RU2654227C2 - Способ обжига карбонатного сырья в двухшахтной противоточной печи - Google Patents
Способ обжига карбонатного сырья в двухшахтной противоточной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654227C2 RU2654227C2 RU2015155800A RU2015155800A RU2654227C2 RU 2654227 C2 RU2654227 C2 RU 2654227C2 RU 2015155800 A RU2015155800 A RU 2015155800A RU 2015155800 A RU2015155800 A RU 2015155800A RU 2654227 C2 RU2654227 C2 RU 2654227C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- mines
- shaft
- raw materials
- carbonate
- Prior art date
Links
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 12
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 title abstract 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 19
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 8
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 8
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000012173 estrus Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical class [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/02—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces with two or more shafts or chambers, e.g. multi-storey
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
- C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
- C04B2/12—Preheating, burning calcining or cooling in shaft or vertical furnaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам обжига карбонатного сырья и устройствам для его осуществления и может быть использовано в металлургической и химической промышленности, в сахарной и других отраслях промышленности. Обжиг карбонатного сырья осуществляют в двухшахтной противоточной печи. При этом осуществляют сушку карбонатного сырья, нагрев, обжиг за счет тепла продуктов сгорания и охлаждение готового продукта. Печь содержит две шахты с кольцевыми коллекторами, соединенными перепускным каналом, и клапанами для сброса отходящих газов, воздуходувку и выносную топку и выполнена с возможностью цикличной работы шахт с чередованием в режиме нагрева и режиме выдержки карбонатного сырья в неподвижной газовой среде и импульсной подачи в шахты продуктов сгорания. При этом выносная топка установлена в перепускном канале, а воздуходувка выполнена с возможностью непрерывной подачи воздуха в шахты для охлаждения готового продукта и в горелку упомянутой топки. Каждая шахта снабжена газораспределительным керном. Изобретение позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты, расширяет фракционный и минеральный состав сырья. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение может быть использовано в металлургической и химической отраслях промышленности, в промышленности строительных материалов и строительства, в сахарной промышленности и других отраслях промышленного производства, где используются СаО и MgO.
Термическая диссоциация карбонатов кальция и магния - обратимая гетерогенная эндотермическая реакция, ее направление и скорость зависят от температуры и парциального давления паров углекислого газа (СО2) на поверхности куска карбоната.
В шахтных печах диссоциация доломита (СаСО3×MgCO3) наблюдается уже при 600°С, а известняка - при 810…850°С.
Известные способы обжига кусковых карбонатов, реализованные в противоточных, прямоточно-противоточных и прямоточно-противоточных регенеративных печах не содержат приемов и конструкций для цикличной (импульсной) диссоциации с целью ускорения прогрева сырья (А.В. Монастырев и Р.Ф. Галиахметов. Печи для производства извести. Справочник, стр. 149÷178. Воронеж. Истоки. 2011).
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности к достигаемому техническому результату является способ обжига кусковых материалов в шахтной печи, по которому подогрев его проводят в противотоке продуктов горения топлива, а обжиг - в прямотоке. При этом процессы осуществляют в двух разных шахтах. Рабочий режим в обеих шахтах чередуется регулярными интервалами. Топливо и воздух подаются в верхнюю часть шахт. Продукты горения в прямотоке с опускающимся материалом передают тепло и обжигают и затем через переходный (перепускной) канал поступают во вторую шахту, в которой в противотоке с материалом подогревают его, при этом охлаждающий воздух в переходном канале смешивается с продуктами горения, поступающими из обжиговых шахт.
В последующей фазе процесса чередуется роль шахт, цикл периодически повторяется.
Топливо и воздух подают попеременно в обе шахты: топливо - вертикальными горелочными трубами, входящими в столб материала; воздух вдувают из атмосферы. Материал загружают в обе шахты также попеременно. Отходящие печные газы удаляются из шахты подогрева материала (патент Швейцарии №647313, кл. F27B 1/00, 1980).
Недостатками известного способа обжига карбонатного сырья и шахтной печи для его осуществления являются:
- использование отмытого сырья для увеличения времени забивания пылью коллекторов и перепускного канала;
- высокие требования к прочности сырья с целью снижения образования пыли при истирании его в шахтах печи;
- высокое суммарное гидравлическое сопротивление двух шахт и перепускного канала делает нецелесообразным обжиг карбонатного сырья фракцией мене 30 мм;
- использование жаропрочных сталей в зонах обжига печи (пиковые горелки). Число горелок в зависимости от диаметра шахты составляет 9-40 штук. Стойкость пиковых горелок колеблется от 0,5 до 1 года;
- используется сложная система управления горелками, обусловленная периодическим розжигом и тушением в соответствии с циклом.
Таким образом, техническая сложность и громоздкость системы отопления и управления, необходимость подготовки к обжигу карбонатного сырья существенно повышают удельные и капитальные затраты и, следовательно, себестоимость готовой продукции.
Задача изобретения:
- обжиг не отмытого сырья фракцией 10÷30 и 30÷80 мм (до 120 мм);
- упрощение системы отопления и управления (замена многочисленных пиковых горелок одной топкой);
- увеличение межремонтного периода вследствие увеличения надежности сожигательных устройств.
Задача изобретения достигается тем, что в двухшахтной противоточной печи осуществляют цикличную работу шахт, имеющих кольцевые коллекторы и соединяющий их перепускной канал, оснащенный топкой, с чередованием работы шахт в режиме нагрева и в режиме выдержки карбонатного сырья в неподвижной газовой среде, при этом продукты сгорания импульсно подают в шахты через кольцевые коллекторы путем открывания-закрывания клапанов для сброса отходящих газов в одной и другой шахтах. При этом в топке сжигают газ с коэффициентом избытка воздуха 0,6÷0,8, а полугаз дожигают в шахте воздухом, подаваемым на охлаждение продукта.
Вместе с тем, двухшахтная противоточная печь для обжига карбонатного сырья, содержащая две шахты с кольцевыми коллекторами, соединенными перепускным каналом, и клапанами для сброса отходящих газов, воздуходувку и выносную топку, выполнена с возможностью цикличной работы шахт с чередованием в режиме нагрева и режиме выдержки карбонатного сырья в неподвижной газовой среде и импульсной подачи в шахты продуктов сгорания, при этом выносная топка установлена в перепускном канале, а воздуходувка непрерывно подает воздух в шахты для охлаждения готового продукта и горелку упомянутой топки. Кроме того, каждая шахта снабжена газораспределительным керном.
Процесс тепловой обработки кускового карбонатного сырья в шахтных печах проходит этапы сушки, нагрева и диссоциации (обжига) и охлаждения продукта.
С началом диссоциации карбоната (600÷810)°С скорость теплопередачи вовнутрь куска тормозится встречным выходом углекислого газа к поверхности, вследствие чего увеличивается время прогрева минерала до температуры диссоциации.
Конфликтная ситуация с прогревом куска устраняется периодическим подавлением процесса диссоциации путем создания равновесного парциального давления углекислого газа внутри и на поверхности минерала, что достигается прекращением отвода углекислого газа с поверхности куска.
В соответствии с вышеизложенным, процесс диссоциации в двухшахтной противоточной печи проводят импульсно, чередуя нагрев карбонатов горячим теплоносителем в одной шахте с выдержкой в неподвижной газовой среде в другой шахте и наоборот, при этом теплоноситель в кольцевые коллектора шахт подают от одной топки без устройства между ними отключающих устройств.
Противоточный импульсный способ обжига карбонатного сырья в двухшахтной печи и двухшахтная печь для его осуществления представляют собой единое изобретение, поскольку без предлагаемого устройства невозможно осуществление способа.
Способ поочередной подачи теплоносителя в два регенератора из общей топки без установки отключающих устройств между ними был реализован в 1985÷1990 гг. на Саранском литейном заводе «Центролит» им. 50-летия ВЛКСМ (а.с. SU 1235909 А1, С21В 9/04, 1984 г.).
На фиг. 1 изображена схема двухшахтной печи, реализующая противоточный импульсный способ обжига карбонатного сырья.
Устройство состоит из шахт 1 и 2, имеющих кольцевые коллекторы 3 и 4 и перепускной канал 5, их соединяющий. Перепускной канал 5 снабжен выносной топкой 10, оснащенной горелкой 12. Воздуходувкой 20 подается воздух по трубопроводам 14 в шахты 1и 2 на охлаждение продукта, а через дутьевые конусы 13 по трубопроводу 15 подается воздух на горение в топку 10. Каждая из шахт оснащена газораспределительным керном 11.
Печь имеет загрузочный конвейер 6 подачи карбонатного сырья в загрузочный бункер 7, загрузочную течку 8 и отсечные клапаны 9 на подаче сырья в шахты 1 и 2, выгрузные устройства 16, бункер готового продукта 17, питатель 18, конвейер готового продукта 19.
Шахта 1 оснащена патрубком 21 с клапаном 22 для сброса отходящих газов.
Шахта 2 оснащена патрубком 23 с клапаном 24 для сброса отходящих газов.
Газораспределительный керн 11 установлен для выравнивания температурного поля по сечению шахты.
Печь работает следующим образом.
Карбонатное сырье фракцией 10÷30 мм или 30÷80 мм конвейером 6 подается в загрузочный бункер 7, где поддерживается заданный уровень. По течкам 8 путем открывания клапанов 9 производится загрузка сырья в шахту 1 или 2, которая находится под разрежением. Загрузка производится в соответствии с циклом в шахту 1 или 2. В шахтах 1 и 2 сырье сушится, подогревается и обжигается за счет тепла продуктов сгорания, поступающих импульсно из топки 12 то в одну, то в другую шахты. После обжига готовая продукция охлаждается холодным воздухом, подаваемым воздуходувкой 20 через дутьевые конусы 13 в шахты, а также - на горение в горелку 12 топки 10. Воздух подается непрерывно.
Импульсная подача теплоносителя в шахты обеспечивается работой клапанов 22 и 24. При закрытом клапане 22 и открытом 24 продукты сгорания из топки 10 поступают в шахту 2. При закрытом клапане 24 и открытом 22 продукты сгорания из топки 10 поступают только в шахту 1.
После охлаждения готовая продукция через устройства выгрузки 16 поступает в бункер 17, откуда питателем 18 подается на конвейер готового продукта.
С целью уменьшения объема продуктов сгорания и снижения температуры горения в топке топливный газ сжигают с коэффициентом избытка воздуха 0,6÷0,8, а дожигание полугаза осуществляют в шахте воздухом, подаваемым на охлаждение.
Claims (4)
1. Способ обжига карбонатного сырья в двухшахтной противоточной печи, включающий сушку, нагрев, обжиг за счет тепла продуктов сгорания и охлаждение готового продукта, отличающийся тем, что осуществляют цикличную работу шахт, имеющих кольцевые коллекторы и соединяющий их перепускной канал, оснащенный топкой, с чередованием работы шахт в режиме нагрева и в режиме выдержки карбонатного сырья в неподвижной газовой среде, при этом продукты сгорания импульсно подают в шахты через кольцевые коллекторы путем открывания-закрывания клапанов для сброса отходящих газов в одной и другой шахтах.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в топке сжигают газ с коэффициентом избытка воздуха 0,6÷0,8, и полугаз дожигают в шахте воздухом, подаваемым на охлаждение продукта.
3. Двухшахтная противоточная печь для обжига карбонатного сырья, содержащая две шахты с кольцевыми коллекторами, соединенными перепускным каналом, и клапанами для сброса отходящих газов, воздуходувку и выносную топку, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью цикличной работы шахт с чередованием в режиме нагрева и режиме выдержки карбонатного сырья в неподвижной газовой среде и импульсной подачи в шахты продуктов сгорания, при этом выносная топка установлена в перепускном канале, а воздуходувка выполнена с возможностью непрерывной подачи воздуха в шахты для охлаждения готового продукта и в горелку упомянутой топки.
4. Печь по п. 3, отличающаяся тем, что каждая шахта снабжена газораспределительным керном.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015155800A RU2654227C2 (ru) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Способ обжига карбонатного сырья в двухшахтной противоточной печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015155800A RU2654227C2 (ru) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Способ обжига карбонатного сырья в двухшахтной противоточной печи |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015155800A RU2015155800A (ru) | 2017-06-28 |
| RU2654227C2 true RU2654227C2 (ru) | 2018-05-17 |
Family
ID=59309517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015155800A RU2654227C2 (ru) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Способ обжига карбонатного сырья в двухшахтной противоточной печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2654227C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2075163A (en) * | 1980-12-19 | 1981-11-11 | Maerz Ofenbau | Regenerative shaft furnace |
| SU1330430A1 (ru) * | 1985-09-23 | 1987-08-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Способ обжига карбонатных материалов |
| RU2085816C1 (ru) * | 1993-07-06 | 1997-07-27 | Акционерное общество открытого типа "Западно-Сибирский металлургический комбинат" | Способ обжига кусковых карбонатных пород в двухшахтной прямоточно-противоточной печи |
| RU2194931C2 (ru) * | 2001-02-07 | 2002-12-20 | Решетняк Александр Филиппович | Шахтная печь для обжига известняка |
| RU2538844C2 (ru) * | 2009-12-15 | 2015-01-10 | Мерц Офенбау Аг | Прямоточно-противоточная регенеративная печь для обжига известняка, а также способ ее эксплуатации |
-
2015
- 2015-12-24 RU RU2015155800A patent/RU2654227C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2075163A (en) * | 1980-12-19 | 1981-11-11 | Maerz Ofenbau | Regenerative shaft furnace |
| SU1330430A1 (ru) * | 1985-09-23 | 1987-08-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Способ обжига карбонатных материалов |
| RU2085816C1 (ru) * | 1993-07-06 | 1997-07-27 | Акционерное общество открытого типа "Западно-Сибирский металлургический комбинат" | Способ обжига кусковых карбонатных пород в двухшахтной прямоточно-противоточной печи |
| RU2194931C2 (ru) * | 2001-02-07 | 2002-12-20 | Решетняк Александр Филиппович | Шахтная печь для обжига известняка |
| RU2538844C2 (ru) * | 2009-12-15 | 2015-01-10 | Мерц Офенбау Аг | Прямоточно-противоточная регенеративная печь для обжига известняка, а также способ ее эксплуатации |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015155800A (ru) | 2017-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200048146A1 (en) | Lime kiln apparatus fully recycling co2 | |
| US9709331B2 (en) | Plant and method for the production of cement clinker | |
| CN101269919A (zh) | 一种煅烧物料的方法及其竖窑装置 | |
| CN101921073B (zh) | 一种生产石灰的方法和机械 | |
| CN102557492A (zh) | 一种蓄热式双膛石灰窑 | |
| EA025386B1 (ru) | Устройство и способ термической обработки окомкованного или агломерированного материала | |
| RU2654227C2 (ru) | Способ обжига карбонатного сырья в двухшахтной противоточной печи | |
| UA81952C2 (ru) | Способ обжига кускового материала, в частности известняка | |
| EP2245404A1 (en) | Improved burning system | |
| EP2913612A1 (en) | Combustion system for the production of ceramic linings | |
| EP2913611A1 (en) | Hydraulic-binder rotary-furnace operation | |
| RU2376539C2 (ru) | Способ термической обработки сыпучих материалов в печи шахтного типа | |
| CN202002465U (zh) | 一种绝热陶瓷饰面砖烧成辊道窑 | |
| CN102183142B (zh) | 一种半蓄热式旋转床设备及生产大尺寸高活度石灰的工艺方法 | |
| RU2425312C2 (ru) | Шахтная печь для обжига кусковых материалов | |
| RU2321809C2 (ru) | Шахтная печь для обжига кусковых материалов | |
| RU2303759C1 (ru) | Шахтная печь для производства гранулированного обожженного оксида кальция | |
| CN202092458U (zh) | 一种半蓄热式旋转床设备 | |
| SU1059391A1 (ru) | Шахтна печь | |
| SU717508A1 (ru) | Устройство дл термообработки сыпучего гранулированного материала | |
| SU1315478A1 (ru) | Способ обжига сидеритовых руд и шахтна печь дл его осуществлени | |
| RU2791072C1 (ru) | Циклонная печь для обжига мелкодисперсных материалов | |
| SU147521A1 (ru) | Шахтна печь дл обжига перлита | |
| SU1330430A1 (ru) | Способ обжига карбонатных материалов | |
| SU1020737A1 (ru) | Установка дл обжига сырьевого материала |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180619 |