СПОСОБ ОБЖИГА КУСКОВ МАТЕРИАЛА, В ЧАСТНОСТИ ИЗВЕСТНЯКА Российский патент 2007 года по МПК C04B2/12 F27B1/22 

Данное изобретение относится к способу обжига кусков материала, в частности известняка, в регенеративной шахтной печи.

Известен способ обжига кусков материала, AT 390248 В, С04В 2/12, 10.04.1990, 6 с. [1], где происходит использование для обжига газообразного продукта сгорания с относительно низкой теплотворной способностью.

Предлагается способ обжига кусков материала, в частности известняка, в регенеративной шахтной печи, по крайней мере, с двумя шахтами печи, соединенными между собой перепускным каналом, причем в этих шахтах продукты сгорания проходят через верхнюю зону предварительного нагрева, центральную зону отжига и нижнюю зону охлаждения, в соответствии с чем воздух для горения подают в зону предварительного нагрева, охлаждающий воздух - в зону охлаждения, а газообразные продукты сгорания, имеющие низкую теплотворную способность (меньше 7,5 мегаджоулей на м³), - периодически и альтернативно к каждой из шахт по трубкам горелки.

Регенеративные шахтные печи этого типа, известные как печи Мерца, отличаются от шахтных печей других типов чрезвычайно высоким значением показателя "цена - эффективность". Установлено, что повышенное применение бедного газа, то есть газообразного продукта сгорания с относительно низкой теплотворной способностью, например, побочного продукта металлургического производства или биогаза с теплотворной способностью ниже 7,5 мегаджоулей (МДж) на м³, оказывает неблагоприятное влияние на температуру процесса в регенеративной шахтной печи и понижает степень эффективности вследствие более высоких объемов отходящего газа и его пониженной температуры. Кроме того, более высокие температуры отходящего газа требуют дополнительных мер для предотвращения перегрева последующего фильтровального оборудования, то есть использования охладителей отходящего газа или смешивания его со свежим воздухом. С другой стороны, использование бедного газа ведет к повышению качества продукта благодаря снижению подачи серы.

Задачей данного изобретения является способ обжига материала, в частности известняка, способствующего повышению качества продукта и достижению хорошего термического кпд при использовании газообразного продукта сгорания с относительно низкой теплотворной способностью, то есть менее 7,5 мегаджоулей на м³.

С помощью данного изобретения решается проблема предварительного нагрева газообразного продукта сгорания в теплообменнике с помощью технологического газа процесса обжига. Предпочтительные примеры осуществления способа, предлагаемого в данном изобретении, являются предметами зависимых пунктов формулы и могут быть взяты из последующего описания и чертежа, на котором схематически показан разрез регенеративной печи с двумя параллельными шахтами.

Как уже известно, куски вещества размерами, например, 40-80 мм подают в шахты 1 и 2 печи 3, как показано стрелками 4 и 5. Подача воздуха для горения также сверху, как показано стрелкой 6, и газообразных продуктов сгорания по стрелке 7 с помощью трубок 9 горелки, расположенных вертикально в зоне 8 предварительного нагрева, производят с интервалами, например, 15 минут в шахту 1 и шахту 2 попеременно. Кроме того, из нижних разгрузочных областей 10, 11 двух шахт 1 и 2 в соответствии со стрелками 12, 13 непрерывно подают охлаждающий воздух, так что обожженный продукт после прохождения охлаждающей зоны 14 может быть извлечен охлажденным в направлении стрелок 15, 16. Факелы пламени, создаваемые на выходах 17 трубок 9 горелки, получают предварительно нагретый воздух для сгорания, поскольку этот воздух протекает через куски вещества, предварительно нагретого в предшествующий период процесса. Предварительный нагрев кусков вещества в зоне 8 предварительного нагрева производится в соседней шахте 2, поскольку горючий газ течет в соседнюю шахту 2 после прохождения через зону горения 18 по перепускному каналу 19 и выпускается как отходящий газ в верхнем направлении по стрелке 20.

В соответствии с показанным примером осуществления изобретения предварительный нагрев горючего газа выполняется в теплообменнике 21 с помощью потока горячего газа, отводимого в сравнительно малом объеме от перепускного канала 19 по трубке 22, который потом направляется в поток отходящего газа, показанного стрелкой 20. Когда процесс перемещается из шахты 1 в соседнюю шахту 2, трубка 23, проходящая через теплообменник 21, может быть переключена с помощью клапана 24 на трубку 25 горелки шахты 2. Соответственно, работа печи 3 становится более экономичной с помощью бедного газа низкой теплотворной способности, то есть менее 7,5 мегаджоулей на м³, например, 4 MДж/м³.

В соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения предварительный нагрев горючего газа может производиться поочередно или дополнительно к предварительному нагреву в теплообменнике 21, в предварительно нагретом воздухе для горения зоны предварительного нагрева, в которой наружная поверхность трубок 9, 25 горелки увеличена, например, за счет ребер.

Способ обжига кусков материала, в частности известняка, в регенеративной шахтной печи, по крайней мере, с двумя шахтами, соединенными между собой перепускным каналом, характеризуется тем, что в этих шахтах материал, подлежащий обжигу, проходит через верхнюю зону предварительного нагрева, центральную зону обжига и нижнюю зону охлаждения. Воздух для горения подают в область зоны предварительного нагрева. Охлаждающий воздух подают в зону охлаждения, а подачу по трубкам горелки газообразных продуктов сгорания, имеющих теплотворную способность ниже 7,5 MДж на м³, чередуют периодически к каждой из шахт. Указанные газообразные продукты сгорания предварительно нагревают в предусмотренном вне печи теплообменнике с помощью отвода из перепускного канала печи части технологического газа процесса обжига. Технический результат: повышение качества продукта при обеспечении хорошего термического кпд при использовании газообразного продукта сгорания с относительно низкой теплотворной способностью. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обжига кусков материала, в частности известняка, в регенеративной шахтной печи, по крайней мере, с двумя шахтами, соединенными между собой перепускным каналом, характеризующийся тем, что в этих шахтах материал, подлежащий обжигу, проходит через верхнюю зону предварительного нагрева, центральную зону обжига и нижнюю зону охлаждения, воздух для горения подают в область зоны предварительного нагрева, охлаждающий воздух подают в зону охлаждения, а подачу по трубкам горелки газообразных продуктов сгорания, имеющих теплотворную способность ниже 7,5 МДж на м³, чередуют периодически к каждой из шахт, причем указанные газообразные продукты сгорания предварительно нагревают в предусмотренном вне печи теплообменнике с помощью отвода из перепускного канала печи части технологического газа процесса обжига.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газообразные продукты сгорания в зоне предварительного нагрева подогревают с помощью предварительно нагретого воздуха для горения.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что газообразные продукты сгорания предварительно нагревают во время протекания через трубки горелки, проходящие в зоне предварительного нагрева, причем поверхность трубок сконструирована увеличенной, по крайней мере, на наружной стороне.4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что теплообменник, предусмотренный вне печи, подсоединяют к трубке для технологического газа, отходящей от печи, и к трубке для газообразных продуктов сгорания, ведущей к трубкам горелки.5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что он эффективен при газообразных продуктах сгорания, низкая теплотворная способность которых меньше 5 МДж/м³.