RU2012543C1

RU2012543C1 - Method of calcination of mineral raw material-limestone

Info

Publication number: RU2012543C1
Authority: RU
Inventors: Е.П. Маков; Г.А. Евсеев; С.П. Маков; В.И. Витковская
Original assignee: Кооператив "Мак и Ко"
Priority date: 1991-04-29
Filing date: 1991-04-29
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: calcination of lump or granular materials, can also be used in chemical industry, building materials industry, metallurgy and in other branches of industry. SUBSTANCE: at a change of the fractional composition the height of the firing zone is adjusted without a shutdown of the furnace. Adjustment of the height of the firing zone is accomplished by reversal of the height of the rarefaction zone upward for a coarse-fraction material and downward - for a fine-fraction material. EFFECT: stabilized calcination conditions at a variable grain composition of raw material without worsening of product quality. 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам обжига различных кусковых и гранулированных материалов и может быть использовано в химической промышленности, промышленности строительных материалов, металлургии и в других отраслях промышленности. The invention relates to methods for roasting various lumpy and granular materials and can be used in the chemical industry, the industry of building materials, metallurgy and other industries.

Известен способ обжига минерального сырья путем приготовления сырьевой смеси с твердым топливом и его сжигания в гравитационном подающем слое в перекрестном токе материала теплоносителя, в котором в интервале температур 250-1200-1400^оС материал нагревают со скоростью 1,2-7,5 град/с при газопроницаемости 0,4-7,5 м/с.A method is known of minerals by firing the raw mixture preparation with the solid fuel and burning it in the gravity feed layer in a cross-current heat carrier material, wherein the temperature range 250-1200-1400 ^C. material is heated at a speed of 1,2-7,5 ° / s with a gas permeability of 0.4-7.5 m / s.

Недостатком способа является недожог материала в слое, контактирующем с вводом теплоносителя из-за отсутствия его термоподготовки перед зажиганием топлива в слое. Количество недожога составляет 5-20% и зависит от температуры теплоносителя, ширины слоя и размера зерен обжигаемого материала. Кроме того, данный способ рассчитан на принудительное зажигание твердого топлива в слое, которое требует отдельного (вне слоя) сжигания части беззольного газообразного или жидкого горючего, что усложняет процесс обжига и является его недостатком. The disadvantage of this method is the burning of material in the layer in contact with the input of the coolant due to the lack of heat treatment before igniting the fuel in the layer. The amount of underburning is 5-20% and depends on the temperature of the coolant, the width of the layer and the grain size of the calcined material. In addition, this method is designed for forced ignition of solid fuel in the layer, which requires a separate (outside the layer) burning part of ashless gaseous or liquid fuel, which complicates the firing process and is its disadvantage.

Таким образом, в реальных условиях обжига, при которых неизбежны изменения гранулометрического состава обжигаемой шихты, способ линии регулирования стабилизации процесса в зоне поджога, что является его недостатком. Thus, in real conditions of firing, in which changes in the particle size distribution of the burnt mixture are inevitable, the method for regulating the stabilization of the process in the arson zone is a drawback.

Целью изобретения является стабилизация процесса обжига и повышение качества продукта. The aim of the invention is the stabilization of the firing process and improving the quality of the product.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обжига минерального сырья, включающем приготовление шихты с твердым топливом с последующем зажиганием и сжиганием твердого топлива в гравитационном подающем слоем материала при перекрестной подаче теплоносителя в зоны зажигания твердого топлива в противоток шихты с образованием фильтрующей зоны и зоны разряжения, высоту зоны поджога регулируют путем реверсивного перемещения высоты зоны разряжения. This goal is achieved by the fact that in the method of firing mineral raw materials, including the preparation of a charge with solid fuel, followed by ignition and burning of solid fuel in a gravitational feed layer of material when the heat carrier cross-flows into the ignition zone of solid fuel into the countercurrent charge with the formation of a filtering zone and a discharge zone, the height of the arson zone is controlled by reversing the height of the discharge zone.

В нормальных условиях обжига, при соблюдении оптимальной гранулометрии материала (5-30 мм), высота противоточной фильтрации теплоносителя имеет среднее значение и составляет 0,406 ширины слоя материала. При попадании мелкофракционного материала (1-5 мм) в результате каких-либо технологических нарушений, при дроблении материала или грануляции шихты, высоту зоны поджога в процессе термообработки (без остановок) уменьшают до минимальной величины 0,2 ширины слоя. В этом случае обеспечивается поджог горючего без нарушения тягодутьевого режима. При попадании крупнофракционного материала (10-60 мм), высоту зоны поджога в процессе термообработки (без остановок) увеличивают до максимальной величины ширины слоя материала. Это обеспечивает поджог горючего без нарушения тягодутьевого режима. Under normal conditions of firing, subject to the optimal particle size distribution (5-30 mm), the height of the countercurrent filtration of the coolant is average and is 0.406 material layer widths. If fine-grained material (1-5 mm) gets in as a result of any technological violations, when crushing the material or granulating the charge, the height of the arson zone during heat treatment (without stopping) is reduced to a minimum value of 0.2 layer width. In this case, the arson of the fuel is ensured without violating the draft regime. When coarse material (10-60 mm) gets in, the height of the arson zone during the heat treatment (without stopping) is increased to the maximum width of the material layer. This ensures that the fuel is set on fire without violating the draft regime.

Способ осуществляется следующим образом:
Гранулированный или кусковой материал в смеси с твердым топливом подают на обжиг по стрелке 1 и выводят из слоя по стрелке 2. Теплоноситель из холодильника подают в противоток на поджог по стрелке 3 и в перекрестный ток по стрелке 4 и выводят из слоя из зоны поджога через зону разряжения 5 по стрелке 6. Материал в зоне поджога фильтруется по стрелке 7. Из зоны перекрестно-точной фильтрации (зоны обжига) отходящие газы выводятся по стрелке 8. Термоподготовку материала и самозажигание в нем твердого топлива производят в противотоке в зоне, показанной четырехугольником AA₁C₁C. Высоту зоны противоточной термоподготовки регулируют путем реверсивного перемещения (вверх-вниз) зоны разряжения 5. Перемещая эту зону вверх, увеличивают высоту места отвода отходящих газов из зоны поджога, а следовательно, увеличивают и высоту зоны противоточной фильтрации, что рационально при обжиге крупнофракционного материала, а при обжиге мелкофракционного материала уменьшают. После термоподготовки и поджога в нем твердого топлива материал под действием гравитации движется вниз и подвергается дальнейшей термообработке в зоне четырехугольника C₁C₂D₂D₁ в перекрестном токе с теплоносителем. За счет того, что теплоноситель, подаваемый по стрелке 4, имеет температуру ниже температуры обжига, образуется зона охлаждения продукта, представленная треугольником C₁C₂D₂, в которой теплоноситель нагревается до температуры обжига и окисляет топливо в зоне 1 слоевого сжигания. Затем отработанный бескислородный теплоноситель поступает в зону II, где нагревает материал. Охлажденный теплоноситель выводится по стрелке 8.The method is as follows:
Granular or lumpy material mixed with solid fuel is fired in accordance with arrow 1 and removed from the layer in direction of arrow 2. The coolant from the refrigerator is supplied in countercurrent to arson in direction of arrow 3 and into the cross current in direction of arrow 4 and removed from the layer from the arson area through the zone rarefaction 5 in the direction of arrow 6. The material in the arson zone is filtered in the direction of arrow 7. From the cross-precision filtration zone (firing zone), the exhaust gases are discharged in direction of arrow 8. The material is heat treated and self-igniting solid fuel in it in counterflow in the zone shown th quadrilateral AA ₁ C. ₁ C countercurrent height of a thermal treatment zone is controlled by a reversing movement (up and down) discharge zone 5. By moving this zone upwards to increase the height of the flue gas space of the burning zone and hence to increase the height and countercurrent filtration zone, which is rational when firing a coarse material, and when firing a coarse material is reduced. After heat treatment and burning of solid fuel in it, the material moves downward under the influence of gravity and undergoes further heat treatment in the zone of the quadrangle C ₁ C ₂ D ₂ D ₁ in a cross current with a heat carrier. Due to the fact that the coolant supplied in arrow 4 has a temperature below the firing temperature, a product cooling zone is formed, represented by the triangle C ₁ C ₂ D ₂ , in which the coolant is heated to the firing temperature and oxidizes the fuel in the layer 1 combustion zone. Then, the spent oxygen-free coolant enters zone II, where it heats the material. The cooled coolant is displayed in the direction of arrow 8.

Регулирование высоты противоточной фильтрации теплоносителя в зоне поджога в процессе термообработки материала позволяет, несмотря на изменение грансостава материала, поддерживать оптимальный режим поджога. Adjusting the height of the counterflow filtration of the coolant in the arson zone during the heat treatment of the material allows, despite the change in the material composition, to maintain the optimal arson mode.

Для выполнения примеров способа была изготовлена установка, оснащенная противоточным реактором, в котором производилось самовоспламенение твердого топлива в материале за счет подачи воздуха с температурой 500^оС из холодильника продукта. Отходящие газы из реактора отводились вытяжным вентилятором через систему газоходов, подведенных к слою материала через отверстия, выполненные в стенке реактора и расположенные друг под другом на высоте 0,2-1 ширины слоя. Система задвижек позволяет вводить в работу газоход, расположенный на требуемой для данного грансостава высоте слоя и тем самым регулировать высоту зоны поджога в процессе термообработки без остановки печи и реактора на переоснащение.To perform the process examples was manufactured installation equipped with a countercurrent reactor, wherein the solid fuel autoignition produced in the material by supplying air with a temperature of 500 ^{° C} product from the refrigerator. Exhaust gases from the reactor were discharged by an exhaust fan through a system of flues supplied to the material layer through openings made in the reactor wall and located one below the other at a height of 0.2-1 layer widths. The valve system allows you to put into operation a gas duct located at the layer height required for a given grain composition and thereby control the height of the arson zone during heat treatment without stopping the furnace and reactor for re-equipment.

Эксперименты проводились при газопроницаемости 0,6 м/с. В качестве минерального сырья был использован известняк с содержанием CaCO₃ равным 95,6% . В качестве твердого топлива использовался каменный уголь с Q $\binom{P}{H}$ = 5500 ккал/кг, который в известняк вводился в пересыпку. Обжигу подлежали фракции 1-3: 3-10, 10-20 мм.The experiments were carried out at a gas permeability of 0.6 m / s. Limestone with a CaCO ₃ content of 95.6% was used as a mineral raw material. Coal with Q was used as solid fuel $\binom{P}{H}$ = 5500 kcal / kg, which was introduced into the limestone in the filling. Fractions 1-3: 3-10, 10-20 mm were subject to firing.

П р и м е р 1. В реактор загружали известняк фракции 3-10 мм в пересыпку с каменным углем. Оптимальную высоту зоны противоточной фильтрации устанавливали из опыта, она оказалась равной 0,6 ширины слоя. Качество продукта определяли по степени термообработки. PRI me R 1. In the reactor was loaded with limestone fraction 3-10 mm in a bed of coal. The optimal height of the countercurrent filtration zone was established from experience; it turned out to be equal to 0.6 of the layer width. Product quality was determined by the degree of heat treatment.

П р и м е р 2. То же, что и пример 1, но обработке подвергали материал фракции 1-3. Высота зоны фильтрации оставалась той же, что и в примере 1 равной 0,6 ширины слоя. Снижение размера частиц материала привело к снижению качества продукта и к потере тепла с отходящими газами. PRI me R 2. The same as example 1, but subjected to processing material fraction 1-3. The height of the filtration zone remained the same as in example 1 equal to 0.6 layer width. Reducing the particle size of the material has led to a decrease in product quality and to the loss of heat with exhaust gases.

П р и м е р 3. То же, что примеры 1,2, но термообработке подвергали материал фракции 10-20 мм. Установлено, что при той же высоте зоны противоточной фильтрации, что и для фракции 3-10, снижается качество продукта. PRI me R 3. Same as examples 1,2, but the material of the fraction of 10-20 mm was subjected to heat treatment. It was found that at the same height of the counterflow filtration zone as for fraction 3-10, the quality of the product decreases.

П р и м е р 4. То же, что и пример 1, выполнен в опытной установке для сравнения с результатами обжига других фракций при одновременном регулировании высоты зоны противоточной фильтрации. PRI me R 4. The same as example 1, is made in a pilot plant for comparison with the results of firing other fractions while adjusting the height of the zone countercurrent filtration.

П р и м е р 5. Обжигу подвергался материал фракции 1-3 мм. Высота зоны противоточной фильтрации изменена в процессе обжига и установлена равной 0,2 ширины слоя. Качество продукта не ухудшилось. PRI me R 5. The material of the fraction 1-3 mm was fired. The height of the counterflow filtration zone is changed during the firing process and is set equal to 0.2 of the layer width. Product quality has not deteriorated.

П р и м е р 6. То же, что и пример 5, но обжигу подвергался материал фракции 10-20 мм. Высота зоны противоточной фильтрации установлена равной 0,8 ширины слоя материала. PRI me R 6. The same as example 5, but the material of the fraction of 10-20 mm was fired. The height of the counterflow filtration zone is set equal to 0.8 of the width of the material layer.

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Как видно из таблицы, регулирование высоты зоны поджога при изменении фракционного состава материала позволяет стабилизировать режим обжига без остановки печи, и это дает возможность не ухудшить качество продукта при изменении размера обжигаемых частиц. As can be seen from the table, adjusting the height of the arson zone when changing the fractional composition of the material allows you to stabilize the firing mode without stopping the furnace, and this makes it possible not to degrade the quality of the product when changing the size of the fired particles.

Claims

METHOD FOR FIRING MINERAL RAW MATERIALS - Lime, including the preparation of a mixture with solid fuel, followed by ignition and burning of solid fuel in a gravitational falling layer during the cross-flow of coolant into the ignition zone of solid fuel in countercurrent charge with the formation of a filtering zone and a rarefaction zone, characterized in that, s In order to stabilize the firing process and improve the quality of the product, the height of the arson zone is controlled by reversing the height of the rarefaction zone.