимся подом 12 дымососом 23.The device operates as follows. The rock is loaded into the loading device 2 of the shaft heater 1, from where it enters the shaft heater 1, filling it and its discharge chute 3. From the discharge chute 3, the rock enters the rotary hearth of the annular firing zone 13 with a rotating hearth 12. The rotational speed of the hearth 13 of the annular firing zone with a rotating hearth 12 is coordinated with the rate of feed of the rock into the loading device 2 so that the rock is distributed along the rotating hearth 12 in one layer. In one revolution of the rotating hearth 13, the rock scattered on it in one layer completely dissociates into lime and carbon dioxide. Lime is discharged by a plow discharger 17 into the feed chute 7 of the mine refrigerator 6, carbon dioxide is taken from the annular firing zone with a rotating hearth 12 of the exhaust fan 23. Lump lime is lowered through the mine refrigerator 6 to the unloading device 8, which provides discharge and lime at a rate consistent with the loading rate rocks of the loading device 2 of the shaft heater 1 and with the rotation speed of the rotating hearth 13 of the annular firing zone with the rotating hearth 12. Atmospheric air is supplied by a pressure fan 10 through the cooling air supply manifold 9 into the shaft refrigerator 6, through which it goes upward in countercurrent of the descending burnt lump of lime, taking heat from it. From the mine refrigerator 6, the heated air through the bypass pipe 11, bypassing the boot chute 7 of the mine cooler 6 filled with clod lime and the unloading chute 3 of the shaft heater 1 loaded with rock, enters the shaft heater 1, which goes upward in countercurrent to the falling rock, giving it back to mine refrigerator 6 warm. For better sealing of the internal volume of the annular firing zone with a rotating hearth 12 from the internal volumes of the shaft heater 1 and the shaft cooler 6, the unloading chute 3 of the shaft heater 1 can be equipped with a drum shutter (trefle), and the boot chute 7 of the shaft cooler 6 with a lock gate. The prepared gas-air mixture through the pipeline 19 enters the regenerative infrared gas burners 18, where it burns, giving off the heat of combustion to the shafts of the burners. The combustion products through the pipe 20 are taken by the exhaust fan 21 and through the collector 22 are fed into the shaft heater 1, through which they go upward in countercurrent to the descending rock, giving it its heat. The cooled mixture of air and combustion products is taken by the smoke exhauster 5 from the shaft heater 1 through the exhaust gas collector 4. The heat-shielded plafonds of regenerative infrared burners 18 emit thermal radiant energy that heats the rock, the walls of the annular chamber into the volume of the annular firing zone with a rotating hearth 12 firing with a rotating hearth 12 and its rotation under 13. In the process of radiant, convective and conductive heat exchanges between all designs of the annular firing zone with a rotating hearth 12 and Orod and between the lumps of rock, rock lumps of heat absorbed, which leads to its calcined (dissociation into lime and carbon dioxide). Carbon dioxide is taken from the volume of the annular firing zone with a rotating hearth 12 of the exhaust fan 23.

Комья рассыпанной в один слой на вращающемся поде породы не экранируют друг друга от потоков лучистого тепла от плафонов горелок, стен, крыши и пода кольцевой зоны обжига с вращающимся подом. Поэтому можно осуществлять предельно мягкий обжиг на нижнем диапазоне температур обжига известняка, вблизи 950°С.При этом крупные куски породы полностью обжигаются, а мелкие куски породы не достигают стадии пережога, так как при таких температурах не происходит перекристаллизации кристаллитов извести, являющейся физическим содержанием процесса пережога, как бы долго известь не находилась при этих температурах.Lumps of rock scattered in a single layer on a rotating hearth do not shield each other from radiant heat fluxes from lamp shades, walls, roof and hearth of an annular firing zone with a rotating hearth. Therefore, it is possible to carry out extremely soft calcination in the lower range of limestone calcination temperatures, near 950 ° C. Moreover, large pieces of rock are completely burned, and small pieces of rock do not reach the burn stage, since at such temperatures there is no recrystallization of lime crystallites, which is the physical content of the process burnout, no matter how long the lime is at these temperatures.

В герметизированном объеме кольцевой зоны обжига с вращающимся подом продукт диссоциации известняка - диоксид углерода не разбавляется другими газами и его концентрации в отходящих газах близка к 100%. Для дальнейшего использование в сахарном и химическом производстве полученный таким образом диоксид углерода можно разбавлять воздухом в необходимой пропорции.In the sealed volume of the annular firing zone with a rotating hearth, the product of limestone dissociation - carbon dioxide is not diluted with other gases and its concentration in the exhaust gases is close to 100%. For further use in sugar and chemical production, carbon dioxide thus obtained can be diluted with air in the required proportion.

Уменьшение длины пути, проходимого газом в шахте за счет использования байпасного трубопровода с практически нулевым аэродинамическим сопротивлением уменьшает потребную установленную мощность тягодутьевого оборудования, т.е. уменьшает капитальные затраты и эксплуатационные расходы.Reducing the length of the path traveled by gas in the mine through the use of a bypass pipe with almost zero aerodynamic drag reduces the required installed power of the draft equipment, i.e. reduces capital and operating costs.

Доказательство уменьшения капитальных затрат и эксплуатационных расходов в предлагаемом устройстве по сравнению с устройством-прототипом сводится к рассмотрению формулы Эргуна (Мартыненко О.Г., Михалевич А.А., Шикоз В.К. Справочник по теплообменникам. - В 2-х томах. - М.: Энергоатомиздат, 1987), которая описывает падение давления при течении газа сквозь пористый слойThe proof of the reduction of capital costs and operating costs in the proposed device compared to the prototype device is reduced to the consideration of the Ergun formula (Martynenko OG, Mikhalevich AA, Shikoz VK, Handbook of heat exchangers. - In 2 volumes. - M .: Energoatomizdat, 1987), which describes the pressure drop during gas flow through a porous layer

, ,

где: Δр - падение давления, L - длина пористого слоя, η - вязкость среды, ε - пористость среды, ρ - плотность среды, d - характерный размер частицwhere: Δp is the pressure drop, L is the length of the porous layer, η is the viscosity of the medium, ε is the porosity of the medium, ρ is the density of the medium, d is the characteristic particle size

Из этой формулы следует, что падение давления прямо пропорционально длине пути газа по пористому слою. Так как в предлагаемом устройстве большая часть газа проходит шахтный холодильник 6, байпасный трубопровод 11 и шахтный подогреватель 1, причем аэродинамическим сопротивлением байпасного трубопровода 11 можно пренебречь, то падение давления на предлагаемом устройстве будет настолько меньше падения давления на устройстве-прототипе, насколько суммарная высота рабочих объемов шахтного холодильника 6 и шахтного подогревателя 1 будет меньше высоты рабочего объема шахтной печи обжига известняка, т.е. на высоту зоны нагрева шахтной печи, которая составляет 20-30% полной высоты ее рабочего объема. Это означает, что, при одном и том же расходе газа, в предлагаемом устройстве можно использовать тягодутьевое оборудование на 20-30% меньшей установленной мощности, чем в устройстве прототипе, и, соответственно, на столько же уменьшаться эксплуатационные расходы на просасывание газов сквозь породу.From this formula it follows that the pressure drop is directly proportional to the length of the gas path through the porous layer. Since in the proposed device most of the gas passes through the mine cooler 6, the bypass pipe 11 and the mine heater 1, and the aerodynamic resistance of the bypass pipe 11 can be neglected, the pressure drop on the proposed device will be less than the pressure drop on the prototype device, as the total height of the workers the volume of the shaft refrigerator 6 and the shaft heater 1 will be less than the height of the working volume of the shaft limestone kiln, i.e. the height of the heating zone of the shaft furnace, which is 20-30% of the total height of its working volume. This means that, at the same gas flow rate, in the proposed device, it is possible to use draft equipment at 20-30% less installed power than in the prototype device, and, accordingly, the operating costs for gas suction through the rock can be reduced by the same amount.

Далее, пусть известняк полностью диссоциирует на известь и диоксид углерода по реакции:Further, let the limestone completely dissociate into lime and carbon dioxide by the reaction:

СаСО₃=СаО+СO₂ CaCO ₃ = CaO + CO ₂

Вес одного киломоля СаО равен 56 кг, а вес одного киломоля СО₂ равен 44 кг.The weight of one kilomole of CaO is 56 kg, and the weight of one kilomole of CO ₂ is 44 kg.

Значит, при получении 1000 кг извести получится 1000*(44/56)=786 кг диоксида углерода.So, when you get 1000 kg of lime you get 1000 * (44/56) = 786 kg of carbon dioxide.

Пусть для получения 1000 кг извести нужно сжечь N кг природного газа по реакции:Suppose that to obtain 1000 kg of lime, N kg of natural gas must be burned by the reaction:

СН₄+2O₂=СO₂+2Н₂OCH ₄ + 2O ₂ = CO ₂ + 2H ₂ O

Так как вес одного киломоля природного газа равен 16 кг, то для получения одной тонны извести нужно сжечь N/16=0,0625N киломолей газа, затратив на это 2*0,0625N=0,125N киломолей кислорода, или 0,125N*32=4N килограмм кислорода. Так как в воздухе на 1 часть кислорода содержится приблизительно 4 части азота, то при подаче воздуха на горение вместе с 4N килограмм кислорода будет подаваться еще 16N килограмм азота.Since the weight of one kilomole of natural gas is 16 kg, to produce one ton of lime you need to burn N / 16 = 0.0625N kilomoles of gas, spending 2 * 0.0625N = 0.125N kilomoles of oxygen, or 0.125N * 32 = 4N kilogram of oxygen. Since about 4 parts of nitrogen is contained in the air per 1 part of oxygen, another 16N kilogram of nitrogen will be supplied with 4N kilograms of oxygen when air is supplied for combustion.

Таким образом, в отходящих газах будет содержаться:Thus, the exhaust gases will contain:

(0,0625N)*44(0.0625N) * 44 =2,75N кг диоксида углерода от реакции горения природного газа;= 2.75N kg of carbon dioxide from the combustion reaction of natural gas; (0,0625N)*2*18(0.0625N) * 2 * 18 =2,25N кг паров воды от реакции горения природного газа;= 2.25N kg of water vapor from the combustion reaction of natural gas; 1000*(44/56)1000 * (44/56) =786 кг диоксида углерода от диссоциации известняка;= 786 kg of carbon dioxide from dissociation of limestone;

16N кг азота, балластирующего кислород воздуха.16N kg of nitrogen, ballasting air oxygen.

Таким образом, максимальная концентрация диоксида углерода в отходящих газах К будет равна:Thus, the maximum concentration of carbon dioxide in the exhaust gas K will be equal to:

К=(2,75N+786)/(2,75N+786+2,25N+16N)=(2,75+786/N)/(21+786/N).K = (2.75N + 786) / (2.75N + 786 + 2.25N + 16N) = (2.75 + 786 / N) / (21 + 786 / N).

В шахтных противоточных печах обжига известняка для получения 1 тонны извести расходуется (в зависимости от конструкции печи) приблизительно N=90-100 кг природного газа. То есть К ≈(2,75+7,86)/(21+7,86)=10,61/28,86=0,37.In shaft countercurrent limestone kilns, approximately N = 90-100 kg of natural gas is consumed (depending on the design of the furnace) to produce 1 ton of lime. That is, K ≈ (2.75 + 7.86) / (21 + 7.86) = 10.61 / 28.86 = 0.37.

Аналогичные расчеты можно произвести для пересыпной печи, отапливающейся углем. Так как при сжигании угля не образуется паров воды, то максимальная концентрация диоксида углерода будет несколько выше, чем у газовой печи, но и в этом случае есть физический предел около К≈0,4, больше которого достичь невозможно из-за балластировки кислорода воздуха азотом.Similar calculations can be made for a coal-fired furnace. Since coal vapor does not form water vapor, the maximum concentration of carbon dioxide will be slightly higher than that of a gas furnace, but in this case there is also a physical limit near K≈0.4, which cannot be reached more due to ballasting of atmospheric oxygen with nitrogen .

В предлагаемом устройстве К≈1,0, так как продукт диссоциации известняка не разбавляется продуктами сгорания топлива.In the proposed device, K≈1.0, since the product of dissociation of limestone is not diluted with the products of combustion of fuel.

Claims

A shaft furnace for calcining minerals containing a shaft heater, on the upper cut of which a loading device is installed, a collector for collecting exhaust gases from the shaft heater is installed under the loading device, connected by intake pipes to the internal volume of the shaft heater, a flue gas exhaust fan connected to the collector exhaust pipe by a suction pipe exhaust gas collection, the lower cut of the shaft heater is combined with the upper cut of the discharge chute, and the mine cooler IR, on the upper cut of which a charging chute is installed, to the lower cut of which an unloading device is connected, a cooling air inlet header is installed above the unloading device, the outlet pipes of which are connected to the internal volume of the shaft cooler, a pressure fan connected to the inlet pipe of the cooling air inlet collector, and the firing zone between the lower cut of the discharge heat of the shaft heater and the upper cut of the boot heat of the mine refrigerator, characterized in that it is equipped with regenerative infrared gas burners with radiating shades installed in the casing of the firing zone, a gas-air mixture supply pipeline to regenerative infrared gas burners, a combustion products intake pipe from regenerative infrared gas burners, a combustion products input manifold to a shaft heater mounted above the upper cut of the discharge flow , a flue gas exhaust fan installed between the intake pipe of combustion products from infrared burners and a lecturer for introducing combustion products into the mine heater, a bypass pipe installed between the mine refrigerator and the mine heater bypassing the firing zone, as well as a flue gas exhaust suction fan from the firing zone, the intake pipe of which is connected to the internal volume of the firing zone, the firing zone being made as a sealed annular firing zone with a rotating hearth and contains a rotating annular under, casing, rails, wheelsets and plow ejector installed inside the casing.