Способ управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтной печи Советский патент 1983 года по МПК F27B1/08 G05D27/00 

2.Способ по .п, 1, о т л и -чающийся тем, что соотношение- р-суодов 1оэдуха и топлива по Хорелкам при минимальном расходе

топлива устанавливают в пределах 0,1-0,6 , а при максимальном расходе 0,5-0,8 от теоретически необходимого значения для-полного сжигания топ.лйва.

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА КАРБОНАТНОГО СЫ В ШАХТНОЙ ПЕЧИ на газообразном жидком топливе с расположенными крайней мере в два яруса горелк ми, путем подачи топлива и возду в печь в зависимости от количест обжигаемого материала и периодического перераспределения топлива и воздуха между ярусами и отдельными горелками в пределах общих расходов , отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода топлива на обжиг, повышения равномерности и степени обжига за счет более равномерного распределения теплового потока по Объему печи, длительность периодов . подачи топлива и воздуха корректируют в зависимости от изменения состава отходящего печного газа, а соотношение расходов максимального и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусов в течение отдельного периода устана-влйвгцот в зависимости от,числа ярусов.

Изобретение относится к способам управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтных печах, работающих на газообразном или жидком топливе, и может найти применение в химической промышленности.

Известен способ управления процесом обжига извести в шахтной печи, в которой горелки расположены в несколько ярусов по высоте печи, работающей на жидком топливе, вводимом одновременно с воздухом. Количество его составляет минимум 45% от воздуха, необходимого для полног сгорания топлива. Топливо подают импульсами в горелки, размещенные на периферии, при этом в верхний ярус его подают в течение более длительного времени, чем на остальные яруса, и с большим количеством воздха по отношению к тбпливу 1 ,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтной печи по газообразном или жидком топливе с расположенными в два яруса горелками, путем подачи топлива и воздуха в печь в зависимости от количества обжигаемого материала и-периодического перераспределения между ярусами и отдельными горелками в пределах общих расходов С2 о

Недостатком известного способа является снижение равномерности обжига карбонатного сырья и повышение расхода топлива на обжиг при изменении гранулометрического состава кускового материалаf загружаемого в печь, или изменении нагрузок печи. Наличие значительной доли мелких фракций в карбонатном сырье приводи к ухудшению условий перемешивания , газа с воздухом и неравномерности распределения газовоздушной смеси в объеме шахты, что в свою очередь, вызывает увеличение потерь тепла от химического недожога топлива, падение концентрации двуокиси углерда СО2 в печном газе, уменьшение доли полезно затраченноз о тепла на обжиг. В случае же изменения нагрузок йечи (по перерабатываемому карбонатному сырью с соответствующим изменением расходов газа ) происходит изменение структуры газо

вого потока в объеме печи, что также влечет за собой соответствующее ухудшение качества извести печного газа и перерасхода топлива.

Изменение только скорости подачи газообразного топлива и частоты включения горелок без учэта полноты сжигания топлива не зешает проблемы равномерности обжига при нестабильном составе карбонатного сырья (по фракциям ) и неритмичных нагрузках.

При этом объективная оценка качества обожженного сырья может быть осуществлена лишь после его выгрузки, т.е. по истечении 10-12 ч после обжига конкретной порции сырья ( с учетом времени на выполнение анализа извести |.

Цель изобретения - уменьшение расхода топлива на обжиг карбонатного сырья неоднородного гранулометрического соста:ва, а также повышение равномерности и степени обжига за счет более равномерного распрделения теплового потока по. объему печи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтной печи на газообразном или 5ХИДКОМ топливе с расположенными по крайней мере в два яруса горелками путем подачи топлива и воздуха в .печь в зависимости от количества обжигаемого материала и периодического перераспределения топлива и воздуха между ярусами и отдельными горелками в пределах общих расходов, длительность периодов подачи топлива и воздуха корректируют в зависимости от изменения состава отходящего печного газа а соотношение расходов максимальног и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусов в течение отдельного периода устанавливаю в зависимости от числа ярусов.

При этом соотношение расходов водуха и топлива по горелкам при минимальном расходе топлива устанавливают в пределах ,6 от теоретически необходимого значения Для полного сжигания топлива, а при максимальном расходе - 0,5-0,8 от теоретической величины. Предлагаемый способ осуществляют слелующим образом. В шахтную печь, загружаемую карбонатным сырьем, подают топливо, например газ или мазут, и воздух на горение в заданном соотношении. Топливо и воздух вводят через горел ки, расположенные в два или, несколько ярусов по высоте шахты в количест ве, зависящем от количества обжигаемого материала. При этом подачу то л ив а: и воздуха периодически перерас пределяют между ярусами и отдельными горелками в пределах общих расхо дов.В верхней части печи отбирают печ ной газ, по результатам анализа которого (известньоми методами опреде ляют величину удельного топлива путем подстановки данных анализа в формализованное выражение, характеризующее полноту сжигания топлива и качество обжига продукта. По этом формализованному показателю коррект руют длительность периодов подачи .топлива и воздуха к горелкам. j Соотношение расходов максимального и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусов в течение отдельного периода устанавливают в зависимости от числа ярусов горелок. Установлено, что наиболее рациональным соотношением подач воздуха и топлива к горелкам при минимальном расходе топлива является соотношение в пределах 0,1-0,6 от теоретически необходимого количества для полного сжигания топлива, а при максимальном - 0,5-0,8 от теоре тической величины. Необходимость в коррекции длитёльности периодов по составу печного газа возникает практически постоянно и определяется целым рядо факторов: нагрузкой печи, гранулометрическим составом сырья расстоя нием между ярусами горелок. Для пояснения влияния частоты изменения расходов газа и воздуха в горелках на показатели процесса, обусловившие выбор состава отходящего печног газа в качестве параметра управления, рассмотрим работу печи с двум ярусами горелок по высоте шахты, в которую подают топливо и воздух с периодически изменяющимися расходам по ярусам, причем эти расходы меняю ся таким образом, что если на одном из ярусов минимальный расход, то на другом - максимальный. От каждого из ярусов горелок вверх по шахте движется газовый поток переменной и тенсивности ( как бы волнами ), соответствующий то возрастанию величины топливной составляющей, то убыванию ее. При.этом газовый поток от нижне яруса при подходе к верхнему ярусу горелок будет объединяться с аналогичным газовым потоком переменной интенсивности верхнего яруса. Наилучшее усреднение состава газов в слое ма-, териала выше верхнего яруса горелок будет происходить при сдвиге фаз (в момент встречи потоков нижнего и верхнего ярусов на уровне верхнего яруса /на 180°, т.е. когда, возросший газовый поток от нижнего яруса будет объединяться с уменьшенным газовым потоком от верхнего яруса горелок, и наоборот. При оптимальной длительности периодов подач топлива и воздуха будет получен печной газ наиболее высокого качества (с высоким содержанием СО. и малым содержанием горючих компонентов ), а следовательно, будет достигнут наиболее полный и равномерный обжиг материала при минимальных потерях тепла. На чертеже изобра хена система автоматического управления, реализующая предлагаекйой способ. Топливо и первичный воздух на горение подают в шахтную печь 1 на уровне нижнего и верхнего ярусов горелок, вторичный воздух подают через низ печи 1.. Общий расход топлива в печь стабилизируют с помощью подсистеки 2, а расход воздуха - с помощью подсистемы 3, причем соотношение этих расходов устанавливают путем соответствующей настройки блока 4 умнох ения на заданный коэффициент. Управление расходами топлива и воздуха по ярусам осуществляют с помощью подсистемы 5-8 управления подачей топлива и воздуха, задание которым формируется командным регулятором 9 в зависимости от состава отходящего газа, определяемого газо- . анализатором 10, который воздействует на регулятор 9 через регулятор 11 формирования корректирующего сигнала. Задание соотношений расходов топлива - первичный, воздух на ярусы горелок осуществляют с помощью блоков 12 и 13 умножения на заданный коэффициент. В процессе работы при ухудшении состава отходящего газа с помощью регулятора 11, на который воздействует газоанализатор 10, будет сформирован корректирующий сигнал командному регулятору 9, который . воздействуя на подсистемы 5-8 (изменяя период подачи топлива и пе|5Ьичного воздуха ), по.зволит стабилизировать состав отходящего газа, т.е. восстановить оптимальный режим работы печи. Общий же расход топлива и воздуха в печь, определяемый количеством обжигаемого материала, останется благодаря подсистемам 2 и 3 постоянным. S 10449 ДойолнителЬный эффект в этом случае может быть получен за счет, изменения соотношения между расходами воздуха и газа на верхнем ярусе ответственно до 7,5, а на нижнем .ярусе - до 2,5. 5 Преимь ество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в повьв11ении равнслгерности и степени обжига карбонатного слрья неоднородного гранулометрического1.0 состава при неоднородньюс нагрузках печи по обжигаемому материалу,, а такке в снижении удельного расхода 32б условного топлива. Кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить расход топлива на 7,3 кг/т извести за счет уменьшения перерасхода топлива с химическим недожигом. При этом степень обжига извести повысится до 98,3 мас.% за счет чего расход 100%-го карбоната кальция снизится на 28 кг/т обожженного продукта. Производитель ность известковой печи повысится на 4,7% и значительно уменьшится количество вредных газовых выбросов в атмосферу.