EA005721B1 - Method of calcination - Google Patents

Abstract

A method of calcination can be used in metallurgy construction and other branches of industry. The method comprises pre-heat treatment in a shaft furnace and final in a rotary kiln. At the first step gases outgoing from the rotary kiln are fed into the shaft furnace. The method is characterized in that the gases outgoing from the rotary shaft are mixed with additional high-temperature products of fuel combustion burnt in a furnace extension and the obtained gas mixture with a temperature exceeding the temperature of the material decarbonization onset is fed into the shaft furnace in which the material is decarbonized to 30-85%.

Description

Изобретение относится к металлургии, строительной и другим отраслям промышленности.The invention relates to metallurgy, construction and other industries.

В современных условиях в промышленности, особенно в металлургии, особо остро стоит задача получения высококачественной обожженной кусковой извести при большой единичной производительности обжигового аппарата.In modern conditions in industry, especially in metallurgy, the problem of obtaining high-quality calcined lump lime with a large unit productivity of the calcining apparatus is particularly acute.

Из уровня техники широко известны способы обжига известняка для металлургии, осуществляемые в шахтных или вращающихся печах.The prior art is widely known methods of burning limestone for metallurgy, carried out in a shaft or rotary kilns.

Известны способы обжига известняка в шахтных печах различных конструкций (Монастырев А.В., Александров А.В., Печи для производства извести. Справочник, М., 1979, стр. 67-80 [1]; А.С. СССР № 1315478, 1987 г. [2]; Мадисон В.В., Рязанов В.Т., Гордон М.М., Абовен П.Р. Опыт промышленного внедрения шахтных печей для обжига известняка, отапливаемых природным газом. - Теплофизика и информатика в металлургии: достижения и проблемы. Екатеринбург, 2000, стр. 1360142 [3]).Known methods of burning limestone in shaft furnaces of various designs (Monastyrev AV, Alexandrov AV, Furnaces for the production of lime. Reference, M., 1979, p. 67-80 [1]; AS USSR №1315478 , 1987. [2]; Madison, V.V., Ryazanov, V.T., Gordon, M.M., and Aboven, P.R., The Experience of the Industrial Introduction of Shaft Kilns for Kilning Limestone Heated by Natural Gas - Thermal Physics and Computer Science in Metallurgy : achievements and challenges. Ekaterinburg, 2000, p. 1360142 [3]).

В известных способах тепло на обжиг подводят либо путем сжигания топлива непосредственно в слое обжигаемого известняка [1], либо путем предварительного сжигания топлива в выносной топке и последующим вводом продуктов сгорания топлива в слой обжигаемого известняка [2], либо путем их комбинации [3].In the known methods, heat for calcination is supplied either by burning fuel directly in a layer of calcined limestone [1], or by pre-burning fuel in a remote firebox and then entering fuel combustion products into the layer of calcined limestone [2], or by combining them [3].

Характерными недостатками известных способов обжига являются неравномерность распределения продуктов сгорания топлива (газообразного или мазута) по поперечному сечению печи, сложность управления системой сжигания топлива, малая единичная производительность печи, трудности обжига мелких фракций известняка и др.The characteristic flaws of the known firing methods are the uneven distribution of the combustion products of the fuel (gaseous or fuel oil) over the furnace cross section, the complexity of managing the fuel combustion system, the low unit capacity of the furnace, the difficulty of firing limestone fines, etc.

Известно, что обжиг во вращающихся печах позволяет добиться более высокого качества материала.It is known that roasting in rotary kilns allows to achieve a higher quality material.

Известен способ обжига известняка во вращающейся печи (Монастырев А.В., Александров А.В., Печи для производства извести. Справочник, М., 1979, стр. 133-145) [4].The known method of burning limestone in a rotary kiln (Monastyrev AV, Alexandrov AV, Kilns for the production of lime. Reference, M., 1979, pp. 133-145) [4].

Сжигание топлива в известном способе производят в разгрузочной части печи. Способ требует высокого удельного расхода топлива на обжиг и характеризуется повышенной температурой газов, уходящих из вращающейся печи. Кроме того, способ требует большого диаметра и относительно повышенной длины вращающейся печи, а соответственно повышенных капиталовложений.Combustion of fuel in a known method is produced in the discharge part of the furnace. The method requires a high specific fuel consumption for firing and is characterized by a high temperature of the gases leaving the rotary kiln. In addition, the method requires a large diameter and relatively increased length of the rotary kiln, and accordingly increased investment.

Наиболее близким к заявляемому является способ обжига известняка во вращающейся печи (Монастырев А.В., Александров А.В., Печи для производства извести. Справочник, М., 1979, стр. 159-167, 188191) [5].The closest to the claimed method is the burning of limestone in a rotary kiln (Monastyrev AV, Alexandrov AV, Furnaces for the production of lime. Reference, M., 1979, p. 159-167, 188191) [5].

В известном способе топливо сжигают в разгрузочной части вращающейся печи, а газы, отходящие из вращающейся печи, подают в аппарат шахтного типа, в котором за счет физического тепла поданных газов производят предварительный подогрев известняка. Подогретый материал подают во вращающуюся печь для окончательной обработки.In the known method, the fuel is burned in the discharge part of the rotary kiln, and the gases emitted from the rotary kiln are fed to the shaft-type apparatus, in which, due to the physical heat of the fed gases, limestone is preheated. The heated material is fed into a rotary kiln for final processing.

Таким образом, в способе по прототипу используют комбинацию из шахтного и вращающегося аппаратов, за счет чего уменьшают потери тепла с уходящими газами. Однако при этом габариты (диаметр и длина) вращающейся печи остаются значительными, что приводит к повышенным капиталовложениям.Thus, in the method according to the prototype, a combination of mine and rotating apparatus is used, thereby reducing heat loss with the flue gases. However, the dimensions (diameter and length) of the rotary kiln remain significant, which leads to increased investment.

Задача настоящего изобретения - достижение высокой степени обжига карбонатного материала при снижении издержек на печное оборудование.The objective of the present invention is to achieve a high degree of calcination of carbonate material while reducing the cost of furnace equipment.

Для решения поставленной задачи способ обжига известняка включает предварительную тепловую обработку в шахтной печи и окончательную - во вращающейся печи, причем на стадии предварительной обработки в шахтную печь подают газы, отходящие из вращающейся печи, при этом газы, отходящие из вращающейся печи, смешивают с дополнительными высокотемпературными продуктами сгорания топлива, сжигаемого в выносной топке, и полученную газовую смесь с температурой выше температуры начала декарбонизации материала подают в шахтную печь, в которой производят декарбонизацию до степени 30-85%.To solve this problem, the method of burning limestone includes preliminary heat treatment in a shaft furnace and the final one in a rotary kiln, and at the pretreatment stage gases coming from the rotary kiln are fed into the shaft furnace, while the gases leaving the rotary kiln are mixed with additional high-temperature products of combustion of fuel burned in a remote firebox, and the resulting gas mixture with a temperature above the onset of decarbonization of the material is fed into a shaft furnace in which the lead decarbonization to the degree of 30-85%.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что, в отличие от прототипа, в заявленном способе в шахтную печь вводят количество тепла , достаточное не только для подогрева материала, но и для его значительной декарбонизации. Это происходит за счет того, что в шахтную печь подают газы, отходящие из вращающейся печи, смешанные с дополнительными продуктами сгорания топлива. При этом температура смеси газов выше температуры начала декарбонизации материала. При проведении значительной (30-85%) части декарбонизации непосредственно в шахтной печи существенно сокращается время декарбонизации, проводимой во вращающейся печи. В результате, возможно значительно сократить длину вращающейся печи и добиться снижения капиталовложений.The essence of the proposed method lies in the fact that, in contrast to the prototype, in the proposed method, a quantity of heat is introduced into the shaft furnace, which is sufficient not only to heat the material, but also for its significant decarbonization. This is due to the fact that gases coming from a rotary kiln mixed with additional products of combustion of fuel are fed into the shaft furnace. The temperature of the gas mixture above the temperature of the beginning of the decarbonization of the material. When conducting a significant (30-85%) part of the decarbonization directly in the shaft furnace, the decarbonization time in the rotary furnace is significantly reduced. As a result, it is possible to significantly reduce the length of the rotary kiln and achieve a reduction in capital investment.

При достижении в шахтной печи степени декарбонизации менее 30% возможности для сокращения длины вращающейся печи ограничены. При получении степени декарбонизации материала, обжигаемого в шахтной печи, выше 85% увеличивается количество газов, подаваемых в шахтную печь, что приводит к увеличению температуры газов, уходящих из шахтной печи, и, соответственно, к возрастанию расхода топлива на обжиг известняка.When reaching a degree of decarbonization in the shaft furnace less than 30%, the possibilities for reducing the length of the rotary kiln are limited. Upon receipt of the degree of decarbonization of the material calcined in a shaft furnace, the amount of gases supplied to the shaft furnace increases above 85%, which leads to an increase in the temperature of gases leaving the shaft furnace and, accordingly, to an increase in fuel consumption for limestone burning.

Таким образом, новый технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в расширении технологических возможностей комбинации «шахтная печь-вращающаяся печь», которые позволяют минимизировать недостатки этих печей и использовать их достоинства для производительного и качественного обжига известняка.Thus, the new technical result achieved by the claimed solution consists in expanding the technological capabilities of the “shaft kiln-rotary kiln” combination, which allows minimizing the drawbacks of these kilns and using their advantages for productive and high-quality limestone calcination.

- 1 005721- 1 005721

На фигуре представлена принципиальная схема заявляемого способа, который реализуется на комбинированном агрегате «шахтная печь-вращающаяся печь-шахтный охладитель».The figure presents a schematic diagram of the proposed method, which is implemented on the combined unit "shaft furnace-rotating furnace-shaft cooler."

Процесс декарбонизации известняка начинают в шахтной печи 1. Во вращающейся печи 2 с помощью горелки 3 сжигают топливо, за счет тепла которого в этой печи завершают процесс декарбонизации. Газы, отходящие из вращающейся печи, смешивают с дополнительными высокотемпературными продуктами сгорания топлива, сжигаемого в выносной топке 4. Полученную газовую смесь с температурой 1250-1350°С подают в шахтную печь 1.The process of decarbonating limestone is started in a shaft furnace 1. In a rotary furnace 2, fuel is burned with the help of a burner 3, due to the heat of which the decarbonization process is completed in this furnace. Gases from the rotary kiln are mixed with additional high-temperature products of combustion of fuel burned in a remote firebox 4. The resulting gas mixture with a temperature of 1250-1350 ° C is fed into the shaft furnace 1.

Температура этой смеси газов выше температуры начала декарбонизации известняка (900°С). За счет тепла смеси газов, подаваемых в шахтную печь, в ней производят декарбонизацию до степени 75%.The temperature of this mixture of gases above the temperature of the beginning of the decarbonization of limestone (900 ° C). Due to the heat of the mixture of gases supplied to the shaft furnace, it is decarbonized to the degree of 75%.

Частично декарбонизированный материал из шахтной печи перегружают во вращающуюся печь 2, в которой завершают процесс декарбонизации.The partially decarbonated material from the shaft furnace is transferred to a rotary furnace 2, in which the decarbonization process is completed.

Обожженный до степени декарбонизации 95-97% материал перегружают в шахтный охладитель 5 и охлаждают воздухом до температуры 50-80°С. Далее подогретый воздух из шахтного охладителя подают во вращающуюся печь на сгорание топлива. Часть подогретого воздуха из шахтного охладителя может подаваться на сгорание топлива в выносную топку 4 (на схеме не показано).Annealed to the degree of decarbonization of 95-97% of the material is transferred to the shaft cooler 5 and cooled with air to a temperature of 50-80 ° C. Next, the heated air from the shaft cooler is fed into a rotary kiln for fuel combustion. Part of the heated air from the shaft cooler can be fed to the combustion of fuel in the remote furnace 4 (not shown in the diagram).

Реализация заявленного способа позволит снизить издержки на печное оборудование. Так, например, при обжиге известняка по заявленному способу при производительности 500 т/сутки и степени декарбонизации материала, получаемой в шахтной печи 75%, длина вращающейся печи может быть равной 40 м (в способе по прототипу - 75 м). При этом диаметр вращающейся печи, используемой в заявленном способе, по сравнению с прототипом может быть уменьшен на 10-25%.The implementation of the claimed method will reduce the cost of furnace equipment. For example, when calcining limestone according to the claimed method with a productivity of 500 tons / day and a degree of decarbonization of the material obtained in a shaft furnace 75%, the length of the rotary kiln can be equal to 40 m (in the prototype method - 75 m). The diameter of the rotary kiln used in the inventive method, compared with the prototype can be reduced by 10-25%.

Заявленный способ может быть использован для обжига и для модификации известняка-доломита.The claimed method can be used for burning and for modifying limestone-dolomite.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Способ обжига известняка, включающий предварительную тепловую обработку в шахтной печи и окончательную - во вращающейся печи, причем на стадии предварительной обработки в шахтную печь подают газы, отходящие из вращающейся печи, отличающийся тем, что газы, отходящие из вращающейся печи, смешивают с дополнительными высокотемпературными продуктами сгорания топлива, сжигаемого в выносной топке, и полученную газовую смесь с температурой выше температуры начала декарбонизации материала подают в шахтную печь, в которой производят декарбонизацию до степени 3085%.The method of burning limestone, including pre-heat treatment in a shaft furnace and final - in a rotary kiln, and at the pretreatment stage, gases coming from the rotary kiln are supplied to the shaft furnace, characterized in that the gases leaving the rotary kiln are mixed with additional high-temperature products combustion of fuel burned in a remote firebox, and the resulting gas mixture with a temperature above the onset of decarbonization of the material is fed into a shaft furnace in which decarbonisation is produced to a degree of 3085%.