RU2772158C2 - Method and system for reducing ring formation in lime kilns - Google Patents
Method and system for reducing ring formation in lime kilns Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772158C2 RU2772158C2 RU2018133606A RU2018133606A RU2772158C2 RU 2772158 C2 RU2772158 C2 RU 2772158C2 RU 2018133606 A RU2018133606 A RU 2018133606A RU 2018133606 A RU2018133606 A RU 2018133606A RU 2772158 C2 RU2772158 C2 RU 2772158C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- kiln
- rotary kiln
- injection site
- burner
- Prior art date
Links
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 title claims abstract description 68
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 title claims abstract description 68
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 title claims abstract description 68
- 239000004571 lime Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 230000001603 reducing Effects 0.000 title abstract description 12
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 8
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 21
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 abstract description 5
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 64
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 20
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 14
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 241001487991 Lettuce chlorosis virus Species 0.000 description 9
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 5
- 229940036248 Turpentine Drugs 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 5
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WQOXQRCZOLPYPM-UHFFFAOYSA-N Dimethyl disulfide Chemical compound CSSC WQOXQRCZOLPYPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N methyl sulfide Chemical compound CSC QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052813 nitrogen oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N Sodium sulfide Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 2
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 210000000009 suboesophageal ganglion Anatomy 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- -1 thiols Chemical class 0.000 description 2
- 239000005436 troposphere Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 101700046077 HRP Proteins 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L Magnesium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L Sulphite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N TiO Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209149 Zea Species 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated Effects 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 235000005824 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 230000001351 cycling Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 150000003385 sodium Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000010907 stover Substances 0.000 description 1
- 239000005437 stratosphere Substances 0.000 description 1
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001929 titanium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ1. FIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее раскрытие относится в основном к контролю загрязнения и управления загрязнением в протяженных вращающихся обжиговых печах, а точнее к снижению содержания оксидов азота («NOX») и к ослаблению накопления минеральных веществ в середине печи в печах для известкового шлама, используемых для химической регенерации в целлюлозно-бумажной промышленности.[0001] This disclosure relates generally to pollution control and pollution management in long-distance rotary kilns, and more specifically to the reduction of oxides of nitrogen (“NO X ”) and to the reduction of mineral buildup in the middle of the kiln in lime mud kilns used for chemical regeneration in the pulp and paper industry.
2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ2. STATE OF THE ART
[0002] Существует несколько способов для получения целлюлозы в промышленном масштабе, и изготовители стремятся классифицировать эти способы в качестве одной из трех общих категорий: химическое получение целлюлозы, механическое получение целлюлозы и смешанное получение целлюлозы. Смешанное получение целлюлозы включает в себя различные аспекты, как химического, так и механического получения целлюлозы. Вкратце, механическое получение целлюлозы часто включает в себя подачу лигноцеллюлозного материала (например, древесной стружки, багассы, кукурузной соломы, утилизированной макулатуры или другого материала, содержащего белка лигнина и целлюлозных полимеров) через серию размалывающих дисков. Размалывающие диски измельчают лигноцеллюлозный материал до достижения желаемого уровня целлюлозы. Операторы измельчителей могут дополнительно обрабатывать эту целлюлозу, с образованием нескольких продуктов на основе целлюлозы (например, бумаги, упаковочного материала, абсорбирующих наполнителей и т.д.); или операторы измельчителей могут продавать целлюлозу оптом.[0002] There are several methods for producing pulp on an industrial scale, and manufacturers tend to classify these methods into one of three general categories: chemical pulping, mechanical pulping, and mixed pulping. Mixed pulping includes various aspects of both chemical and mechanical pulping. Briefly, mechanical pulping often involves feeding lignocellulosic material (eg, wood chips, bagasse, corn stover, recycled paper, or other material containing lignin protein and cellulosic polymers) through a series of grinding discs. The grinding discs grind the lignocellulosic material to the desired pulp level. Shredder operators can further process this pulp into several pulp-based products (eg paper, packaging material, absorbent fillers, etc.); or shredder operators may sell pulp in bulk.
[0003] В химических способах операторы измельчителей обрабатывают лигноцеллюлозный материал сильными кислотами, либо сильными основаниями, для отделения лигнина от целлюлозных волокон. Операторы затем могут отделять, промывать и подвергать дальнейшей обработке целлюлозные волокна, с образованием целлюлозы или других продуктов на основе целлюлозы. Примеры химической обработки включают в себя сульфатную варку (также известную как «сульфатный способ»), сульфитный способ, способ натронной варки целлюлозы и способ варки полуцеллюлозы.[0003] In chemical processes, shredder operators treat lignocellulosic material with either strong acids or strong bases to separate lignin from the cellulose fibers. Operators can then separate, wash and further process the cellulose fibers to form cellulose or other cellulose-based products. Examples of the chemical treatment include the kraft pulping (also known as the "sulphate process"), the sulphite pulping process, the soda pulping process, and the semi-pulp pulping process.
[0004] Тогда как обработка химикатов для каждого типа химического способа может изменяться, операторы измельчителей часто восстанавливают и повторно используют эти технологические химикаты для экономного управления измельчителем. Например, в сульфатной варке операторы измельчителей готовят лигноцеллюлозный материал с помощью «белого щелока» в крупных герметизированных автоклавах. Белый щелок содержит гидроксид натрия (NaOH) и сульфид натрия (Na2S). После приготовления, взвесь израсходованного химического щелока и необработанная целлюлоза, имеющих непостоянные размеры частиц, покидает автоклав. Израсходованный химический щелок обычно известен как «черный щелок» и содержит органические и неорганические соединения, оставшиеся от процесса варки.[0004] While the processing chemicals for each type of chemical process may vary, grinder operators often recover and reuse these process chemicals to economically operate the grinder. For example, in kraft pulping, grinder operators prepare lignocellulosic material with "white liquor" in large sealed autoclaves. White liquor contains sodium hydroxide (NaOH) and sodium sulfide (Na 2 S). After cooking, a slurry of spent chemical liquor and raw pulp, having variable particle sizes, leaves the autoclave. The spent chemical liquor is commonly known as "black liquor" and contains organic and inorganic compounds left over from the pulping process.
[0005] Тогда как необработанную целлюлозу подвергают дополнительной обработке, процесс химической регенерации начинается с изоляции, концентрирования, а затем - переноса черного щелока в котел для химического восстановления. Котел для химического восстановления позволяет испарять избыточную влагу, и неорганические соединения в черном щелоке подвергаются пиролизу. Эти неорганические соединения накапливаются в виде расплавленных солей («расплава») на дне котла-регенератора и, в конце концов, втекают в соседний бак плава. Бак плава обычно содержит «слабый белый щелок», содержащий щелоки, используемые для промывки известкового шлама и других осадков. При контактировании со слабым белым щелоком, расплав реагирует и смешивается со слабым белым щелоком, с образованием «зеленого щелока». Зеленый щелок содержит первый компонент белого щелока, сульфид натрия (Na2S) и побочный продукт - карбонат натрия (Na2CO3).[0005] While the raw pulp is further processed, the chemical recovery process begins by isolating, concentrating, and then transferring the black liquor to a chemical recovery kettle. The chemical reduction boiler allows excess moisture to evaporate and the inorganic compounds in the black liquor are pyrolyzed. These inorganic compounds accumulate as molten salts (“melt”) at the bottom of the recovery boiler and eventually flow into the adjacent molten tank. The smelt tank usually contains "weak white liquor" containing liquors used to wash lime mud and other sediments. Upon contact with the weak white liquor, the melt reacts and mixes with the weak white liquor to form "green liquor". Green liquor contains the first component of white liquor, sodium sulfide (Na 2 S) and a by-product, sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
[0006] Операторы затем очищают и подают зеленый щелок в смеситель и добавляют оксид кальция (CaO) и воду. Оксид кальция обычно известен как «негашеная известь». Негашеная известь экзотермически реагирует с водой, с получением гидроксида кальция, (Ca(OH)2). Гидроксид кальция затем реагирует с карбонатом натрия в зеленом щелоке, с получением другого компонента белого щелока, - гидроксида натрия (NaOH) и побочного продукта карбоната кальция (CaCO3). Карбонат кальция обычно известен как «известковый шлам».[0006] The operators then purify and feed the green liquor into the mixer and add calcium oxide (CaO) and water. Calcium oxide is commonly known as "quicklime". Quicklime reacts exothermically with water to form calcium hydroxide, (Ca(OH) 2 ). The calcium hydroxide is then reacted with the sodium carbonate in the green liquor to produce the other component of the white liquor, sodium hydroxide (NaOH) and the by-product calcium carbonate (CaCO 3 ). Calcium carbonate is commonly known as "lime mud".
[0007] На этой стадии, известковый шлам осаждается из раствора белого щелока. Операторы затем очищают и перемещают белый щелок в резервуар для хранения, в ожидании его повторного использования в сульфатной варке. Между тем, операторы промывают и перемещают известковый шлам в печь для обжига извести, для преобразования назад в негашеную известь (т.е. оксид кальция (CaO)). При наличии рециркулированной негашеной извести, операторы измельчителя могут продолжать обрабатывать зеленый щелок и рентабельно восстанавливать белый щелок.[0007] At this stage, the lime slurry precipitates from the white liquor solution. Operators then clean and move the white liquor to a storage tank, waiting to be reused in the sulphate pulp. Meanwhile, the operators wash and move the lime slurry to the lime kiln to be converted back into quicklime (i.e. calcium oxide (CaO)). With recycled quicklime available, grinder operators can continue to process green liquor and recover white liquor cost-effectively.
[0008] Типичная печь для обжига извести состоит из длинного вращающегося цилиндрический кожух, который задает обжиговую камеру печи. Кожух наклонен относительно земли. Горелка размещена в нижнем конце, а установка цепей размещена в верхнем конце. Известковый шлам, содержащий карбонат кальция (CaCO3), натрий и другие примеси, попадает в верхний конец печи, с содержанием влаги примерно 20-30%. Поскольку известковый шлам движется вниз по вращающемуся кожуху к горелке, тепло отводит влагу и предварительно нагревает известковый шлам до достижения температур реакции, с использованием остаточного тепла в топочных газах. Реакция обжига начинается, когда температура шлама достигает 1400°F, но реакция протекает хорошо, только после достижения шламом температуры 1800°F. Восстановленная негашеная известь может быть охлаждена до выхода из нижнего конца печи.[0008] A typical lime kiln consists of a long rotating cylindrical shell that defines the kiln's kiln chamber. The casing is tilted relative to the ground. The burner is located at the lower end, and the circuit installation is located at the upper end. Lime slurry containing calcium carbonate (CaCO 3 ), sodium and other impurities enters the upper end of the kiln, with a moisture content of approximately 20-30%. As the lime mud travels down the rotating shroud towards the burner, heat removes moisture and preheats the lime mud to reaction temperatures using the residual heat in the flue gases. The firing reaction starts when the temperature of the slurry reaches 1400°F, but the reaction proceeds well only after the slurry reaches 1800°F. The recovered quicklime may be cooled before exiting the lower end of the kiln.
[0009] Химическое получение целлюлозы также приводит к образованию различных газообразных побочных продуктов из различных источников. Эти газообразные побочные продукты часто содержат соединения серы, включая тиолы, которые имеют неприятный запах и могут быть токсичными. Эти газообразные побочные продукты все вместе могут называться «неконденсируемыми газами» («НКГ») и обычно содержат газы с «общим количеством восстановленной серы («TRS»)». Автоклав в ходе варки производит НКГ, а расширители высвобождают НКГ при концентрировании черного щелока. Источники также включают в себя испарители, системы скипидаров и системы десорбции конденсата. НКГ могут включать в себя, например, соединения серы, такие как сероводород (H2S), метантиол (CH4S), диметилдисульфид ((CH3)2S2) и диметилсульфид ((CH3)2S). Эти НКГ вводят в печь для обжига извести около горелки, для окисления НКГ до их выхода из печи.[0009] The chemical production of cellulose also leads to the formation of various gaseous by-products from various sources. These gaseous by-products often contain sulfur compounds, including thiols, which have an unpleasant odor and can be toxic. These gaseous by-products may collectively be referred to as "non-condensable gases"("NCGs") and typically contain "total reduced sulfur ("TRS") gases. The autoclave produces NKL during the boil, and expanders release NKG while concentrating the black liquor. Sources also include evaporators, turpentine systems and condensate desorption systems. NCGs may include, for example, sulfur compounds such as hydrogen sulfide (H 2 S), methanethiol (CH 4 S), dimethyl disulfide ((CH 3 ) 2 S 2 ) and dimethyl sulfide ((CH 3 ) 2 S). These NKGs are introduced into the lime kiln near the burner to oxidize the NKGs before they leave the kiln.
[0010] Процесс химического получения целлюлозы также может привести к образованию многих конденсируемых газов, таких как аммиак (NH3), метанол (CH3OH) и скипидар (C10H16). Эти конденсируемые газы также иногда используют в качестве присадки к топливу в печи для обжига извести и могут быть добавлены в печь для обжига извести на или около горелки.[0010] The chemical pulping process can also produce many condensable gases such as ammonia (NH 3 ), methanol (CH 3 OH) and turpentine (C 10 H 16 ). These condensable gases are also sometimes used as a fuel additive in a lime kiln and may be added to the lime kiln at or near the burner.
[0011] Натрий в известковом шламе может реагировать с соединениями серы в НКГ в сложных химических составах, с образованием колец в середине печи, которые накапливаются на внутренних стенках огнеупорного материала внутри печи. Эти кольца в середине печи могут создавать температурные карманы вдоль длины печи, что неблагоприятно влияет на реакцию обжига. Кольца в середине печи также снижают объем печи и вызывают накопление реагента выше по потоку относительно колец, что может привести к неполной реакции обжига и дополнительному росту колец. Дополнительно, кольца в середине печи поглощают тепло из системы печи, вынуждая, таким образом, операторов тратить больше энергии на достижение тех же результатов.[0011] Sodium in lime slurry can react with sulfur compounds in LCG in complex chemistry to form rings in the middle of the kiln that accumulate on the inner walls of the refractory material inside the kiln. These rings in the middle of the kiln can create temperature pockets along the length of the kiln that adversely affect the firing reaction. Rings in the middle of the kiln also reduce the volume of the kiln and cause buildup of reactant upstream of the rings, which can lead to an incomplete firing reaction and additional ring growth. Additionally, the rings in the middle of the oven absorb heat from the oven system, thus forcing operators to spend more energy to achieve the same results.
[0012] Прежние попытки снижения образования колец включали в себя охлаждение секций печи, в которых кольца образовывались наибольшей вероятностью, например, секций печи для обжига извести, описанной в Патенте США №4,767,323. Более холодные секции печи могли заморозить расплавленный шлак и заставить замороженный шлак раздроблять стенки, из-за различного термического расширения. Однако, отколовшийся шлак может попадать в слой извести и вскоре переплавляться, загрязняя, таким образом, известковый продукт.[0012] Previous attempts to reduce ring formation have included cooling kiln sections where rings are most likely to form, such as sections of the lime kiln described in US Patent No. 4,767,323. The colder sections of the furnace could freeze the molten slag and cause the frozen slag to crush the walls due to different thermal expansion. However, the slag that breaks off can get into the lime layer and be remelted soon, thus contaminating the lime product.
[0013] Дополнительно, протяженные вращающиеся обжиговые печи генерируют оксиды азота («NOx»), включая окись азота (NO), закись азота (N2O) и диоксид диазота (N2O2). Закись азота (N2O) представляет собой «парниковый газ», который реагирует с воздухом и ультрафиолетовым («УФ») излучением, с образованием окиси азота (NO) и озона (O3) в тропосфере (т.е., в части атмосферы, где люди живут и дышат). УФ-излучение в атмосфере затем может преобразовывать окись азота (NO) назад в закись азота (N2O), устанавливая, таким образом, основание для дополнительного генерирования озона (O3). Тогда как слой озона в стратосфере легко поглощает большую часть УФ-излучения, достигающего Земли из космоса, газообразный озон (O3), тем не менее, является сильным окислителем, токсичным для людей. Кроме того, озон (O3) и NOx и дополнительные загрязнители в тропосфере вносят свой вклад в кислотные дожди. Следовательно, многие правительственные учреждения по охране окружающей среды регулируют выбросы NOx.[0013] Additionally, elongated rotary kilns generate oxides of nitrogen (“NO x ”), including nitric oxide (NO), nitrous oxide (N 2 O), and dinitrogen dioxide (N 2 O 2 ). Nitrous oxide (N 2 O) is a "greenhouse gas" that reacts with air and ultraviolet ("UV") radiation to form nitrous oxide (NO) and ozone (O 3 ) in the troposphere (i.e., in part atmospheres where people live and breathe). UV radiation in the atmosphere can then convert nitric oxide (NO) back to nitrous oxide (N 2 O), thus setting the stage for additional ozone (O 3 ) generation. While the ozone layer in the stratosphere readily absorbs most of the UV radiation that reaches Earth from space, gaseous ozone (O 3 ) is nevertheless a strong oxidizing agent that is toxic to humans. In addition, ozone (O 3 ) and NO x and additional pollutants in the troposphere contribute to acid rain. Consequently, many government environmental agencies regulate NO x emissions.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0014] Проблемы образования колец в середине печи в протяженной вращающейся обжиговой печи, такой как печь для обжига извести, из-за колебаний температуры на стороне горелки и выбросов NOx, возникающих в результате горения кислорода, и соединений кислорода в протяженной вращающейся обжиговой печи, ослабляются за счет введения неконденсируемых газов («НКГ») в протяженную вращающуюся обжиговую печь, у места введения, причем температура у места введения находится в диапазоне от 212 градусов Фаренгейта («°F») до 2200°F (от 100 градусов Цельсия («°C») до примерно 1204,44°C). Является желательным, чтобы НКГ не вводили со стороны горелки протяженной вращающейся обжиговой печи. Является желательным, чтобы место введения находилось в «зоне предварительного нагрева» или в отдельной «зоне обжига». В другом примерном варианте воплощения, температура у места введения может находиться в диапазоне 1300-1750°F (примерно 760-954°C). В других примерных вариантах воплощения, температура у места введения может быть ниже 1300°F, для дополнительного снижения термического синтеза NOx, тогда как окисление НКГ еще продолжается.[0014] Ring formation problems in the middle of the kiln in an elongated rotary kiln such as a lime kiln due to temperature fluctuations on the burner side and emissions of NOx resulting from the combustion of oxygen and oxygen compounds in an elongated rotary kiln, attenuated by the introduction of non-condensable gases ("NCGs") into an extended rotary kiln, at the injection site, the temperature at the injection site being in the range of 212 degrees Fahrenheit ("°F") to 2200°F (100 degrees Celsius ("°C") to about 1204.44°C). It is desirable that the LCV is not introduced from the burner side of the extended rotary kiln. It is desirable that the insertion site be in a "preheat zone" or in a separate "firing zone". In another exemplary embodiment, the temperature at the injection site may be in the range of 1300-1750°F (about 760-954°C). In other exemplary embodiments, the temperature at the site of injection may be below 1300°F to further reduce the thermal synthesis of NO x while the oxidation of the NCG is still ongoing.
[0015] Для справки, - протяженная вращающаяся обжиговая печь содержит камеру печи, имеющую сторону горелки, расположенную удаленно от загрузочной стороны. Зона обжига начинается на стороне горелки и может простираться примерно на 30-40% от длины протяженной вращающейся обжиговой печи. Зона обжига может иметь диапазон температур примерно 1300-2200°F. Зона предварительного нагрева протяженной вращающейся обжиговой печи расположена ниже по потоку относительно зоны обжига относительно стороны горелки. Зона предварительного нагрева может иметь диапазон температур примерно 212-1300°F (примерно 100-760°C).[0015] For reference, an elongated rotary kiln comprises a kiln chamber having a burner side located remote from the feed side. The calcination zone starts on the side of the burner and may extend about 30-40% of the length of the extended rotary kiln. The firing zone may have a temperature range of about 1300-2200°F. The preheating zone of the elongate rotary kiln is located downstream of the calcining zone relative to the burner side. The preheat zone may have a temperature range of about 212-1300°F (about 100-760°C).
[0016] Не привязываясь к теории, Заявитель раскрыл, что путем введения НКГ в протяженную вращающуюся обжиговую печь ниже по потоку относительно стороны горелки у места введения, имеющего температуру примерно 212-2200°F (предпочтительно, 1300-2200°F), что такой способ позволяет снизить спорадическую активность пламени на стороне горелки, что, в свою очередь, может уменьшить количество циклов замораживания и оттаивания, которые позволяют кольцам в середине печи расти от огнеупорного материала по направлению к оси вращения обжиговой печи. Впрыскивание НКГ в таком месте введения может дополнительно позволить смешивать НКГ с печными газами и снизить температуру вблизи места введения и ниже по потоку относительно места введения, для снижения, таким образом, генерирования NOx.[0016] Without being bound by theory, the Applicant has disclosed that by introducing the LCG into an extended rotary kiln downstream of the burner side at an injection site having a temperature of about 212-2200°F (preferably 1300-2200°F), that such the method reduces sporadic flame activity on the burner side, which in turn can reduce the number of freeze and thaw cycles that allow the rings in the middle of the furnace to grow away from the refractory towards the kiln rotation axis. Injection of the NGL at such an injection site may further allow mixing of the NAG with the furnace gases and lowering the temperature near the injection site and downstream of the injection site, thereby reducing NO x generation.
[0017] Примерный способ и система, раскрытые в настоящей работе, могут дополнительно допустить более точную регулировку температуры в камере обжиговой печи.[0017] The exemplary method and system disclosed herein may further allow for more precise temperature control in the kiln chamber.
[0018] Примерная система протяженной вращающейся обжиговой печи может содержать: трубчатый кожух, имеющий внешнюю оболочку и огнеупорную футеровку, расположенную внутри внешней оболочки. Огнеупорная футеровка задает камеру печи; камера печи имеет сторону горелки, загрузочную сторону, расположенную удаленно от стороны горелки, и длину, простирающуюся между стороной горелки и загрузочной стороной. Примерная система может дополнительно иметь нагнетатель, расположенный кольцеобразно вокруг трубчатого кожуха. Нагнетатель может содержать кожух нагнетателя. Кожух нагнетателя задает камеру нагнетателя, расположенную кольцеобразно вокруг трубчатого кожуха, а камера нагнетателя имеет жидкостное сообщение с камерой печи через отверстие. Отверстие, ведущее в камеру печи, расположено на расстоянии примерно двух третей длины камеры печи, если измерять от стороны горелки у места введения, где температура камеры печи находится в диапазоне 1300-1750°F или 1400-1750°F или 1500-1750°F. Таким образом, нагнетатель сконфигурирован для подачи НКГ в зону предварительного нагрева или в зону обжига камеры печи.[0018] An exemplary extended rotary kiln system may include: a tubular casing having an outer shell and a refractory lining located within the outer shell. The refractory lining defines the furnace chamber; the furnace chamber has a burner side, a feed side located remote from the burner side, and a length extending between the burner side and the feed side. The exemplary system may further have a supercharger arranged annularly around the tubular casing. The blower may include a blower housing. The blower casing defines a blower chamber located annularly around the tubular casing, and the blower chamber is in fluid communication with the furnace chamber through the opening. The opening leading into the furnace chamber is located at a distance of approximately two-thirds of the length of the furnace chamber as measured from the burner side at the insertion point where the temperature of the furnace chamber is in the range of 1300-1750°F or 1400-1750°F or 1500-1750°F . Thus, the blower is configured to feed the LCG into the preheating zone or the firing zone of the furnace chamber.
[0019] Примерный способ для снижения накопления колец в середине печи, образовавшихся в протяженной вращающейся обжиговой печи, особенно в печи для обжига извести, может содержать: введение НКГ в камеру вращающейся печи для обжига извести, через камеру нагнетателя, расположенную кольцеобразно вокруг трубчатого кожуха печи для обжига извести. В примерном способе, камера нагнетателя имеет жидкостное сообщение с камерой печи через отверстие. Температура камеры печи в отверстии может находиться в диапазоне 1300-1750°F.[0019] An exemplary method for reducing the accumulation of rings in the middle of the kiln formed in an elongated rotary kiln, especially a lime kiln, may include: introducing LCG into the chamber of the lime kiln, through a blower chamber located annularly around the tubular casing of the kiln for burning lime. In an exemplary method, the blower chamber is in fluid communication with the furnace chamber through an orifice. The temperature of the furnace chamber at the hole may be in the range of 1300-1750°F.
[0020] В еще одних примерных вариантах воплощения, операторы могут добавлять аммиак (NH3) или мочевину (CH4N2O) ниже по потоку относительно стороны горелки, для ослабления выброса окислов азота («NOX»).[0020] In still other exemplary embodiments, operators may add ammonia (NH 3 ) or urea (CH 4 N 2 O) downstream of the burner side to reduce emissions of nitrogen oxides ("NO X ").
[0021] Предполагается, что определенные примерные варианты воплощения могут позволить владельцам измельчителей усовершенствовать существующие протяженные вращающиеся обжиговые печи, с помощью системы, описанной в настоящей работе более подробно.[0021] It is contemplated that certain exemplary embodiments may allow pulverizer owners to upgrade their existing elongated rotary kilns with the system described in more detail herein.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0022] Вышесказанное будет ясно из следующего более точного описания примерных вариантов воплощения раскрытия, как проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые номера позиций относятся к одним и тем же деталям на протяжении всех различных изображений. Чертежи не обязательно приведены в масштабе, но при этом акцент делается на иллюстрировании раскрытых вариантов воплощения.[0022] The foregoing will become clear from the following more precise description of exemplary embodiments of the disclosure, as illustrated in the accompanying drawings, in which the same reference numerals refer to the same parts throughout the various depictions. The drawings are not necessarily drawn to scale, but emphasis is placed on illustrating the disclosed embodiments.
[0023] ФИГ. 1 представляет собой схематический чертеж поперечного разреза примерной протяженной вращающейся обжиговой печи, содержащей камеру нагнетателя, расположенную примерно на расстоянии двух третей по длине обжиговой камеры печи, если измерять от стороны горелки.[0023] FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an exemplary elongate rotary kiln comprising a blower chamber located approximately two-thirds along the length of the kiln chamber as measured from the burner side.
[0024] ФИГ. 2 представляет собой вид сбоку примерной протяженной вращающейся обжиговой печи, показывающий камеру нагнетателя, расположенную на расстоянии примерно двух третей длины обжиговой камеры печи, если измерять от стороны горелки.[0024] FIG. 2 is a side view of an exemplary elongated rotary kiln showing a blower chamber located at a distance of about two thirds of the length of the kiln chamber as measured from the burner side.
[0025] ФИГ. 3 представляет собой перспективное изображение секции нагнетателя примерной системы, имеющей разрез, описывающий способ, согласно которому камера нагнетателя имеет жидкостное сообщение с обжиговой камерой печи.[0025] FIG. 3 is a perspective view of a blower section of an exemplary system having a sectional view describing the manner in which the blower chamber is in fluid communication with the calcining chamber of the furnace.
[0026] ФИГ. 4 представляет собой боковой поперечный разрез секции нагнетателя примерной системы, показывающий введение неконденсируемых газов («НКГ») ниже по потоку относительно горелки через нагнетатель.[0026] FIG. 4 is a side cross section of a blower section of an exemplary system showing the introduction of non-condensable gases ("NCGs") downstream of the burner through the blower.
[0027] ФИГ. 5 представляет собой поперечное схематическое изображение примерной системы протяженной вращающейся обжиговой печи, в которой протяженная вращающаяся обжиговая печь представляет собой печь для быстрой сушки.[0027] FIG. 5 is a cross-sectional schematic of an exemplary elongate rotary kiln system in which the elongated rotary kiln is a quick-drying kiln.
[0028] ФИГ. 6 представляет собой схематический чертеж поперечного разреза, отображающий примерный способ для снижения образование колец в середине печи и примерную систему, дополнительно содержащую термопару.[0028] FIG. 6 is a schematic cross-sectional drawing showing an exemplary method for reducing ringing in the middle of a furnace and an exemplary system further comprising a thermocouple.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0029] Следующее подробное описание предпочтительных вариантов воплощения представлено лишь в иллюстративных и описательных целях и не должно рассматриваться как исчерпывающее или ограничивающее объем и сущность изобретения. Варианты воплощения были выбраны и описаны для наилучшего разъяснения принципов изобретения и его практического применения. Обычный специалист в данной области техники может понять, что для изобретения, раскрытого в данной спецификации, могут быть сделаны многие варианты, без отступления от объема и сущности изобретения.[0029] The following detailed description of the preferred embodiments is presented for illustrative and descriptive purposes only and should not be construed as exhaustive or limiting the scope and spirit of the invention. Embodiments have been selected and described to best explain the principles of the invention and its practical application. One of ordinary skill in the art will appreciate that many variations can be made to the invention disclosed in this specification without departing from the scope and spirit of the invention.
[0030] Соответствующие номера позиций указывают на соответствующие детали на протяжении всех представленных изображений. Хотя чертежи представляют варианты воплощения различных признаков и компонентов согласно настоящему раскрытию, чертежи не обязательно приведены в масштабе, и определенные признаки могут быть преувеличены для лучшего иллюстрирования вариантов воплощения настоящего раскрытия, и такие пояснения на примерах никоим образом не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего раскрытия.[0030] The respective reference numbers indicate the respective details throughout the presented images. While the drawings represent embodiments of various features and components of the present disclosure, the drawings are not necessarily drawn to scale, and certain features may be exaggerated to better illustrate embodiments of the present disclosure, and such explanations by example should in no way be construed as limiting the scope of the present disclosure.
[0031] Ссылки в спецификации на «один вариант воплощения», на «вариант воплощения», на «примерный вариант воплощения», и т.д., означают, что описанный вариант воплощения может включать в себя конкретный признак, структуру или характеристику, но каждый вариант воплощения может не обязательно включать в себя конкретный признак, структуру или характеристику. Более того, такие фразы не обязательно относятся к одному и тому же варианту воплощения. Кроме того, когда конкретный признак, структура или характеристика описана применительно к варианту воплощения, представляется, что специалисту в данной области техники известно, что он влияет на такой признак, структуру или характеристику применительно к другим вариантам воплощения, независимо от того, описаны ли они явно или нет.[0031] References in the specification to "one embodiment", to "an embodiment", to an "exemplary embodiment", etc., mean that the described embodiment may include a particular feature, structure, or characteristic, but each embodiment may not necessarily include a particular feature, structure, or characteristic. Moreover, such phrases do not necessarily refer to the same embodiment. In addition, when a particular feature, structure, or characteristic is described in relation to an embodiment, one of skill in the art would be aware that it affects such feature, structure, or characteristic in relation to other embodiments, whether or not they are explicitly described. or not.
[0032] Хотя для ясности в дальнейшем описании используются конкретные термины, предполагается, что эти термины относятся только к конкретной структуре варианта воплощения, выбранного для иллюстрации на чертежах, и не предполагается, что они задают или ограничивают объем раскрытия.[0032] While specific terms are used for clarity in the following description, these terms are intended to refer only to the specific structure of the embodiment chosen to be illustrated in the drawings and are not intended to define or limit the scope of the disclosure.
[0033] Формы единственного числа включают в себя множественные объекты, если из контекста четко не следует иное. Численные значения следует понимать как включающие в себя численные значения, которые являются одинаковыми, когда они сведены к одному и тому же количеству значащих Фигур, и численные значения, которые отличаются от значений состояния менее чем на величину экспериментальной ошибки для технологии стандартного измерения типа, описанного в настоящей заявке, для определения величины.[0033] Singular forms include plural entities unless the context clearly indicates otherwise. Numerical values are to be understood as including numerical values that are the same when reduced to the same number of significant Figures, and numerical values that differ from state values by less than the amount of experimental error for a standard measurement technology of the type described in the present application, to determine the value.
[0034] Все диапазоны, раскрытые в настоящей работе, включают в себя указанные конечные точки и комбинируются независимо друг от друга (например, диапазон «от 2 грамм до 10 грамм» включает в себя конечные точки, - 2 грамм и 10 грамм и все промежуточные значения).[0034] All ranges disclosed in this work include the specified endpoints and are combined independently of each other (for example, the range "from 2 grams to 10 grams" includes the endpoints - 2 grams and 10 grams and everything in between values).
[0035] В целях настоящей работы, аппроксимирующая терминология может быть применена для модифицирования любого количественного представления, которое может изменяться, не приводя в результате к изменению основной функции, к которой оно относится. Следовательно, величина, модифицированная под таким термином или терминами, как «примерно» и «почти», может не быть ограничена указанными точными значениями. Определение «примерно» также следует рассматривать как раскрывающий диапазон, заданный абсолютными значениями двумя конечными точками. Например, выражение «примерно 212-1300°F» также раскрывает диапазон «от 212 до 1300°F».[0035] For the purposes of this work, approximation terminology can be applied to modify any quantitative representation that can change without resulting in a change in the underlying function to which it refers. Therefore, the amount modified under a term or terms such as "about" and "almost" may not be limited to the stated exact values. The definition of "about" should also be considered as a revealing range given by the absolute values of the two endpoints. For example, the expression "about 212-1300°F" also discloses the range "from 212 to 1300°F".
[0036] Следует отметить, что многие из терминов, используемые в настоящей работе, являются относительными терминами. Например, термины «верхний» и «нижний» являются относительными друг относительно друга по местоположению, т.е., верхний компонент расположен на более высокой отметке, чем нижний компонент в данной ориентации, но эти термины могут поменяться, если устройство переворачивают. Термины «впуск» и «выпуск» являются относительными для текучей среды, текущей через них применительно к данной структуре, например, для текучей среды, текущей через впуск в структуру, и текущей через выпуск из структуры. Термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» применяются относительно направления, в котором текучая среда течет через различные компоненты, т.е., потока текучих сред через компонент, расположенный выше по потоку, перед протеканием через компонент, расположенный ниже по потоку. [0036] It should be noted that many of the terms used in this work are relative terms. For example, the terms "top" and "bottom" are relative to each other in location, i.e., the top component is located at a higher elevation than the bottom component in a given orientation, but these terms may change if the device is turned upside down. The terms "inlet" and "outlet" are relative to the fluid flowing through them in relation to a given structure, for example, for fluid flowing through the inlet into the structure, and flowing through the outlet of the structure. The terms "upstream" and "downstream" apply to the direction in which the fluid flows through the various components, i.e., the flow of fluids through the upstream component before flowing through the downstream component. .
[0037] Термины «горизонтальный» и «вертикальный» используют для обозначения направления относительно абсолютного эталона, т.е., уровня земли. Однако, эти термины не следует рассматривать как требующие наличия структур, абсолютно параллельных или абсолютно перпендикулярных друг к другу. Например, первая вертикальная структура и вторая вертикальная структура не обязательно параллельны друг другу. Термины «верх» и «низ» или «основание» используют для обозначения местоположений/поверхностей, где верх всегда выше, чем низ/основание относительно абсолютного эталона, т.е., поверхности Земли. Термины «вверх» и «вниз» также относятся к абсолютному эталону; поток вверх всегда направлен против притяжения Земли.[0037] The terms "horizontal" and "vertical" are used to refer to a direction relative to an absolute reference, i.e., ground level. However, these terms should not be construed as requiring structures that are absolutely parallel or absolutely perpendicular to each other. For example, the first vertical structure and the second vertical structure are not necessarily parallel to each other. The terms "top" and "bottom" or "bottom" are used to refer to locations/surfaces where the top is always higher than the bottom/bottom relative to an absolute reference, ie, the surface of the Earth. The terms "up" and "down" also refer to an absolute standard; the upward flow is always directed against the Earth's gravity.
[0038] Термин «непосредственно», который используют для обозначения двух компонентов системы, таких как клапаны или насосы, или другие управляющие устройства или датчики (например, датчики температуры или давления), могут быть расположены на пути между двумя названными компонентами.[0038] The term "directly", which is used to refer to two components of the system, such as valves or pumps, or other controls or sensors (for example, temperature or pressure sensors), can be located on the path between the two named components.
[0039] ФИГ. 1 представляет собой схематический чертеж поперечного разреза протяженной вращающейся обжиговой печи 100. Протяженная вращающаяся обжиговая печь 100 может быть использована для обжига извести, цемента, магнезии, доломита, оксид титана и других обжигаемых соединений. Протяженная вращающаяся обжиговая печь 100 содержит трубчатый кожух 102. Трубчатый кожух 102, как правило, наклонен под углом примерно 2-5° от горизонтальной линии H. Трубчатый кожух 102 может иметь внешнюю оболочку 103, обычно изготавливаемую из стали, и огнеупорную футеровку 107. Огнеупорная футеровка 107 обычно содержит кирпичи, бетон, керамику или другие материалы, которые удерживают прочность при температурах печи. Огнеупорная футеровка 107 задает камеру печи 115. Камера 115 печи имеет сторону 105 горелки и загрузочную сторону 110, расположенную удаленно от сторона 105 горелки. Сторона 105 горелки может быть расположена в головке 116 печи. Загрузочная сторона 110 иногда известна как «холодный конец», а сторону 105 горелки специалисты в данной области техники иногда называют «горячим концом». Длина L отделяет сторону 105 горелки от загрузочной стороны 110. Протяженные вращающиеся обжиговые печи 100 могут быть различными по размеру, но типичная протяженная вращающаяся обжиговая печь 100 может составлять примерно 200-400 футов по длине L.[0039] FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an elongated
[0040] Протяженная вращающаяся обжиговая печь 100 дополнительно содержит ведущую шестерню 113 и несколько бандажей 117, кольцеобразно зацепляющихся с трубчатым кожухом 102. Бандажи 117 опираются на ролики (326, ФИГ. 3), расположенные на опорных блоках (247, ФИГ. 2). В ходе работы, двигатель (не изображен) вращает ведущую шестерню 113 и, таким образом, вращает бандажи 117 и протяженную вращающуюся обжиговую печь 100 вокруг центральной оси вращения C. Протяженная вращающаяся обжиговая печь 100 обычно вращается примерно при одном - двух оборотах в минуту. Горелка 124 расположена на стороне 105 горелки камеры 115 печи. В ходе работы, горелка 124 испускает струю пламени 122 для нагрева камеры 115 печи. Поскольку горелка 124 расположена только на стороне 105 горелки, горелка распределяет тепло неравномерно вдоль длины L камеры 115 печи. Это неравномерное распределение тепла создает несколько температурных зон 172, 174, 176.[0040] The extended
[0041] Операторы могут использовать температурную зону, начиная от загрузочной стороны 110, в качестве «зоны сушки» 172. В зоне сушки 172, тепло от топочных газов 125 испаряет избыточную влагу в обжиговых реагентах 120 (т.е., в известковом шламе, когда протяженная вращающаяся обжиговая печь 100 представляет собой печь для обжига извести). Поскольку зона 172 сушки сконфигурирован для испарения избыточной влаги, эффективный диапазон температур нижнего конца зоны сушки обычно представляет собой точку кипения воды, т.е., 212 градусов Фаренгейта (°F) или 100 градусов Цельсия (°C). Типичная зона 172 сушки может простираться примерно на 20-30% от длины L протяженной вращающейся обжиговой печи 100, если измерять от загрузочной стороны 110.[0041] Operators can use the temperature zone starting from the
[0042] Зона 174 предварительного нагрева обычно расположена между зоной 172 сушки и зоной 176 обжига. Зона 174 предварительного нагрева обычно имеет диапазон температур 212-1300°F (100-760°C). Топочные газы 125 нагревают обжиговые реагенты 120 в зоне 174 предварительного нагрева и начинают преобразовывать обжиговые реагенты 120 в более крупные гранулы 120' (например, гранулы извести). Как правило, протяженные вращающиеся обжиговые печи 100 позволяют обрабатывать гранулы 120' в диапазоне размеров примерно от 1 миллиметра (мм) до примерно 50 мм. Типичная зона 174 предварительного нагрева может простираться примерно на 30-40% от длины L протяженной вращающейся обжиговой печи 100 между зоной 172 сушки и зоной 176 обжига.[0042] The
[0043] Реакция обжига главным образом происходит в зоне 176 обжига. Зона 176 обжига обычно простирается примерно на 30-40% от длины L протяженной вращающейся обжиговой печи 100, если измерять от стороны 105 горелки. Зона 176 обжига обычно имеет диапазон температур примерно 1300-2200°F (760-1204,44°C).[0043] The calcination reaction mainly occurs in the
[0044] Обычному специалисту в данной области техники должно быть понятно, что температурные зоны 172, 174, 176 представлены в иллюстративных целях, и что позиции температурных зон 172, 174, 176 могут меняться со временем, с учетом выходной мощности горелки. Однако, диапазон температур, содержащих каждую температурную зону 172, 174, 176, позволяет устанавливать местоположение каждой зоны. Линии, изображенные на ФИГ. 1, задействованы для разъяснения приблизительных местоположений температурных зон 172, 174, 176.[0044] One of ordinary skill in the art would appreciate that the
[0045] Природный газ или нефть обычно служат в качестве первичного топлива горелок. Однако, для сохранения количества подходящего первичного топлива и снижения расходов, операторы обычно пополняют первичное топливо одним или более вспомогательных видов 129 топлива 129. Некоторые из этих вспомогательных видов 129 топлива представляют собой побочные продукты целлюлозно-бумажного производства и химического восстановления белого щелока. Другие вспомогательные виды 129 топлива используют, поскольку вспомогательные виды 129 топлива являются недорогими или легкодоступными. Эти вспомогательные виды 129 топлива все вместе могут включать в себя опасные загрязнители воздуха («ОЗВ), такие как жидкий метанол и скипидар. Кроме того, вспомогательные виды 129 топлива могут включать в себя водород, таловое масло, глицерин, низкообъемные высококонцентрированные неконденсируемые газы («НОВК НКГ», также известные как «концентрированные НКГ» или «КНКГ»), образовавшиеся на целлюлозных заводах, газы колонки стриппера (stripper off gases, «SOG», - другой тип НКГ), образованные на выпарной установке, из нефтяного кокса, из газа, полученного в процессе газификации (обычно из биотоплива, такого как кора, древесина и т.д.), биогаз (обычно метан и инертных газов), газ, полученный в процессе газификации из каменного угля и жидкого природного газ. Следует понимать, что вспомогательные виды 129 топлива могут включать в себя сочетания различных видов топлива.[0045] Natural gas or oil typically serves as the primary fuel for the burners. However, to conserve suitable primary fuels and reduce costs, operators typically supplement the primary fuels with one or more
[0046] Операторы подают вспомогательные виды 129 топлива непосредственно на горелку 124 или вводят вспомогательные виды 129 топлива близко к струе пламени 122 таким образом, чтобы вспомогательные виды 129 топлива могли сгорать вблизи стороны 105 горелки.[0046] Operators supply
[0047] Горение топлива создает «NOx-топливо», образованное в результате окисления уже ионизованного азота в первичных и вспомогательных топливных горелках 129. Термин «термические NOx» описывает NOx, полученные в результате сгорания азота и соединений кислорода в системе.[0047] Combustion of the fuel creates "NO x -fuel" formed by the oxidation of already ionized nitrogen in the primary and
[0048] Дополнительно, операторы могут подавать низкоконцентрированные высокообъемные неконденсируемые газы («НКВО НКГ», также известные как «разбавленные НКГ» или «РНКГ») 166 близко к струе пламени 122, для окисления этих НКВО НКГ 166 до их выхода из загрузочной стороны 110 протяженной вращающейся обжиговой печи 100. Процесс окисления снижает количество загрязнителей, покидающих протяженную вращающуюся обжиговую печь 100. Операторы также сжигают в печи низкообъемные высококонцентрированные («НОВК») газы печь. Эти НОВК-газы содержат намного более высокие концентрации серосодержащих газов, а также испаренный метанол. НКВО НКГ обычно содержат лишь 5-6% NCG по объему. Эти НКВО НКГ 166 обычно содержат общее газы с общим низким содержанием серы (total reduced sulfur, «TRS»), полученные в процессах варки и концентрирования черного щелока. Эти TRS-газы могут включать в себя, например, такие соединения серы, как сероводород (H2S), метантиол (CH4S), диметилдисульфид ((CH3)2S2) и диметилсульфид, ((CH3)2S). TRS-газы являются коррозионными, и их не следует использовать с углеродистой сталью. НКГ также являются высокотоксичными. TRS-газы и обычные ОЗВ метанол и скипидар, которые могут присутствовать вместе с НКГ, могут взрываться в присутствии достаточного количества кислорода.[0048] Additionally, operators can supply low concentration, high volume non-condensable gases (“LHVO NKG”, also known as “diluted NKG” or “RNG”) 166 close to the jet of
[0049] Как правило, обжиговый реагент 120 (например, известковый шлам в химическом восстановлении целлюлозы и бумаги) попадает в загрузочную сторону 110 камеры 115 печи и течет вниз к стороне 105 горелки. Обжиговые реагенты 120 текут противотоком к топочным газам 125. Топочные газы 125 в конце концов покидают загрузочную сторону 110 в виде отработанных газов 133. На стороне 105 горелки, повторно обожженный продукт 127 (например, известь) покидает протяженную вращающуюся обжиговую печь 100 примерно при 1750°F (954,44°C). Для восстановления некоторого количества тепла в протяженной вращающейся обжиговой печи 100, многие протяженные вращающиеся обжиговые печи 100 имеют охладители 138 вблизи стороны 105 горелки. Охладитель 138 может собирать холодный воздух 128 из атмосферы и пропускать этот холодный воздух 128 над выходящим повторно обожженным продуктом 127. Горячий повторно обожженный продукт 127 подогревает этот холодный воздух 128 перед тем, как этот вторичный холодный воздух 128 попадет в камеру 115 печи для поддержания горения.[0049] Typically, the roasting agent 120 (eg, lime mud in the chemical recovery of pulp and paper) enters the
[0050] Когда протяженная вращающаяся обжиговая печь 100 представляет собой печь для обжига извести, обжиговый реагент 120 представляет собой известковый шлам. Известковый шлам обычно имеет концентрацию влаги 20-30% на загрузочной стороне 110. Поскольку известковый шлам (см. 120) течет к стороне 105 горелки, остаточное тепло в топочных газах 125 испаряет остаточную влагу и предварительно нагревает известковый шлам (см. 120). Реакция обжига начинается, когда температура известкового шлама достигает 1400°F, но реакция хорошо протекает только после достижения известковым шламом (см. 120) температуры 1800°F. Для более эффективной передачи тепла от топочных газов 125 к известковому шламу (см. 120), протяженные вращающиеся обжиговые печи 100 обычно имеют зону 118 цепной завесы. Несколько цепей 121 повышают площадь поверхности в камере 115 печи, подвергаемую воздействию топочных газов 125, а следовательно, повышает эффективность, с которой тепло передается от топочных газов 125 к известковому шламу (см. 120).[0050] When the extended
[0051] Поскольку камера печи температуры приближают температуры обжига примерно от 1400°F до более 1800°F, известковый шлам (см. 120) пластифицируется и гранулируется. Когда обжиговый реагент 120 представляет собой известковый шлам, реакция обжига, как правило, протекает следующим образом: CaCO3+тепло ↔ CaO+CO2. Полнота реакции обжига зависит от времени удержания и профиля температур протяженной вращающейся обжиговой печи 100.[0051] As kiln chamber temperatures approach firing temperatures from about 1400°F to over 1800°F, the lime slurry (see 120) is plasticized and granulated. When the
[0052] Однако, на практике, некоторые виды гранулированного известкового шлама (CaCO3) (см. 120) скапливаются в более крупные гранулы 120'. С течением времени, известковая пыль прилипает и покрывает огнеупорную футеровку 107. Поскольку большая часть известковой пыли накапливается на огнеупорной футеровке 107, и поскольку протяженная вращающаяся обжиговая печь 100 продолжает вращаться, известковый шлам (см. 120), прилипающий к огнеупорной футеровке 107, образует кольцо 130 в середине печи. Первоначально предполагается, что кольцо 130 в середине печи содержит, как негашеную известь, (CaO) и известковый шлам (CaCO3). Этот процесс также может породить шарики соды в диапазоне размеров примерно 0,5-2 футов. Эти шарики соды отчасти нежелательны, поскольку шарики соды препятствуют эффективному протеканию реакции обжига.[0052] However, in practice, some types of granular lime mud (CaCO 3 ) (see 120) accumulate into larger granules 120'. Over time, lime dust adheres to and coats the
[0053] Образование колец (см. 130) резко усиливается в диапазоне от 150 футов до 200 футов, когда топочные газы обладают температурами в диапазоне примерно 1800-1700°F, а температура твердых материалов находится в диапазоне примерно 1500-1150°F. Не привязываясь к теории, предполагается, что когда известковый шлам (см. 120) достигает температур обжига в зоне 174 предварительного нагрева и в зоне 176 обжига, натрий испаряются со слоя 123 обжигового реагента. Часть натрия будет конденсироваться на само соединение натрия, образуя, таким образом, дымовые частицы. Часть натрия будет прилипать к извести. Расплавленный натрий, как предполагается, действует как «клей», который может притягивать дополнительные частицы извести, слипаясь с ними и с огнеупорной футеровкой 107 протяженной вращающейся обжиговой печи 100. Этот натрий может взаимодействовать с CO3-анионом. Реакции повторной карбонизации и сульфатирования будут отверждать скопление извести, удерживаемой вместе под действием щелочного «клея». Колебания температуры в камере 115 печи порождают циклы заморозки и оттаивания. Эти циклы заморозки и оттаивания приводят к осаждению новых перекрывающихся слоев материала в одной и той же основной области, что, таким образом, приводит к постепенному созданию крупного, структурно более прочного образования колец. Когда скорость эрозии больше не равна скорости осаждения, кольцо 130 в середине печи растет и эффективно снижает диаметр камеры 115 печи.[0053] The formation of rings (see 130) increases dramatically in the range from 150 feet to 200 feet, when the flue gases have temperatures in the range of about 1800-1700°F, and the temperature of the solids is in the range of about 1500-1150°F. Without being bound by theory, it is assumed that when the lime slurry (see 120) reaches the firing temperatures in the preheating
[0054] В печи для обжига извести (см. 100), предполагалось, что размер кольца 130 в середине печи сильно зависел от содержания натрия в известковом шламе (см. 120). Если операторы периодически не будут отключать протяженную вращающуюся обжиговую печь 100 для удаления этих колец, рост кольца 130 в середине печи, в конце концов, перегородит камеру 115 печи, что, таким образом, сделает протяженную вращающуюся обжиговую печь 100 непригодной без продолжительного аварийного останова и технического обслуживания.[0054] In a lime kiln (see 100), it was assumed that the size of the
[0055] ФИГ. 2 представляет собой вид сбоку примерной протяженной вращающейся обжиговой печи 200, содержащей нагнетатель 250, расположенный примерно на расстоянии двух третей длины L камеры 115 печи от стороны 205 горелки. Нагнетатель 250 может быть расположен кольцеобразно вокруг трубчатого кожуха 202 в зоне 274 предварительного нагрева или в зоне 276 обжига. Не привязываясь к теории, предполагается, что полное окисление НКГ может происходить еще в зоне 274 предварительного нагрева. В других примерных вариантах воплощения, нагнетатель 250 может быть расположен выше по потоку относительно ведущей шестерни 213. Камера 115 печи и трубчатом кожухе 202 может расширяться вверх и вниз от ведущей шестерни 213. Поэтому, может быть желательным размещать нагнетатель 250 вблизи ведущей шестерни 213 или, по меньшей мере, избегать областей расширения трубчатого кожуха 202, во избежание непостоянных соединительных деталей между нагнетателем 250 и трубчатым кожухом 202 и возможны деформаций в уплотнении 357 (ФИГ. 3), соединяющем камеру нагнетателя 250 с трубчатым кожухом 202.[0055] FIG. 2 is a side view of an exemplary elongated
[0056] В примерном способе, операторы подают НКГ 265 через впускной канал 262, ведущий к нагнетателю 250. Пока дополнительно не указано иное, НКГ 265 может относиться к НКВО НКГ, НОВК НКГ, SOG, газы бункера-накопителя (chip bin gases, «CBG») или их сочетания. Не привязываясь к теории, может быть желательным сначала вводить НКВО НКГ в зону 274 предварительного нагрева или в зону 276 обжига. НКВО НКГ содержат примерно 5-6% НКГ по объему. Остальное содержание обычно соответствует воздуху. За счет введения НКВО НКГ у места введения (375, ФИГ. 3) где температура ниже, чем температура на или вблизи стороны 205 горелки, примерная система не только вводит НКГ 265 в области сниженной температуры, но НКГ сами по себе, особенно НКВО НКГ могут дополнительно снижать температуру камеры 215 на или вблизи места введения 375. Это снижение температуры может нарушит стехиометрическое соотношение, которое ведет к образованию NOx. То есть, впрыскивание НКГ 265 в зону 274 предварительного нагрева или в зону 276 обжига ниже по потоку относительно стороны горелки 205 может нарушить точное соотношение азота и соединений кислорода, пригодное для образования NOx, отчасти за счет разбавления калорий, подходящих для взаимодействия азота и этих соединений кислорода, с образованием NOx. Кроме того, за счет введения НКГ 265 ниже по потоку относительно стороны горелки 205, примерная система и способ, раскрытые в настоящей работе, могут дополнительно снижать время пребывания любых NOx-образующих соединений, присутствующих или впрыснутых вместе с НКГ 265, с дополнительным снижением, таким образом, содержания NOx, способных образовываться в системе. Кроме того, за счет окисления НКГ 265 ниже по потоку относительно стороны горелки 205, а не сжигания НКГ 265 в пламени 122 горелки, примерные системы и способы, раскрытые в настоящей работе, дополнительно предотвращают возникновение источника горения, необходимого для создания термических NOx, что, таким образом, вносит вклад в общее снижение содержания NOx. НКГ, накопленные из процессов измельчения целлюлозы, находятся обычно при температуре примерно 140°F (60°C) или холоднее, в каналах переноса. В определенных примерных вариантах воплощения, накопленные НКГ 265 можно подавать непосредственно в камеру 315 печи в виде НКГ 265, полученных из источников измельчения (например, из химических автоклавов, бункеров-накопителей, испарителей и систем скипидаров). В других примерных вариантах воплощения, НКГ 265 могут быть охлаждены до температуры ниже 140°F (60°C) перед их введением в камеру печи (315, ФИГ. 3). В еще одних примерных вариантах воплощения, НКГ 265 могут быть нагреты приблизительно до температуры камеры 315 печи у места введения 375. Для сравнения, рециркулированный топочный газ присутствует, как правило, в диапазоне от 500°F (260°C) до 1400°F (760°C), в зависимости от того, где топочный газ был рециркулирован. Например, в печах Andritz рециркулированный топочный, газ, как правило, имеет температуру примерно от 500°F (260°C) до 650°F (примерно 343°C).[0056] In an exemplary method, operators supply
[0057] ФИГ. 3 представляет собой перспективное изображение в крупном масштабе нагнетателя 350 примерной протяженной вращающейся обжиговой печи 300, расположенной вокруг трубчатого кожуха 303. ФИГ. 3 показывает разрез, отображающий вид внутри нагнетателя 350 и камеры 315 печи. Нагнетатель 350 расположен кольцеобразно вокруг протяженной вращающейся обжиговой печи 300 на расстоянии примерно двух третей длины L камеры 315 печи, если измерять от стороны горелки 205. Нагнетатель 350 содержит кожух 351 нагнетателя. Кожух 351 нагнетателя задает камеру 353 нагнетателя, расположенную кольцеобразно вокруг внешней оболочки 303 трубчатого кожуха 302. Уплотнения 357 изолируют камеру 353 нагнетателя от внешней атмосферы и позволяет протяженной вращающейся обжиговой печи 300 вращаться, тогда как нагнетатель 350 остается стационарным. Ножки 354 могут поддерживать нагнетатель 350 на опорном блоке 347.[0057] FIG. 3 is a perspective view on a large scale of the
[0058] Камера 353 нагнетателя сообщается с впускным каналом 362 на впуске 363 нагнетателя, заданным кожухом 351 нагнетателя. Камера 353 нагнетателя дополнительно сообщается с камерой 315 печи через одно или более отверстий 368 в трубчатом кожухе 302. Газопровод 364 может простираться через отверстие 368. В других примерных вариантах воплощения, газопровод 364 может быть опущен. В ходе работы, операторы направляют НКГ 365, предпочтительно, НОВК НКГ, включая газы с общим сниженным содержанием серы («TRS»), через впускной канал 362 в камеру 353 нагнетателя. Из камеры 353 нагнетателя, НКГ 365 рассеиваются в камеру 315 печи через отверстия 368 и, если они имеются, - газопроводы 354. НКГ 365 могут попадать в камеру 315 печи в зоне 274 предварительного нагрева или в зоне 276 обжига.[0058] The
[0059] В ходе работы, температура T у места введения 375, у которого НКГ 365 поступают в камеру 315 печи, составляет примерно 1300-1750°F. ФИГ. 3 отображает несколько отверстий 368 в трубчатом кожухе 302 с газопроводом 364, простирающийся через каждое отверстие 368. В изображенном варианте воплощения следует понимать, что под этим подразумеваются места введения 375, расположенные у конца камеры печи, соответствующем газопроводу 364. В примерных вариантах воплощения, в которых отсутствуют газопроводы 364, место введения 375 находится прямо внутри камеры 315 печи, по отношению к отверстию 368. Следует понимать, что в других примерных вариантах воплощения вдоль длины L протяженной вращающейся обжиговой печи 300 может быть расположено более одного нагнетателя 350, при условии, что дополнительные нагнетатели 350 сконфигурированы для введения НКГ 356 у мест введения 375 в камере печи, имеющих температуру T примерно 212-2200°F, предпочтительно, примерно 1300-1750°F. Другие структуры, подходящие для впрыскивания НКГ 365 в протяженную вращающуюся обжиговую печь 300, как было описано в настоящей работе, рассматриваются как входящие в объем этого раскрытия.[0059] During operation, the temperature T at the
[0060] ФИГ. 4 представляет собой поперечный вид сбоку секции нагнетателя примерной протяженной вращающейся обжиговой печи 400, показанной на ФИГ. 3. Не привязываясь к теории, Заявитель раскрыл, что переменный состав TRS-газов в НКГ 465 вызывает изменения температуры в камере 415 печи, которые могут прервать пламя 122. Поток НКГ 465 в сторону 105 горелки может охлаждать сторону 105 горелки и, таким образом, вносить вклад в колебания температуры на протяжении всей камеры 415 печи. Окисление НКГ 166 на стороне горелки (как показано на ФИГ. 1) может смещать кислород, который требуется для горелки 124 для поддержания пламени 122. Без достаточного количества кислорода, пламя 122 будет истощаться и способствовать «проскоку пламени». Проскок пламени возникает, когда уменьшенное пламя 122 зажигает накопившиеся пакеты сгораемого топлива. Внезапное воспламенение накопленного топлива может привести к небольшому взрыву, который может сделать протяженную вращающаяся обжиговую печь 100 небезопасной для находящихся рядом операторов и привести к значительным колебаниям температуры в камере 415 печи.[0060] FIG. 4 is a cross-sectional side view of the blower section of the exemplary elongate
[0061] Заявитель раскрыл, что за счет введения НКГ 465 в зону 274 предварительного нагрева или в зону 276 обжига, температуры зоны предварительного нагрева 274 и зона 276 обжига являются достаточными для окисления НКГ 465, до того как НКГ 465 покинут загрузочную сторону 210 протяженной вращающейся обжиговой печи 200, при смещении охлаждающих эффектов НКГ 465 ниже по потоку относительно середины протяженной вращающейся обжиговой печи 200 (относительно стороны горелки 205) и, таким образом, обходе области протяженной вращающейся обжиговой печи 200, в которой вероятно формируются кольца в середине печи 130. За счет введения НКГ 465 в нагнетатель 450, расположенный на расстоянии примерно от половины (½) до двух третей (⅔) длины L протяженной вращающейся обжиговой печи 200. Заявитель раскрыл способ для снижения колебаний температуры на стороне горелки 205 и, таким образом, обхода циклов заморозки и оттаивания, которые вносят вклад в создание колец 130 в середине печи. При сниженных колебаниях температуры, менее вероятно, что гранулы 120' будут накапливать дополнительный материал при более высокой скорости, чем то, что гранулы 120' будут терять материал, в результате чего, таким образом, устраняется вероятность формирования колец 130 в середине печи.[0061] The Applicant has disclosed that by introducing the
[0062] Введение НКГ 465 в зону 274 предварительного нагрева может дополнительно охладить топочные газы 125 ниже по потоку относительно зоны предварительного нагрева 274 (например, в зоне сушки 272), с пассивным поддержанием, таким образом, зоны 272 сушки ниже 1300°F, во избежание накопления пыли известкового шлама (CaCO3), прилипающего к огнеупорным стенкам 407, с образованием колец 130 в середине печи. Предполагается, что накопление известкового шлама на огнеупорных стенках 107 из-за последовательных циклов заморозки и оттаивания дает импульс образованию колец 130 в середине печи. Таким образом, примерная система препятствует образованию колец 130 в середине печи в зоне 274 предварительного нагрева. Менее вероятно, чтобы протяженная вращающаяся обжиговая печь 400 генерировала бы NOx при температуре ниже 1400°F.[0062] The introduction of
[0063] В другом примерном варианте воплощения, операторы могут, в дополнение к НКГ 465, добавлять воздух (A, ФИГ. 6) в нагнетатель 450. Предполагается, что добавление воздуха может помочь регулированию диапазонов температур в протяженной вращающейся обжиговой печи 400 и дополнительно ослабляет образование колец и генерирование NOx, особенно термическое генерирование NOx.[0063] In another exemplary embodiment, operators may, in addition to the
[0064] В еще одном варианте воплощения, операторы могут впрыскивать мочевину (CH4N2O) в нагнетатель 450, для снижения накопления оксидов азота (NOX) в отработанных газах 633. (см. ФИГ. 5 и 77). В еще одном варианте воплощения, операторы могут впрыскивать аммиак (NH3) в нагнетатель 450, для снижения накопления оксидов азота (NOX) в отработанных газах 633. (см. ФИГ. 5 и 6).[0064] In yet another embodiment, operators may inject urea (CH 4 N 2 O) into blower 450 to reduce nitrogen oxide (NO x ) buildup in exhaust gases 633 (see FIGS. 5 and 77). In yet another embodiment, operators may inject ammonia (NH 3 ) into blower 450 to reduce nitrogen oxide (NO x ) buildup in exhaust gases 633 (see FIGS. 5 and 6).
[0065] ФИГ. 5 представляет собой поперечное схематическое изображение примерной системы протяженной вращающейся обжиговой печи, причем протяженная вращающаяся обжиговая печь 200 представляет собой печь 500 для быстрой сушки. В печи 500 для быстрой сушки, кольцевая сушилка 570 заменяет зону 118 цепной завесы, присутствующую в стандартных протяженных вращающихся обжиговых печах 100. Кольцевая сушилка 570 обычно расположена выше загрузочной стороны 510. Кольцевая сушилка 570 в стандартных протяженных вращающихся обжиговых печах 100 заменяет зону 272 сушки. Поэтому, горелка 524 и трубчатый кожух 502 задают зону 576 обжига и зону 574 предварительного нагрева в камере 515 печи трубчатого кожуха 502.[0065] FIG. 5 is a cross-sectional diagram of an exemplary elongated rotary kiln system, with the elongate
[0066] Перед введением кольцевой сушилки 570, операторы обычно отводят воду из обжигового реагента 520 в известковом фильтре (не изображен). На ФИГ. 5, обжиговый реагент представляет собой известковый шлам. Вода, отведенная из известкового шлама (см. 520), при введении кольцевой сушилки 570, как правило, будет иметь содержание влаги в диапазоне 20-30%. В процессе быстрой сушки, операторы подают известковый шлам (см. 520) в кольцевую сушилку 570 на впуске 571. Известковый шлам (см. 520) затем на короткое время сталкивается с отработанными газами 533, захваченными из загрузочной стороны 510 камеры 515 печи. Отработанные газы могут покидать загрузочную сторону 510 камеры 515 печи при температуре более 1292°F (700°C). Горячие отработанные газы 533 быстро испаряют избыточную влагу в известковом шламе (см. 520), без нагрева известкового шлама (см. 520) в течение достаточно длительного времени для катализа реакции обжига. Таким образом, кольцевая сушилка 570 высушивает известковый шлам 520''. Циклонный сепаратор 573 отделяет высушенный известковый шлам 520'' от отработанных газов 533. Отделенный высушенный известковый шлам 520'' затем подают в загрузочную сторону 510 протяженной вращающейся обжиговой печи 200 для подогрева и обжига.[0066] Prior to the introduction of
[0067] ФИГ. 5 отображает нагнетатель 550, расположенный вокруг трубчатого кожуха 502 вблизи ведущей шестерни 513. Нагнетатель 550 расположен у места введения 575, причем температура T камеры 515 печи у места введения 575 находится в диапазоне 1300-1750°F. Операторы подают НКГ 565 в нагнетатель 550 у места введения 575, для снижения колебаний температуры на стороне горелки 505, для предотвращения, таким образом, циклической заморозки и оттаивания скоплений извести, что вносит вклад в создание колец 130 в середине печи.[0067] FIG. 5 shows
[0068] Сниженные колебания температуры в камере 515 печи, особенно в зоне обжига 576 и в зоне 574 предварительного нагрева, могут позволить горелке 524 и пламени 522 бесперебойно нагревать камеру 515 печи, с повышением, таким образом, выработки обжиговых реагентов 520 и качества повторно обожженного продукта 527.[0068] Reduced temperature fluctuations in
[0069] ФИГ. 6 представляет собой поперечное схематическое представление способа для снижения накопления колец в середине печи (см. 130) в протяженной вращающейся обжиговой печи 600, содержащего: введение НКГ 665 в протяженную вращающуюся обжиговую печь 600 у места введения 675, причем температура T камеры 615 печи у места введения 675 находится в диапазоне 1300-1750°F, причем НКГ 665 желательно не вводят в сторону 605 горелки протяженной вращающейся обжиговой печи 600. Место введения 675 желательно находится в зоне 674 предварительного нагрева или в зоне 676 обжига.[0069] FIG. 6 is a cross-sectional schematic representation of a method for reducing the accumulation of rings in the middle of the kiln (see 130) in an elongated
[0070] В определенных примерных вариантах воплощения, операторы могут впрыскивать аммиак (NH3) в камеру 615 печи у места введения 675 для снижения накопления оксидов азота (NOX) в отработанных газах 633 путем селективного каталитического восстановления («СКВ»). В еще одних примерных вариантах воплощения, операторы могут впрыскивать мочевину (CH4N2O) и аммиак (NH3) в камеру 615 печи у места введения 675 для снижения накопления оксидов азота (NOX) в отработанных газах 633 путем селективного некаталитического восстановления («СНКВ»). В еще одних примерных вариантах воплощения, операторы могут добавлять пар или водяной пар (H2O) у места введения 675, для содействия регулированию внутренней температуры и для содействия поддержания температурных зон 672, 674, 676 мест введения. Предполагается, что выбросы оксидов серы («SOx») могут оставаться почти неизменными.[0070] In certain exemplary embodiments, operators may inject ammonia (NH 3 ) into
[0071] В еще одних примерных вариантах воплощения, операторы могут добавлять к НКГ 665 спекающие агенты S, для дополнительного снижения образования колец 130 в середине печи и для облегчения более частого отслаивания загрязнителей от огнеупорных стенок 607. В еще одних примерных вариантах воплощения, операторы могут добавлять к НКГ 665 кислород (O2) для облегчения окисления НКГ 665 вблизи места введения 675. В еще одних примерных вариантах воплощения, операторы могут вводить вместе с НКГ 665 воздух у места введения 675 для облегчения окисления НКГ 665. В еще одних дополнительных примерных вариантах воплощения, операторы могут подвергать рециркуляции топочный газ ТГ у места введения 675. Топочный газ ТГ может быть охлажден перед введением. В других примерных вариантах воплощения, топочный газ ТГ может быть обедненным по кислороду. Не привязываясь к теории, предполагается, что добавление топочного газа ТГ, воздуха A, водяного пара (H2O) или любого их сочетания может разбавить энергию горения, необходимую для создания NOx. Водяной пар (H2O), вода, охлажденный топочный газ ТГ и воздух в данном раскрытии могут называться в целом «хладагентами» 679.[0071] In still other exemplary embodiments, operators may add sintering agents S to the
[0072] ФИГ. 6 также схематически отображает также примерную систему, содержащую протяженную вращающуюся обжиговую печь 600, имеющую сторону 605 горелки, расположенную удаленно от загрузочной стороны 610. Протяженная вращающаяся обжиговая печь 600 содержит внешнюю оболочку 603 и огнеупорную футеровку 607. Огнеупорная футеровка 607 задает камеру 615 печи, содержащую несколько температурных зон 672, 674, 676. Примерная система дополнительно содержит датчик 695 температуры, такой как термопара. Датчик 695 температуры выявляет температуру T камеры 615 печи вблизи местоположения датчика 695 температуры. ФИГ. 6 отображает первый датчик 695a температуры, расположенный выше по потоку относительно места введения 675 (т.е. ближе к стороне 605 горелки) и второй датчик 695b температуры, расположенный ниже по потоку относительно места введения 675 (т.е., ближе к загрузочной стороне 610). Датчик 695 температуры может иметь сигнальную связь с программируемым логическим контроллером («ПЛК»), компьютером, планшетным компьютером или смартфоном (в общем виде, - «процессором»). Процессоры могут отправлять выходной сигнал на дисплей, предоставляя возможность оператору видеть или иным образом визуализировать считывание температуры.[0072] FIG. 6 also schematically depicts also an exemplary system comprising an elongated
[0073] Оператор может регулировать режим обработки, исходя из считывания с датчика 695 температуры, для поддержания желаемых режимов работы. В других примерных вариантах воплощения, процессор может автоматически регулировать режим обработки, исходя из считываний с датчика 695 температуры. Например, если датчик 695 температуры указывает, что температура зоны 674 предварительной обработки падает ниже желаемых уровней, то оператор может увеличить количество топлива, потребляемого горелкой 624, для повышения длины пламени 622 и, таким образом, возвращать область камеры 615 печи к желаемой температуре T.[0073] The operator can adjust the processing mode, based on reading from the temperature sensor 695, to maintain the desired modes of operation. In other exemplary embodiments, the processor may automatically adjust the processing mode based on readings from the temperature sensor 695. For example, if the temperature sensor 695 indicates that the temperature of the
[0074] Дополнительно способ для снижения накопления колец в печи в протяженной вращающейся обжиговой печи 600 может содержать: подачу обжигового реагента 620 в протяженную вращающуюся обжиговую печь 600 на загрузочной стороне 610 протяженной вращающейся обжиговой печи 600, окисление обжигового реагента 620 в протяженной вращающейся обжиговой печи 600 с помощью горелки 624, расположенной на стороне 605 горелки протяженной вращающейся обжиговой печи 600, причем сторона 605 горелки расположена удаленно от загрузочной стороны 610; и введение НКГ 665 в протяженную вращающуюся обжиговую печь 600 через камеру нагнетателя 453, 553, расположенную кольцеобразно вокруг трубчатого кожуха 602 протяженной вращающейся обжиговой печи 600, причем камера нагнетателя 453, 553 имеет жидкостное сообщение с камерой 615 печи через отверстие 668, и при этом температура T камеры 615 печи у места введения 675 находится в диапазоне 1300-1750°F.[0074] Additionally, a method for reducing the accumulation of rings in the kiln in the elongated
[0075] Другой примерный способ содержит: измерение первой температуры T1 в первом местоположении выше по потоку относительно места введения 675, измерение второй температуры T2 во втором местоположении ниже по потоку относительно места введения 675, сопоставление первой температуры T1 со второй температурой T2 для определения разности температур, добавление к НКГ 665 хладагента 679 у места введения 675, когда разность температур составляет менее 100°F, причем температура T у места введения 675 составляет 212-2200°F. В других примерных вариантах воплощения, температура T у места введения составляет 1300-1750°F. Примерный способ может дополнительно содержать прекращение добавления хладагента 679, когда разность температур составляет 100°F или более. В еще одних примерных вариантах воплощения, операторы могут добавлять хладагент 679, когда разность температур достигает 100°F.[0075] Another exemplary method comprises: measuring a first temperature T 1 at a first location upstream of the
[0076] Тогда как данной изобретение было, в частности, показано и описано со ссылками на его примерные варианты воплощения, специалистам в данной области техники следует понимать, что в нем могут быть сделаны различные изменения по форме и по деталям, без отступления от объема изобретения, охватываемого прилагаемой формулой изобретения.[0076] While the present invention has been specifically shown and described with reference to its exemplary embodiments, those skilled in the art should understand that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the invention. covered by the appended claims.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762564087P | 2017-09-27 | 2017-09-27 | |
| US62/564,087 | 2017-09-27 | ||
| US16/133,365 | 2018-09-17 | ||
| US16/133,365 US10995991B2 (en) | 2017-09-27 | 2018-09-17 | Process for reducing ringing in lime kilns |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018133606A RU2018133606A (en) | 2020-03-25 |
| RU2772158C2 true RU2772158C2 (en) | 2022-05-18 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4767323A (en) * | 1987-06-22 | 1988-08-30 | Westinghouse Electric Corp. | Lime kiln and method of retarding formation of slag ring therein |
| RU2166160C1 (en) * | 1999-08-30 | 2001-04-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method for roasting of carbonate raw material in tubular rotary kiln |
| US20100244337A1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-30 | Cain Bruce E | NOx Suppression Techniques for an Indurating Furnace |
| US20110109021A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Cain Bruce E | Apparatus and Methods for Achieving Low NOx in a Grate-Kiln Pelletizing Furnace |
| CN106152809A (en) * | 2015-03-12 | 2016-11-23 | 长沙海佳机械有限公司 | A kind of revolution formation rings in a kiln removes device |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4767323A (en) * | 1987-06-22 | 1988-08-30 | Westinghouse Electric Corp. | Lime kiln and method of retarding formation of slag ring therein |
| RU2166160C1 (en) * | 1999-08-30 | 2001-04-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method for roasting of carbonate raw material in tubular rotary kiln |
| US20100244337A1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-30 | Cain Bruce E | NOx Suppression Techniques for an Indurating Furnace |
| US20110109021A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Cain Bruce E | Apparatus and Methods for Achieving Low NOx in a Grate-Kiln Pelletizing Furnace |
| CN106152809A (en) * | 2015-03-12 | 2016-11-23 | 长沙海佳机械有限公司 | A kind of revolution formation rings in a kiln removes device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2018233011B2 (en) | Process And System For Reducing Ringing In Lime Kilns | |
| CN106871131B (en) | For handling the device and method of industrial dangerous waste sodium sulfate salt slag and resource utilization | |
| JP2009522538A (en) | Method and apparatus for reducing NOX emissions in a rotary kiln by selective non-catalytic reduction (SNCR) | |
| JP5143169B2 (en) | Waste treatment system | |
| PT88561B (en) | PROCESS AND APPLICATION FOR DRYING SOLID MATERIAL | |
| EP2633004B1 (en) | Cement clinker manufacturing plant | |
| RU2772158C2 (en) | Method and system for reducing ring formation in lime kilns | |
| RU144018U1 (en) | INSTALLATION OF THERMOCHEMICAL GENERATION OF ENERGY GASES FROM SOLID FUEL (OPTIONS) | |
| FI70567C (en) | FOERFARANDE FOER BRAENNING AV KALK I EN CIRKULATIONSUGN | |
| NZ746788A (en) | Process And System For Reducing Ringing In Lime Kilns | |
| CN101857266B (en) | Recovery method of alkali from pulping black liquor by direct causticization with rotary kiln gasifier | |
| BR102018069618B1 (en) | ELONGATED ROTATORY CALCINATION FURNACE SYSTEM AND PROCESSES FOR REDUCING THE ACCUMULATION OF FURNACE RINGS IN AN ELONGATED ROTATORY CALCINATION FURNACE | |
| TWI725397B (en) | Organic sludge treatment apparatus and treatment method | |
| KR101875039B1 (en) | Fuel Additives and Fuel Additives Supply System for Coal Boilers Using Chemical Cleaning Wastewater | |
| US9266774B2 (en) | Method for burning pelletized good | |
| CN206771369U (en) | Incinerator apptss | |
| JP2000007391A (en) | Production of quicklime/baked dolomite in rotary kiln using waste plastic | |
| KR101067390B1 (en) | An apparatus for mixing coal and quicklime, and a method for removing water of coal and desulfurizing coal by using quicklime | |
| FI122837B (en) | Method for recovering chemicals from a pulp mill | |
| FI130505B (en) | A method for reducing combustion temperature and thermal radiation within a lime kiln | |
| PL213825B1 (en) | Method for thermal utilisation of organic or inorganic wastes and the equipment to execute this method | |
| JP3523999B2 (en) | Production method of quicklime and calcined dolomite in rotary kiln using waste plastic | |
| US9109801B2 (en) | Coal heat-treatment process and system | |
| JP3195191B2 (en) | Method for producing quicklime and calcined dolomite in a rotary kiln using waste plastic | |
| WO2000032532A1 (en) | Process for thermal treatment of inorganic and organic materials in a series of small shafts, and the apparatus to perform ditto process |