TWI274837B - Method for burning a mineral material mixture - Google Patents

Description

1274837 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本毛明關☆ #在塊狀材料的物料柱（bulk ΠΙαtciιαι c〇1_)"然燒具不同粒度之礦物材料混合物之方法，該 塊狀材料的物料柱會有氣體流過，且該物料柱是藉由進料 於丑爐（shaft furnace)之至少一爐頸中且移除爐頸底部 之燃燒產物而形成。 【先前技術】 相同申請人之美國專利us 5,460,517揭示一種燃燒礦 物進料（例如石灰石）之豎爐’其係根據maerz平行流 再生法，使具有較細及較粗粒度之二種材料混合物透過進 料裝置μ地供應於至少二圓柱形爐頸之徑向内部及徑向 外部區域。依此方式，透過爐頸之橫斷面及採用相當簡單 的構件’可於㈣中獲致令人滿意的粒度分布，因而亦有 均句的燃燒的空氣分布，以致於可獲致大體上更均勻的燃 燒程序及相對應更均勾的產品品質 '然而，它的複雜性可 由必須事㈣行機械分離為具較細及較粗粒度之兩材料、θ 合物來表示。此具有圓柱形爐頸的橫斷面橫向互： 雙登爐亦S複雜及昂貴，以致於當爐頸的橫斷面為介於7 至平方公尺間日夺’其只可以被建立來在較高輸出為每 曰3 00至800公嘲之範圍中使用。 :需要較低輸出且具…平方公尺間之較 断面犄，可採用兩個具有矩形橫斷面形狀之爐頸 t 不貴的結構類型。關於明顯超過每日3〇〇 疋成較 △镇較向物料處 1274837 理此力方面，使用此較簡單的結構類型之阻礙為當涉及較 大杈斷面尺寸時，於進料時，會於爐頸橫斷面上發生更明 顯^不均勻的單側粒度分布。此不均勻的分布是由於從輸 送帶投料經過延伸的路徑或執道時或當透過滑槽供應時產 生的粒度分配所引起的。此易造成燃燒空氣的流動阻力及 因而塊狀材料的物料柱之橫斷面溫度之不均句分布。因此 採用/、車乂大爐頸橫斷面之此種不貴的豎爐無法得到均勻 的產品品質。 【發明内容】 者〃本發明之問題係找尋一種上述類型之方法，其使用相 、=簡單的構件來確保更均勻的氣體流動經過塊狀材料的物 =柱且因而獲致較佳及更均勻產品品質，以致於就較大的 爐頭橫斷面而言’亦可能得到具有長形（elGngated)或矩形 Rectangular)的爐頸斷面形狀之較不昂貴的構造類型，且迄 7 口為必要的產品品質導致無法以可接受的成本獲得之較 不昂貴的構造類型。 、、根據本發明，此問題得依上述類型方法解決，其中因 2進料而產生的粒度朝一個方向上增加的分配方式是可以 2 疋J改&進料方向來使該方配方式之粒度增加方向被 定期改變，I、，, 乂致於在塊狀材料的物料柱（9，）中，增加的粒 度方向會逐層改變。 【實施方式】 圖1顯示根據MAERZ平行流再生法操作之具有已知 6 1274837 之兩個爐頸1 、、、吉構的雙豎爐 自根據圖2 中所示之根據本發明設計代表圖可推知复之一。自根； 藉排空位於進料爐頸4上端之、隹“、基本ί 粒狀鑛物材料混合物進料於爐頸卜m中交替地發生 為了於給定的爐頸^2(1較進料r :的一個-開放的。 L、 早$ /料爐頊4為大）之护齡品 为布材料混合物，於每一個例子中， 戶、 中提供右择k 中於爐頸的較高區域 i、有擋板50,從該擋板處該混合物可偏 區。頃發現所引導的的粒度分 ’、 戸、 在於、、，册。 T沒刀配方式疋橫向地產生且發生 一：…延伸方向上，該粒度分配方式大體上可維持著 罝到在塊狀材料的物料柱9接收為止。 ^於圖1至4之橫斷面圖中，於輸送帶延伸方向上連續 的粒度係以四個粒度梯度1…3圖示，俾簡化說明 由於塊狀材料的物料柱9具有朝一方向上的粒度變化 且對於爐f員卜2呈直角之粒度變化的原因，經由空氣吸 ^ 14机動之燃燒空氣的流動阻力被相應地分布。已知 其係取決於給定的顆粒床空隙體積之大小的三次方。相對 應之不同的空氣品質分布係於圖丨中以不同大小之箭號b 至18說明。因此，藉由燃燒喷氣搶（burning 1时2〇流 動之氣態、液態或粒狀燃料的燃燒作用，導致了可燃氣體 根據粒度分布以不同量地垂直於塊狀材料的物料柱流動， 、致於在對於塊狀材料的物料柱9呈直角的方向上有相當 大的溫度差（例如300°C )。因此，經由爐頸i、2底部中 之排放機構22所移除之粒狀礦物產物具有明顯不同燃燒 I274837 孩x之顆粒。由於相對應的品質差異程度係取決於特殊爐 頊1、2之橫斷面長度，不可能接受如來自例如系勺6平方 公尺之爐頸橫斷面之大小的差異。 為了克服具有長形或矩形的爐頸橫斷面（該爐頸橫斷面 糸依據圖4)之粒度限制且相應地實現用於大物料處理量及 良好產…口貝之不貴的結構類型，根據本發明之豎爐（ ”如根據圖2 & 3之具體實施例）於其似爐頸的橫斷面矩 IS室5上方具有一種裝置23,該裝置23是用於定期 '二受進料室”之材料混合物粒度增加的方向，該材料 …勿的粒度是以相對於室的垂直軸呈橫向地增加。 根據所示之具體實施例，此裝置23係以最簡單可能 方式，藉由位於材料混合物顆粒離開輸送帶8之軌道乃 種可轴轉的板24而進行。板24可以在相反的傾斜 於向水平軸26轉動’以致於在進料室5中以相對 、至-直軸呈橫向變化的材料混合物的粒度 :?的，來轉到相反的方向。舉例來說，板Μ係二 的V引至27之中央區，導引室27在其頂部及底部放 的且位於谁料— 定開放 ” 枓至5上方，以致於，必要時，板24會於於 ::之：申方向上與導引室27後面或前面之壁面28:Γ: 31\2 W地在板底料邊緣3G &室底部的―邊緣 之間開放出前出口 33及後出口 34。 '、 兩壁面28、29面對板24之底壁的邊緣30,且二27之 、29較佳在其朝低區域上朝内傾斜。 “土面28 的改變，二目間隔來定期發生板24 <轉動方向 接者為错由開啟室封件6、7來定期排空進料室5 [837 ’使得在塊狀材料的物斜知山 續層35 ..甘 ’、4中具有相反粒度分布特徵之連 1〇二"，、、12:肩分佈是對轴方向呈橫向且以顆粒漸層 的物料柱二二圖:：圖”。因此，流經塊狀材料 佳路徑，反而如圖Γ之再大^1所示方式佔據一側較 岣勻分布。 冋大小前號37所說明般而提供 ，本^明具特殊優點為可應用於MAERz平行流再生爐 臣又因為其使得以大構造類型、矩形橫斷面的爐 1、2之 登爐^於大的物料處理量成為可能。此等爐頸可較一結 構更簡單地豎立建構。料，相較於圓形爐頸之橫向連接 區’可更容易地得到爐頸丨、2間之必須的橫向連接區38 以下將提供根據圖2之MAERZ爐之已知操作簡單說 明。 於例如15分鐘間隔下，單一爐頸1或2經加熱，其 中藉由喷氣搶20或40產生燃料的供應，且藉由空氣引入 口 14 ’以相對應的定期方式供給可燃燒空氣且僅供給至爐 頌1或2。依箭號43、44方向，自底部連續地出現冷卻空 氣的供料。因此，於特殊塊狀材料的物料柱9,中，有一個 較高預熱區45、中央燃燒區46及較低冷卻區47。經由橫 向連接區38，可燃氣體依箭號48方向離開燃燒區46，進 入相鄰的爐頸2且上升於其中，以致於在此處預熱其他爐 頸2之進料且依空氣引入口 14之方向離開爐頸。橫向連 接區3 8是在爐頸1、2之橫斷面中兩個相面對之較長的側 邊之間延伸，以致於可燃氣體對其他爐頸之溢流可立即地 1274837 復蓋整個爐頸橫 在以間隔式的切換供仏至丨哈友 仏、、〇到贺虱槍40中的燃料供應之 後於可燃空氣供應至其他爐頸2的空氣引入口 14之後 ’使可燃氣體的流動方向相反過來，以致於箭^ 48 1方向_。於每—例中，以開啟進料室5之-封件6、？

的豆爐爐頌1、2之逐批逸料古—H 進枓方式疋和兩個豎爐爐頸1、2 之操作模式的改變發生於^ ^ m 、岡队夂知玍於相冋的時間間隔上，且例如 同的時間間隔或例如於2、4 $ & t % 、 或6次時間間隔後，亦可能

轉動導引室27之板24。 【圖式簡單說明】 圖1為雙豎爐的其中一個爐頸之垂直剖面圖，其係具 有已知用以投料於登爐之配置且於其塊狀材料的物料柱； 具有粒度分布的圖式； 圖2為用以實現根據本發明方法之雙登爐的垂直剖面 圖， a圖3為通過圖2雙豎爐之左側爐頸及其進料室之縱向 口】面’其於塊狀材料的物料柱中具有粒度分布圖式； 圖4為通過圖1或2之雙豎爐的橫斷面； 圖5為根據圖3之雙豎爐於其進料構件附近之較大尺 度的部分圖式，相較於圖2 $ FI斗、甘θ 士 仰早乂趴圃2之圖式，其具有以90。取代之 檢切平面。 【圖式代表符號說明】 爐頸 10 1274837 9 > 9， 10、11、12、13、10,、11，、12”、13, 2 3 4 5 6 7 8 14 15 、 16 、 17 、 18 20 22 23 24 25 26 27 28、29 30 31、32 33 34 35、36 37 爐頸 雙豎爐 進料爐頸 進料室 封件 封件 輸送帶 塊狀材料的物料柱 粒度梯度 空氣吸入口 空氣 燃燒喷氣搶 排放機構 裝置 板 軌道 水平轴 導引室 導引室的壁面 板底部的邊緣 室底部的開口邊緣 前出口 後出口 連續層 可燃空氣

11 1274837 38 檢向連接區 40 燃燒喷氣槍 43 > 44 冷卻空氣的供料 45 預熱區 46 燃燒區 47 冷卻區 48 可燃氣體 50 檔板

Claims (1)

1274837 拾、申請專利範圍： 1 · 一種在塊狀材料的物料柱（9)中燃燒具不同粒度之 礦物材料混合物之方》，該塊狀材料的物料柱⑼會有氣體 流過，且該塊狀材料的物料柱是藉由進料於豎爐之至少一 個爐頸（1、2)巾且移除在㈣（1、2)之底部區域上的燃燒產 物來產生的，其特徵在於：#進料時，具有粒度朝一個方 向上增加的分配方式，係藉由改變進料方向來使該分配方 式被定期的改變，以致於在塊狀材料的物料柱中，各個進 料層彼此之間的粒度增加是在相反方向上。 2 ·如申請專利範圍帛丨項之方法，其特徵在於··使 用滑槽來發生粒度增加方向的變化，其是藉由轉動該滑槽 來使滑槽的進料方向被定期地轉到相反方向上。 3 .如申請專利範圍帛2項之方法，其特徵在於：在 每次逐批排空進料室（5)後或在數次逐批排空進料室（㈠之後 ’來使滑槽(24)之進料方向轉到相反方向，以致於塊狀材 料的物料柱（9，）中，被引導而具有相反分配方式之各層（Μ 、3 6)的體積相對應於一或更多批量之體積。 4 ·如申請專利範圍帛2項之方法，其特徵在於：以 橫斷面延伸的爐頸（1、2)為基準，滑槽（24)的二種不同變化 的進料方向是與爐頸橫斷面之縱軸方向相對應平行的平面 運行。 5 .如申請專利範圍第2項之方法，其特徵在於：根 據平行流再生法，在多豎爐之爐頸（1、2)其中一個之中進 行一或多次排空進料室（5)之後，粒度方向會改變。 6 . -種進行如申請專利範圍帛1項之方法之賢爐， 13 1274837 f具有至少一橫斷面上為長形或矩形的爐頸（1、2)、_種 :由進料室（5)之軌道㈣—⑺⑺）以供應欲於氣流中燃 二粒狀材料混合物之輸送帶⑻，該進料室(5)是位於爐頸 ，上方且向下是和封件（6、7)連接以供逐批進料於^少 -個爐頸(1、2)中，其特徵在於：具有一種使進料室中二 料混合物之粒度增加的方向定期改變的裝置（23)，咳材料 混合物之粒度是以相對於室之垂直軸呈橫向的方式來辦加 的’以致於該豐爐中形成之粒度分布係於塊狀材料的物料 柱（9’）中逐層改變。 7 ·如申請專利範圍第6項之豎爐，其特徵在於：用 於疋期改、交方向之裝置（23)是由滑槽（2句所形成，該滑槽是 位於σ亥執4 (25)上且可以在相反的傾斜方向間來朝向水平 軸（26)轉動。 8 ·如申請專利範圍第7項之豎爐，其特徵在於：該 滑槽包含板（24)，其是可轉動地安裝於導引室乃之中央區 域，導引至在其頂部及底部是開放的且位於進料室（5)上方 ，以致於，必要時，板（24)是和導引室（27)後面或前面之位 於執道（25)之方向上的壁面（28、29)接合且會交替地開放出 位在板底部的邊緣（30)與導引室底部開口邊緣（31)處之間之 前方及後方的出口（33、34)。 9 ·如申請專利範圍第8項之豎爐，其特徵在於··該 導引至（27)面對5亥板（24)之底部邊緣（3〇)之兩個壁面（28,29) 在其較低區域上是向内傾斜。 1 0 ·如申請專利範圍第6項之豎爐，其特徵在於： 兩爐頸（1，2)是具有矩形橫斷面且經由可燃燒氣體之橫 14 1274837 向連接區（38)的方式來互相連接，該橫向連接區（38)將爐頸 (1、2)中兩個相對之較長的側邊和爐頸（1，2)之自由橫斷面 互相連接起來，且在每一個例子中，係填充了超過6.5平 方公尺的塊狀材料的物料柱。 拾壹、圖式： 如次頁。 15 1274837 柒、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（3 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式 1 爐頸 4 進料爐頸 5 進料室 8 輸送帶 9， 塊狀材料的物料柱 10’ 、 11， 、 12” 、13’粒度梯度 14 空氣吸入口 22 排放機構 23 裝置 24 板 25 執道 26 水平軸 27 導引室 28、29 導引室的壁面 30 板底部的邊緣 35、36 連續層 37 可燃空氣 38 交叉連接區 48 可燃氣體 50 擋板