MXPA05000620A - Procedimiento para quemar material combustible mineral granulado. - Google Patents

Abstract

El procedimiento para quemar material combustible granulado, en especial de piedra caliza y dolomita se realiza en un horno de pozos paralelos (3), el cual cuando menos presenta dos pozos de horno (1,2) unidos entre si a traves de un canal de circulacion (19), los cuales por medio de la modificacion de las corrientes de gas alternadamente trabajan como pozo de combustion y como pozo regenerativo para gases de desecho. Para poder realizar la alimentacion de nuevo material combustible adicionalmente a una conmutacion tardada de las corrientes de gas, durante la cual los pozos del horno no se encuentran bajo presion, los gases de desecho se extraen durante la alimentacion y esto es rapidamente y con mayor potencia, de tal forma que la presion en la zona de la abertura de llenado (37) se reduce a la presion atmosferica y con esto se evita un flujo del gas de desecho a traves de la abertura de llenado (37) . Con esto puede alimentarse el material combustible granulado varias veces durante un ciclo de combustion, de tal forma que la temperatura de los gases de desecho aumenta menos rapido y son posibles tiempos de combustion mayores, con una correspondiente mayor potencia del horno.

Description

PROCEDIMIENTO PARA QUEMAR MATERIAL COMBUSTIBLE MINERAL GRANULADO CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a un procedimiento para quemar material combustible mineral granulado, en especial de piedra caliza o dolomita, en un horno de pozos, que cuando menos presenta dos pozos llenos de combustible unidos entre si a través de un canal de circulación, y por medio de las modificaciones periódicas al control del combustible y del aire de combustión, uno de los pozos forma de manera alternante un pozo de combustión y un pozo para los gases de desecho, con alimentación superior distanciada espacialmente entre si para el material combustible granulado y el aire de combustión y para la expulsión del material calcinado en el extremo inferior del pozo, siendo los gases de desecho expulsados del pozo de combustión a través del canal de circulación hacia el pozo para gases de desecho, en donde después de atravesar una zona de precalentamiento superior, fluyen más frios y finalmente son extraídos a una instalación de filtrado, realizándose una alimentación de aire adicional bajo una presión elevada, desde el extremo inferior de los pozos, para enfriar en una zona de enfriamien o inferior al material combustible que desciende desde la zona de combustión y para la alimentación periódica del material combustible granulado a un pozo para los gases de desechos entre este y un recipiente de depósito abierto a la atmósfera se produce periódicamente una conexión. ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los hornos de pozos que funcionan de la forma mencionada, son citados múltiples veces en la literatura como hornos tipo MAERZ y se diferencian frente a los hornos de pozos de otro tipo por una economía especialmente alta, que se basa en la combustión en la misma corriente con un producto combustible en el pozo de combustión y la expulsión de los gases de desecho calientes en un pozo paralelo para la expulsión de gases de desecho en una corriente paralela y asi en el cambio periódico del funcionamiento de ambos pozos. Debido a la resistencia al flujo en los pozos del horno rellenos de material combustible granulado, el aire de combustión y el aire de enfriamiento deben ser alimentados con una presión elevada considerable, de tal forma que en el interior de los pozos se forma una presión elevada que por ejemplo puede ser de 0.4 kg/cm2. Esa presión elevada hasta ahora habla sido considerada un impedimento para abrir los pozos a la atmósfera durante la combustión, para introducir nuevo material combustible, de tal forma se utiliza el estado sin presión durante la fase conmutación o bien se proveen sistemas de esclusas, como por ejemplo los que se conocen por el escrito de patente ÜS 4708643 (AT 382712) . Los sistemas de esclusas además de los requisitos adicionales en espacio y técnica tienen la desventaja de que empeoran o evitan las medidas para la dosificación exacta del material combustible y la carga uniforme de los pozos del horno . SUMARIO DE LA INVENCION La invención se propone la tarea de presentar un procedimiento del tipo mencionado, que conduzca a un aumento esencial de la capacidad de combustión y que con un gasto constructivo reducido, también acondicionando hornos existentes, permita introducir nuevo material combustible granulado durante la combustión, de tal forma que la temperatura del gas de desecho del horno pueda ser controlada mejor, sin que se limiten las medidas para la alimentación exacta y uniforme de nuevo material de combustión.

La solución de la tarea mencionada se realiza de acuerdo con la invención porque la alimentación del material combustible granulado al pozo para el gas de desecho, se realiza durante la combustión y durante esa adición de material combustible pueden extraerse los gases de desecho con mayor potencia, de tal forma que la presión en la zona de la abertura de relleno del horno que se encuentra bajo una presión elevada se reduce a la presión atmosférica y con esto se evita el escape de los gases de desecho a través de la abertura de llenado . En una forma de realización preferida de la invención se realiza la alimentación del material combustible granulado repetidamente en cantidades correspondientemente menores durante un periodo de combustión de cada horno, de tal forma que se reducen las variaciones de temperatura en la corriente de gas de desecho que fluye hacia la instalación de filtrado. BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Las formas de realización ventajosas del procedimiento de acuerdo con la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes y pueden tomarse de la siguiente descripción con ayuda de los dibujos.

La figura 1 muestra una representación esquemática en corte de un horno con dos pozos de horno ; La figura 2 muestra una representación esquemática de la zona superior del horno de acuerdo con la figura 1 con una instalación de filtrado para purificar el gas de desecho; La figura 3 muestra un diagrama de tiempo y temperatura para el gas de desecho que fluye a través de la instalación de filtrado y La figura 4 muestra una representación esquemática en corte de la zona superior de un pozo de horno con una instalación de filtrado. DESCRIPCION DE LA INVENCION Como es en si conocido a los dos pozos 1 y 2 del horno 3 se agregan cargas de un material combustible granulado con un tamaño de grano por ejemplo en el rango de 40 a 80 mm, como se muestra con las flechas 4 y 5. La alimentación de aire de combustión igualmente desde arriba, se realiza de una manera alternada a uno de los pozos 1 y 2, de una manera correspondiente a la flecha 6 y el material combustible corresponde a la flecha 7 a través de lancetas 9 colocadas verticalmente en la zona de precalentamiento 8. Además desde la zona de descarga inferior 10, 11 de ambos pozos 1,2 se alimenta continuamente aire frió de una manera correspondiente a las flechas 12, 13. De tal forma que el producto quemado después de pasar por la zona de enfriamiento 14 y enfriado en dirección de la flecha 15,16, puede ser descargado continuamente por medio de un dispositivo de descarga controlado 24. El calentamiento del material combustible granulado para la zona de precalentamiento 8 del pozo de combustión 1 se realiza en el pozo de expulsión de gas vecino 2, en el cual los gases de combustión después de pasar por la zona de combustión 18 fluyen a través de un canal de conexión 19 como gases de desecho hacia el pozo de expulsión de gas y subsecuentemente lo abandonan por arriba de manera correspondiente a las flechas 20. Asi con las direcciones de flujo indicadas con las flechas 6 y 20 forman asi el pozo 1 al pozo de combustión y el pozo 2 al pozo de expulsión de gases. Los gases de desecho que fluyen hacia arriba desde la zona de combustión 18 hacia el canal de conexión 19 con una temperatura de por ejemplo 1000°C, al atravesar el pozo de expulsión 2 calientan el material mineral granulado que se encuentra allí y asi se enfrian esos gases, de tal forma que con una temperatura de por ejemplo 100°C pueden ser succionados hacia una instalación de filtrado succionante 21 colocada por fuera de los pozos 1,2, todo esto por medio de un fuelle 22 colocado en dirección hacia la chimenea 23. Después de un tiempo de combustión determinado el material combustible se calienta en el pozo de expulsión de gas 2 durante tanto tiempo que los gases de desecho se enfrian esencialmente menos y la instalación filtrante subsecuente recibe cada vez mayor carga térmica. Además aumenta la pérdida de calor de la instalación de horno 3. Correspondientemente al estado de la técnica con la alimentación de nuevos materiales combustibles solo durante la conmutación periódica, debe la combustión entonces interrumpirse por ejemplo durante 12 minutos en el pozo de combustión 1, con el fin de cambiar al otro pozo 2. La conmutación en el funcionamiento, esto es entre la combustión en el pozo de combustión 1 y la generación de calor en el pozo de expulsión de gases 2 se realiza con la liberación de presión de los pozos del horno 1, 2 y el cambio en las direcciones de flujo del combustible, el gas de combustión y el gas de desecho, al abrir y cerrar varias válvulas accionadas hidráulicamente, asi como al abrir y cerrar la tapa superior del pozo 23 y las compuertas inferiores del pozo 25, para introducir un nuevo material combustible y extraer el producto calcinado. Para eliminar la presión se han provisto conductos 26 y 27 para el aire de combustión que desembocan en - el lado superior e inferior de cada pozo 1,2 y para el aire frió se han provisto válvulas 28, 29, las cuales durante la conmutación de la forma de funcionamiento de los pozos 1,2, permite la introducción de aire en dirección de las flechas 30,31. Además para eliminar la presión se abren las válvulas de control 32,33 que se encuentran provistas por encima de los pozos 1,2 para abrir selectivamente el conducto para aire de combustión en dirección de la flecha 6 y abrir el conducto de expulsión de gas de desecho en dirección de la flecha 20 hacia la instalación de filtrado de gases de desecho 21 y asi hacia la atmósfera. El tiempo requerido para tal conmutación en el estado de la técnica es de aproximadamente un minuto por cada ciclo de combustión de 12 minutos y asi dos horas al día . Para poder abrir la tapa de pozo superior 23 del pozo de expulsión de gases 2 también en el caso de una presión elevada en los pozos 1,2, de acuerdo con la invención se realiza la eliminación de los gases de desecho por medio de un fuelle de succión 22, cuya potencia de succión puede elevarse antes de abrir la tapa del pozo 23 y hasta el cierre después de terminar la alimentación de material de combustión, de tal forma que la presión elevada en la zona de la tapa del pozo 23 se reduce a cero y como consecuencia se evita el flujo de los gases de desechos que se encuentran bajo una presión elevada, a través de la abertura de llenado 37 hacia el recipiente de llenado 38 y a través de este. Además es posible gracias a la invención el introducir nuevo material combustible granulado independiente de la conmutación descrita en la forma de funcionamiento del pozo en cuestión 1,2 y con esto independientemente de su eliminación de presión y asi durante los ciclos de combustión, de tal forma que la interrupción de la combustión para la conmutación necesaria entre los pozos 1,2, puede reducirse a aproximadamente 25 segundos. Con esto el tiempo de combustión del horno 3 puede alargarse de las únicamente 22, horas hasta ahora posibles, a aproximadamente 23.5 horas al día y son posibles periodos de combustión más largos de por ejemplo 16 minutos, en vez de los 12 minutos que hasta ahora eran posibles . En una forma de realización preferida de la invención se realiza la alimentación de material combustible granulado varias veces durante la combustión y por ejemplo tres veces durante un ciclo de combustión en intervalos de por ejemplo cuatro minutos. Esto tiene la ventaja de que el material de combustión nuevo agregado más frecuentemente y correspondientemente más frío, evita un aumento de temperatura prematuro del gas de desecho que fluye por el pozo para gases de desecho 2, de tal forma que se obtienen temperaturas máximas en los gases de desecho, considerablemente menores. Por otro lado se obtiene también la ventaja de que por medio de cantidades correspondientemente menores de material combustible nuevo introducidas más frecuentemente pueden elevarse de manera esencial las temperaturas mínimas del gas de desecho, de tal forma que se evita que se alcance el punto de congelación del gas de desecho que es perjudicial para la instalación filtrante. Las curvas de temperatura-tiempo 48 que son correspondientemente más planas debido al procedimiento de acuerdo con la invención se representan en la figura 3 en comparación a una curva de temperatura-tiempo 49, que corresponden al llenado con intervalos de 12 minutos, esto es durante la conmutación entre los pozos del horno. Debido a la invención también gracias a la invención puede evitarse también un sistema de compuertas mencionado en el estado de la técnica el cual técnicamente costoso, utilizado para la alimentación del material combustible y en vez de esto utilizarse un sistema de llenado consistente de bandas transportadoras 35,36 y dos recipiente de llenado 28 que se introducen en cada abertura de llenado 37. Además el sistema de llenado abierto hacia la atmósfera permite constructivamente y de forma sencilla una dosificación exacta de las cantidades de llenado en cuestión, para lo cual se combina el recipiente de llenado descendente 38 con una báscula 39. Además ese sistema de llenado puede combinarse de una manera relativamente sencilla con un dispositivo, a través del cual se obtiene una distribución más uniforme de los diferentes tamaños de grano y con esto un flujo de gas más uniforme a través de la columna del material a granel en los pozos de horno 1,2. Para pozos de horno 1,2 generalmente presentan una sección transversal circular un dispositivo de ese tipo para la distribución uniforme del grano se realiza por ejemplo por medio de un recipiente de llenado 38 realizado en forma de una cubeta giratoria, la cual durante su llenado por medio de la banda transportadora 36 realiza un movimiento giratorio alrededor de su eje vertical. Para el caso de un dispositivo longitudinal y por ejemplo con pozos con sección transversal cuadrada, que sirva para obtener una distribución uniforme del grano en los pozos de horno 1,2, este consiste correspondiendo a la representación en la figura 4 de una cámara desviadora abierta hacia abajo 41, en la cual está colocada una placa desviadora 42 de manera pivoteante. Esta placa está colocada en la pista de proyección 43, con lo cual los gránulos de la mezcla de material granulado abandona el dispositivo transportador 36. La placa de desviación 42 puede pivotear alrededor de un eje horizontal 44 hacia otras direcciones de inclinación contrarias, de tal forma que la dirección con la cual se modifican los tamaños de grano de la mezcla de material en el recipiente de llenado 38 de manera transversal al eje vertical del recipiente, se invierte por medio del pivoteo de la placa 42. El cambio de la. dirección de pivoteo de la placa desviadora 42 se realiza periódicamente a intervalos de tiempo preferentemente iguales y pro ejemplo después de cada vaciado periódico del recipiente de llenado 38, de tal forma que las capas 46, 47 que se forman subsecuentemente en la columna de material a granel 45 de los pozos 1,2 producen una característica contraria de la distribución de grano transversal a la dirección del pozo. Consecuentemente el aire de combustión en el caso de una corriente que atraviesa a la columna de material a granel no toma los canales unilaterales preferidos, sino que se distribuye uniformemente . Esta medida permite realizarse también en el caso de secciones transversales de los pozos 1,2 longitudinales o cuadradas de mayores dimensiones y con esto se hacen posibles mayores cargas de material. Esos pozos 1,2 pueden construirse fácilmente. Además la unión transversal requerida 19 entre los pozos 1,2 se conforma de una manera claramente más sencilla en comparación con una unión transversal entre pozos circulares. La realización de la invención en un horno ya existente requiere además de la reprogramación del dispositivo de control para el accionamiento de las válvulas para el combustible y el aire, asi como las -tapas del horno, también la substitución del fuelle de extracción 22 por un fuelle de succión regulable con mayor potencia, para poder elevar la potencia de succión rápidamente hasta la magnitud requerida. Una instalación de filtrado 21 adecuada para la succión, tiene por ejemplo una serie de sacos filtrantes 50, de los cuales caen las fracciones de polvo desprendidas hacia una banda transportadora sin fin que se encuentra en el piso, la cual conduce a una esclusa en forma de celda 52.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para quemar material combustible mineral granulado en especial piedra caliza y dolomita, en un horno de pozos, con cuando menos dos pozos unidos entre si a través de un canal de circulación, por medio de las modificaciones periódicas al control del combustible y del aire de combustión, uno de los pozos forma de manera alternante un pozo de combustión y un pozo de expulsión para los gases de desecho, presentando alimentación superior distanciada espacialmente entre si para el material combustible granulado y el aire de combustión y para la expulsión del material calcinado en el extremo inferior del pozo, siendo los gases de desecho expulsados del pozo de combustión a través del canal de circulación hacia el pozo de expulsión para gases de desecho, en donde después de atravesar una zona de precalentamiento superior fluyen más fríos y finalmente son extraídos a una instalación de filtrado, realizándose una alimentación de aire adicional desde el extremo inferior de los pozos, para enfriar en una zona de enfriamiento inferior al material combustible que desciende desde la zona de combustión y para la alimentación periódica del material combustible granulado a un pozo de expulsión de los gases de desechos entre este y un recipiente de depósito abierto a la atmósfera, se produce periódicamente una conexión, el procedimiento está caracterizado porque la alimentación del material combustible granulado al pozo de expulsión de gases de desecho se realiza durante la combustión y durante esa alimentación de material combustible se extraen los gases de desecho con mayor potencia, de tal forma que la presión en la zona de llenado del pozo que se encuentra bajo sobrepresión, se reduce a la presión atmosférica y con esto se evita el flujo del gas de desecho a través de la abertura de llenado. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se limita la temperatura máxima del gas de desecho al salir el pozo de expulsión para el gas de desecho por medio de la repetida alimentación del material de combustión granulado durante un periodo de combustión del horno de combustión y el periodo de combustión en cuestión se extiende hasta lograr un valor máximo en la temperatura del gas de desecho. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el material combustible granulado se introduce en el pozo de expulsión para gas de desecho en cuestión, cuando menos dos veces durante un periodo de combustión del pozo de combustión. . El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque para lograr la distribución uniforme de los granos en un pozo con sección transversal circular, se realiza la alimentación periódica de material combustible a través de un recipiente de llenado giratorio alrededor de un eje vertical, el cual durante el llenado gira continuamente. 5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el caso de un pozo de horno realizado con una sección transversal longitudinal o cuadrada, se modifica la dirección de la separación que se realiza al llenar el recipiente de llenado con granos del material combustible granulado con dimensiones crecientes, por medio de la modificación de la dirección de llenado, de tal forma que la distribución del tamaño de grano se modifica por capas en la columna de material a granel que se forma en el pozo de horno. 6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, 4 o 5, caracterizado porque la cantidad de llenado que va a introducirse en el recipiente de llenado se controla por medio del pesado de ese recipiente de llenado, para lo cual este recipiente está conectado a un dispositivo para pesar . 7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la modificación de los tamaños de grano que crecen de acuerdo con el avance, se realiza por medio de un plano inclinado, cuya dirección de avance se modifica periódicamente por medio de pivoteo en la dirección contraria . 8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo de avance del plano inclinado se invierte después del vaciado por cargas de un recipiente de llenado o después de varios vaciados de cargas del mismo, de tal forma que el volumen de las capas de la columna de material a granel en el pozo de horno corresponde a una distribución de la separación dirigida en sentido inverso del volumen de una o varias cargas . 9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque las dos direcciones de llenado alternantes del plano inclinado se extienden paralelas a la dirección longitudinal de la sección transversal del pozo.