СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТИ Российский патент 2002 года по МПК C04B2/10 

Изобретение относится к технологии обжига карбонатного сырья в шахтной печи, работающей на твердом топливе, и может найти применение в металлургической, химической, строительной и других отраслях промышленности.

Известен способ термообработки карбонатного сырья в шахтной печи, работающей на твердом топливе, включающий сушку и обжиг сырья, охлаждение продуктов обжига и раздельный отбор отходящих сушильного и печного газов [1].

Недостатком данного способа является повышенный расход топлива при обработке влажного сырья в связи с увеличением содержания монооксида углерода в газовых выбросах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения извести путем обжига известняка в шахтной печи при сжигании твердого топлива, включающий в качестве твердого топлива смесь доменного и нефтяного коксов в соотношении 1:(0,3-1) [2].

Недостатками данного способа являются повышенный удельный расход кокса на 1 т СаO и некоторое снижение производительности печи, так как в нем не учитывается влияние свойств углеродсодержащих материалов и состава печного газа на важнейшие показатели процесса обжига.

Целью изобретения является создание способа получения извести с применением в составе топливной части шихты углеродосодержащих материалов, снижающего удельный расход топлива и повышающего производительность шахтной печи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу получения извести путем обжига карбонатсодержащего сырья при сжигании твердого топлива, состоящего из доменного кокса и углеродсодержащего материала, углеродсодержащий материал содержит 4-20 мас.% оксидов, 3-12 мас.% летучих компонентов, а массовое отношение (СаО+MgO)/(Si0₂+Аl₂О₃) составляет 0,06-0,12.

Кроме того, содержание СO₂ в печном газе шахтной печи поддерживают в диапазоне 38-42 об.%.

Соотношение доменного кокса и углеродсодержащего материала по массе составляет 1:0,1÷0,2:0,8.

В качестве углеродсодержащего материала используют преимущественно каменный уголь и антрацит.

Способ основан на использовании в топливной части шихты печей обжига углеродсодержащего материала, в составе которого находится 4-20 мас.% оксидов. Нижний предел обусловлен тем, что меньшее содержание оксидов технически трудно достижимо и требует больших затрат при обогащении углеродcодержащих материалов. Если количество оксидов выше 20 мас.%, наблюдается снижение качества извести из-за ее загрязнения пустой породой топлива и его перерасход. Последний связан с тем, что доля тепла, выделяющегося при горении углерода, идущая на нагрев оксидной составляющей топлива и ее расплавление, становится значительной.

Содержание летучих компонентов должно находиться в пределах 3-12 мас.%. Меньшее чем 3 мас.% содержание летучих компонентов, не достигается в углеродсодержащих материалах, не прошедших коксование. При содержании летучих компонентов выше 12% наблюдается перерасход топлива за счет потерь тепла с газами. Кроме того, концентрация СО₂ в печном газе падает ниже уровня 38 об. %.

Массовое отношение (СаО+MgO)/(SiO₂+Аl₂О₃) в оксидной фазе (золе) углеродсодержащих материалов должно составлять 0,06-0,12. Это связано с тем, что при меньших и больших значениях этого показателя при температурах обжига карбонатсодержащего сырья возможно расплавление золы, так как в ее состав входит не менее 10 мас.% оксидов железа. Появление расплава приводит к отрицательным результатам: часть тепла, выделяющегося при горении углерода топлива будет затрачиваться на процесс плавления золы углеродсодержащих материалов; в печи появляются настыли, газодинамические условия ухудшаются; реакционная способность образующейся извести понижается. Первые два из перечисленных факторов влекут за собой перерасход топлива и падение производительности печи. Когда массовое отношение (СаО+MgO)/(SiO₂₊Аl₂О₃) находится в диапазоне 0,06-0,12, появление расплавов маловероятно.

Концентрацию СО₂ в печном газе следует поддерживать в пределах 38-42 об. %. При концентрации СО₂ в газовой фазе менее 38 об.% начинает падать качество извести из-за ее недожога. Верхний предел обусловлен тем, что при больших концентрациях СО₂ при температурах, характерных для обжига карбонатсодержащего сырья, замедляется разложение известняка и производительность агрегата падает.

Оптимальное соотношение доменного кокса и углеродсодержащего материала находится в пределах от 1 к 0,1 до 0,2 к 0,8. При соотношении кокса к углеродсодержащему материалу менее 1 к 0,1 этот фактор не сказывается на работе печей для обжига известняка. Превышение количества углеродсодержащего материала сверх 80 маc.% приводит к увеличению общего расхода топлива на тонну образующегося СаО из-за нескомпенсированных затрат энергии на нагрев золы, потерь с газами и т.д.

В качестве углеродсодержащего материала используют преимущественно каменные угли и антрациты.

Пример.

Шихту, состоящую из 91 маc.% известняка крупностью 40-120 мм, содержащего 96% СаСО₃+MgCO₃, загружают в известковую шахтную печь совместно с доменным коксом крупностью 20-80 мм, содержащим 86,4 мас.% углерода, 11 маc. % оксидов, и каменным углем или антрацитом крупностью 25-50 мм с различным количеством летучих компонентов, оксидов, отношением (СаО+MgO)/(Si0₂+Аl₂О₃), одновременно поддерживают различное содержание оксида углерода (IV) в газовой фазе, табл.1.

Свойства полученной извести и показатели процесса обжига представлены в табл.2.

Полученные данные свидетельствуют о том, что при обжиге известняка с использованием смеси доменного кокса и углеродсодержащего материала снижается расход топлива в среднем на 5% и возрастает производительность шахтной печи в среднем на 12 %.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 301167, кл. В 01 J 21/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР 1162764, кл. С 04 В 2/02, 1985.

Изобретение относится к технологии обжига карбонатного сырья в шахтной печи, работающей на твердом топливе, и может найти применение в металлургической, химической, строительной и других отраслях промышленности. Технический результат - создание способа получения извести с применением в составе топливной части шихты углеродсодержащих материалов, снижающего удельный расход топлива и повышающего производительность шахтной печи. В способе получения извести путем обжига карбонатсодержащего сырья при сжигании твердого топлива, состоящего из доменного кокса и углеродсодержащего материала, последний содержит 4-20 мас.% оксидов, 3-12 мас.% летучих компонентов, а массовое соотношение (СаО+MgO)/(SiO₂+Аl₂О₃) составляет 0,06-0,12, причем содержание оксида углерода (IV) в печном газе шахтной печи поддерживают в диапазоне 38-42 об. %, соотношение доменного кокса и углеродсодержащего материала по массе составляет 1: 0,1÷0,2:0,8, а в качестве углеродсодержащего материала используют каменный уголь и антрацит. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения извести путем обжига карбонатсодержащего сырья при сжигании твердого топлива, состоящего из доменного кокса и углеродсодержащего материала, отличающийся тем, что углеродсодержащий материал содержит 4-20 мас. % оксидов, 3-12 мас. % летучих компонентов, а массовое отношение (СаО+MgO)/(SiO₂+Al₂О₃) составляет 0,06-0,12. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание оксида углерода (IV) в печном газе шахтной печи поддерживают в диапазоне 38-42 об. %. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что соотношение доменного кокса и углеродсодержащего материала по массе составляет 1: 0,1÷0,2: 0,8. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют каменный уголь и антрацит.