RU2205806C1 - Lime production process - Google Patents
Lime production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205806C1 RU2205806C1 RU2001127603A RU2001127603A RU2205806C1 RU 2205806 C1 RU2205806 C1 RU 2205806C1 RU 2001127603 A RU2001127603 A RU 2001127603A RU 2001127603 A RU2001127603 A RU 2001127603A RU 2205806 C1 RU2205806 C1 RU 2205806C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- lime
- fuel
- solid
- specific consumption
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
- C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
- C04B2/108—Treatment or selection of the fuel therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
- C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
- C04B2/12—Preheating, burning calcining or cooling in shaft or vertical furnaces
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства извести из кускового карбонатного материала в шахтных печах и может быть использовано в черной и цветной металлургии, в химической и строительной отраслях промышленности. The invention relates to the field of production of lime from lumpy carbonate material in shaft furnaces and can be used in ferrous and non-ferrous metallurgy, in the chemical and construction industries.
Известен способ получения извести в шахтной печи производительностью 150 т/сутки, включающий загрузку кускового известняка через загрузочное устройство печи, производимую на всю площадь поперечного сечения печи, его последующий обжиг продуктами сгорания топлива в режиме противотока при вводе газообразного топлива через пять газовых балок, расположенных на одном уровне, и выгрузку готового продукта (см. патент РФ 2155726, МПК7 C 04 B 2/12, опубл. 10.09.2000 г., "Способ производства извести").A known method of producing lime in a shaft furnace with a capacity of 150 tons / day, including loading lump of limestone through the loading device of the furnace, produced over the entire cross-sectional area of the furnace, its subsequent calcination by the combustion products of the fuel in countercurrent mode when introducing gaseous fuel through five gas beams located on at the same level, and the unloading of the finished product (see RF patent 2155726, IPC 7 C 04
Ввод газообразного топлива в рабочее пространство печи через балочные горелки позволяет достаточно равномерно распределить топливо по сечению печи. Однако балочные горелки, перекрывая поперечное сечение печи, служат препятствием для движущегося слоя материала, что приводит к образованию застойных зон и зон ускоренного схода материала и в результате к неравномерному распределению температур, давлений и скоростей газовых потоков и, как следствие, - к неравномерному обжигу известняка. Большой перепад температур в пределах сечения печи требует охлаждения балок большим количеством воды, что делает горелки опасными в эксплуатации. The introduction of gaseous fuel into the working space of the furnace through beam burners allows you to fairly evenly distribute the fuel over the cross section of the furnace. However, beam burners, blocking the cross section of the furnace, serve as an obstacle to the moving layer of material, which leads to the formation of stagnant zones and zones of accelerated descent of the material and as a result to an uneven distribution of temperatures, pressures and velocities of gas flows and, as a result, to uneven calcining of limestone . A large temperature difference within the furnace section requires cooling the beams with a large amount of water, which makes burners dangerous to operate.
Известен способ получения извести в шахтной печи производительностью 200 т/сутки и диаметром в зоне обжига 4,3 метра, включающий загрузку кускового известняка через загрузочное устройство печи, производимую на всю площадь поперечного сечения печи, его последующий обжиг продуктами сгорания топлива в режиме противотока при периферийном вводе газообразного топлива через два яруса водоохлаждаемых консольных фурменных горелок и центральном вводе газообразного топлива в осевую часть печи через центральную (подовую) конусную горелку и выгрузку готового продукта (см. книгу Монастырева А.В. Производство извести. - М.: Высшая школа, 1978, с. 133 и 134). A known method of producing lime in a shaft furnace with a capacity of 200 tons / day and a diameter in the firing zone of 4.3 meters, including loading lump of limestone through the loading device of the furnace, produced over the entire cross-sectional area of the furnace, its subsequent calcination by the combustion products of the fuel in countercurrent mode at peripheral the introduction of gaseous fuel through two tiers of water-cooled cantilever tuyere burners and the central entry of gaseous fuel into the axial part of the furnace through the central (hearth) cone burner and discharge ku of the finished product (see the book Monastyreva A.V. Production of lime. - M .: Higher school, 1978, p. 133 and 134).
Ввод газообразного топлива в осевую часть печи большого диаметра (более двух метров) позволяет более равномерно распределить топливо по сечению печи и обеспечить достаточно высокое качество производимой извести. Однако, с другой стороны, при вводе топлива через центральную подовую горелку, расположенную на рассекателе выгрузочного механизма, то есть через неподвижное тело, расположенное в рабочем объеме печи, нарушается равномерность схода материала, что способствует образованию застойных зон и зон ускоренного схода материала и в результате приводит к неравномерному распределению газового потока и неравномерному обжигу известняка. Кроме того, выход из строя центральной горелки приводит к полной остановке печи на длительное время, розжиг такой горелки достаточно сложен, установка ее на подине печи не позволяет использовать современные разгрузочные питатели, в итоге известный способ не обеспечивает эффективный обжиг известняка за счет ее неритмичной работы. The introduction of gaseous fuel into the axial part of a large-diameter kiln (more than two meters) makes it possible to more evenly distribute the fuel over the furnace cross section and to ensure a sufficiently high quality of lime produced. However, on the other hand, when fuel is introduced through a central hearth burner located on the divider of the unloading mechanism, that is, through a motionless body located in the working volume of the furnace, the uniformity of material gathering is violated, which contributes to the formation of stagnant zones and zones of accelerated material gathering and, as a result, leads to an uneven distribution of the gas stream and uneven burning of limestone. In addition, the failure of the central burner leads to a complete stop of the furnace for a long time, the ignition of such a burner is quite complicated, its installation on the bottom of the furnace does not allow the use of modern unloading feeders, as a result, the known method does not provide effective calcination of limestone due to its irregular operation.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ получения извести в шахтной печи производительностью 100 т/сутки и диаметром в зоне обжига 3,2 метра, включающий загрузку кускового известняка через загрузочное устройство печи, производимую на всю площадь поперечного сечения печи, его последующий обжиг продуктами сгорания топлива в режиме противотока при периферийном вводе газообразного топлива в рабочее пространство печи через два яруса, в верхнем ярусе - через консольные фурменные горелки в пристенную область зоны обжига и в нижнем ярусе - через консольные фурменные горелки в приосевую область зоны охлаждения, и выгрузку готового продукта (см. книгу Монастырева А.В. Производство извести. -М.: Высшая школа, 1978, с. 129-131). The closest to the claimed invention in terms of essential features is a method of producing lime in a shaft furnace with a capacity of 100 tons / day and a diameter in the firing zone of 3.2 meters, including loading lump limestone through the furnace loading device, which is produced over the entire cross-sectional area of the furnace, its subsequent firing by products of fuel combustion in countercurrent mode with the peripheral entry of gaseous fuel into the working space of the furnace through two tiers, in the upper tier - through the console tuyere mounts ki to the near-wall region of the firing zone and in the lower tier - through cantilever tuyere burners to the near-axis region of the cooling zone, and unloading the finished product (see the book Monastyreva A.V. Production of lime. -M .: Higher school, 1978, p. 129- 131).
При осуществлении известного способа обеспечивается достаточная равномерность схода материала, однако продукты сгорания топлива не достигают осевой части печи большого диаметра (более двух метров), что приводит к неравномерному радиальному распределению температур, давлений и скоростей газовых потоков и в результате отрицательно сказывается на производительности процесса и качестве получаемой извести (степень обжига составляет 75-80%). When implementing the known method provides sufficient uniformity of the descent of the material, however, the combustion products of the fuel do not reach the axial part of the furnace of large diameter (more than two meters), which leads to an uneven radial distribution of temperatures, pressures and velocities of gas flows and as a result adversely affects the performance of the process and quality lime produced (degree of calcination is 75-80%).
Заявляемое изобретение предусматривает увеличение производительности процесса при одновременном повышении качества извести, то есть уменьшения недожога и пережога, за счет обеспечения равномерного распределения продуктов сгорания топлива и обжига известняка по всему сечению печи большого диаметра (более двух метров). The claimed invention provides for an increase in the productivity of the process while improving the quality of lime, that is, reducing underburning and burning, by ensuring an even distribution of the products of fuel combustion and calcination of limestone over the entire cross section of a large diameter furnace (more than two meters).
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения извести, включающем загрузку кускового известняка через загрузочное устройство печи, производимую на всю площадь поперечного сечения печи, его последующий обжиг продуктами сгорания топлива в режиме противотока при периферийном вводе газообразного топлива в рабочее пространство печи и выгрузку готового продукта, согласно изобретению после загрузки известняка дополнительно загружают твердое топливо в осевую часть печи, недоступную для проникновения продуктов сгорания газообразного топлива, причем удельный расход твердого топлива в осевой части печи устанавливают по формуле
К0 = Кпечи•(F0/Fпечи), кг/т извести,
где К0 - удельный расход твердого топлива в осевой части печи, кг/т извести;
Кпечи - удельный расход твердого топлива, приходящийся на общую площадь поперечного сечения печи, равный 150-230 кг/т извести;
F0 - площадь поперечного сечения осевой части печи в зоне обжига, м2;
Fпечи - общая площадь поперечного сечения печи, м2,
а удельный расход газообразного топлива изменяют пропорционально удельному расходу твердого топлива в осевой части печи с учетом теплотворных способностей твердого и газообразного топлива на величину, определяемую по формуле:
V = К0•А, м3/т извести,
где V - величина изменения удельного расхода газообразного топлива, м3/т извести;
К0 - удельный расход твердого топлива в осевой части печи, кг/т извести;
А - коэффициент, равный отношению теплотворных способностей твердого и газообразного топлива,
причем в качестве твердого топлива используют кокс, или антрацит, или уголь, или углеродистые отходы.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for producing lime, which includes the loading of lump limestone through the loading device of the furnace, produced over the entire cross-sectional area of the furnace, its subsequent calcination by the combustion products of the fuel in countercurrent mode with the peripheral introduction of gaseous fuel into the working space of the furnace and unloading of the finished product according to the invention, after loading limestone, solid fuel is additionally loaded into the axial part of the furnace, inaccessible to penetration combustion products of gaseous fuel, and the specific consumption of solid fuel in the axial part of the furnace is determined by the formula
K 0 = K furnace • (F 0 / F furnace ), kg / t lime,
where K 0 is the specific consumption of solid fuel in the axial part of the furnace, kg / t of lime;
To the furnace is the specific consumption of solid fuel per total cross-sectional area of the furnace, equal to 150-230 kg / t of lime;
F 0 - the cross-sectional area of the axial part of the furnace in the firing zone, m 2 ;
F of the furnace - the total cross-sectional area of the furnace, m 2 ,
and the specific consumption of gaseous fuel is changed in proportion to the specific consumption of solid fuel in the axial part of the furnace, taking into account the calorific value of solid and gaseous fuel, by a value determined by the formula:
V = K 0 • A, m 3 / t lime,
where V is the magnitude of the change in the specific consumption of gaseous fuel, m 3 / t of lime;
To 0 - specific consumption of solid fuel in the axial part of the furnace, kg / t of lime;
A is a coefficient equal to the ratio of the calorific values of solid and gaseous fuels,
moreover, coke, or anthracite, or coal, or carbonaceous waste is used as solid fuel.
Известно, что при периферийном вводе газообразного топлива в рабочее пространство шахтной печи через горелки интенсивное перемешивание газа с воздухом, то есть его равномерное распределение, происходит лишь на небольшом участке на расстоянии 0,8-1,0 метра от стенки печи (см. книгу Табунщикова Н. П. Производство извести. - М.: Химия, 1974, с. 63 и 64). It is known that during the peripheral introduction of gaseous fuel into the working space of a shaft furnace through burners, intensive mixing of gas with air, that is, its uniform distribution, occurs only in a small area at a distance of 0.8-1.0 meters from the furnace wall (see Tabunshchikova’s book N.P. Lime Production. - M.: Chemistry, 1974, p. 63 and 64).
Известный периферийный ввод газообразного топлива обеспечивает сравнительно равномерное распределение газов от периферии к центру печи лишь в печах с внутренним диаметром до двух метров, а в печах большого диаметра (с диаметром от 2,1 до 4,5 метра) и, соответственно, высокой производительности остается осевая часть, недоступная для проникновения продуктов сгорания газообразного топлива, не обеспечивается равномерный обжиг материала, причем, чем больше диаметр печи, тем сильнее затрудняется процесс обжига. The well-known peripheral input of gaseous fuel provides a relatively uniform distribution of gases from the periphery to the center of the furnace only in furnaces with an internal diameter of up to two meters, and in large-diameter furnaces (with a diameter of 2.1 to 4.5 meters) and, accordingly, high productivity remains the axial part, inaccessible to the penetration of combustion products of gaseous fuels, does not ensure uniform firing of the material, and the larger the diameter of the furnace, the more difficult the firing process.
Горение газообразного топлива при его периферийном вводе обеспечивает подвод тепла и процесс обжига в периферийном (пристенном) кольце толщиной до одного метра, а в оставшейся осевой части печи эндотермический процесс обжига согласно заявляемому изобретению обеспечивается за счет горения твердого топлива, загружаемого после загрузки известняка через то же загрузочное устройство. The combustion of gaseous fuel with its peripheral input provides heat supply and the firing process in the peripheral (wall) ring up to one meter thick, and in the remaining axial part of the furnace the endothermic firing process according to the claimed invention is provided by burning solid fuel loaded after loading limestone through the same boot device.
При удельном расходе добавляемого твердого топлива в количестве 150-230 кг/тонну извести, приходящемся на общую площадь поперечного сечения печи, тепловой баланс печи, а именно количество расходуемого тепла на тонну получаемой извести, сохраняется постоянным при соответствующем изменении удельного расхода газообразного топлива с учетом теплотворных способностей твердого и газообразного топлива. When the specific consumption of added solid fuel in the amount of 150-230 kg / ton of lime per total cross-sectional area of the furnace, the heat balance of the furnace, namely the amount of heat consumed per ton of lime obtained, remains constant with a corresponding change in the specific consumption of gaseous fuel taking into account calorific values abilities of solid and gaseous fuels.
Пределы изменения количества вводимого твердого топлива зависят от качества обжигаемого карбонатного материала - известняка или доломита (то есть от содержания в материале СаСО3) и режима работы шахтной печи, при котором расход твердого топлива на одну тонну получаемой извести зависит от степени обжига (чем выше степень обжига, тем больше расход твердого топлива) и температуры отходящих газов (чем выше температура, тем больше расход топлива). В табл. 1 представлены значения удельного расхода твердого топлива, приходящегося на общую площадь поперечного сечения печи, для различных режимов работы шахтных печей.The limits of change in the amount of injected solid fuel depend on the quality of the calcined carbonate material — limestone or dolomite (that is, on the content of CaCO 3 in the material) and the mode of operation of the shaft furnace, in which the consumption of solid fuel per ton of lime produced depends on the degree of calcination (the higher the degree firing, the greater the consumption of solid fuel) and the temperature of the exhaust gases (the higher the temperature, the greater the fuel consumption). In the table. 1 shows the values of the specific consumption of solid fuel per total cross-sectional area of the furnace for various operating modes of shaft furnaces.
Минимальный удельный расход добавляемого твердого топлива соответствует работе печи со степенью обжига менее 85% и пониженной температуре отходящих газов менее 250oС при минимальном расходе загружаемого известняка И = 1750 кг/т извести.The minimum specific consumption of added solid fuel corresponds to the operation of the furnace with a degree of firing of less than 85% and a reduced temperature of the exhaust gases less than 250 o With a minimum consumption of loaded limestone And = 1750 kg / t of lime.
Максимальный удельный расход добавляемого твердого топлива соответствует работе печи с высоким качеством извести (степень обжига более 95%) и с температурой отходящих газов более 350oС при максимальном расходе загружаемого известняка И = 1900 кг/т извести.The maximum specific consumption of added solid fuel corresponds to the operation of a furnace with high quality lime (firing rate of more than 95%) and with a temperature of exhaust gases of more than 350 o With a maximum consumption of loaded limestone And = 1900 kg / t of lime.
Уменьшение или увеличение указанных пределов приводит к нарушению теплового баланса печи, что отражается на производительности процесса и на качестве получаемой извести. Reducing or increasing these limits leads to a violation of the heat balance of the furnace, which affects the productivity of the process and the quality of lime obtained.
Тепловой баланс печи сохраняется при использовании в качестве твердого топлива кокса или антрацита, или угля, или углеродистых отходов. The heat balance of the furnace is maintained when coke or anthracite, or coal, or carbon waste is used as solid fuel.
Добавление твердого топлива влечет за собой снижение расхода подаваемого газообразного топлива, причем изменение расхода газообразного топлива осуществляют пропорционально удельному расходу твердого топлива с учетом теплотворных способностей твердого и газообразного топлива, представленных как отношение теплотворных способностей твердого и газообразного топлива в виде коэффициента А, что дает возможность сохранить тепловой баланс обжига для различных режимов работы шахтных печей, и, следовательно, сохранить тепловой режим обжига постоянным при изменении расходов твердого и газообразного топлива. Значение коэффициента А выражается следующей формулой:
A = Qр н тв. топл/Qp н газ. топл.,
где А - коэффициент, равный отношению теплотворных способностей твердого и газообразного топлива;
Qр н тв. топл - теплотворная способность твердого топлива, кДж/кг;
Qр н газ. топл - теплотворная способность газообразного топлива, кДж/м3.The addition of solid fuel entails a decrease in the flow rate of gaseous fuel, and the change in the flow rate of gaseous fuel is carried out in proportion to the specific consumption of solid fuel, taking into account the calorific value of solid and gaseous fuel, presented as the ratio of the calorific value of solid and gaseous fuel in the form of coefficient A, which makes it possible to maintain thermal balance of firing for different operating modes of shaft furnaces, and, therefore, maintain the thermal mode of firing constant as the solid and gaseous fuel costs. The value of coefficient A is expressed by the following formula:
A = Q r n tv. fuel / Q p n gas. topl. ,
where A is a coefficient equal to the ratio of the calorific values of solid and gaseous fuels;
Q r n tv. fuel - calorific value of solid fuel, kJ / kg;
Q r n gas. fuel - calorific value of gaseous fuel, kJ / m 3 .
Совокупность заявляемых технологических операций, а именно совместная подача топлива, при которой осуществляется периферийный ввод газообразного топлива в пристенную часть печи толщиной до одного метра и центральный ввод сверху через загрузочное устройство в осевую часть печи твердого топлива в указанном количестве при пропорциональном уменьшении расхода газообразного топлива, - позволяет получить равномерное распределение продуктов сгорания топлива по всему сечению печи равномерный обжиг известняка и равномерный сход материала. В результате обеспечивается повышенная производительность процесса и одновременно улучшается качество извести. The totality of the claimed technological operations, namely the joint supply of fuel, in which the gaseous fuel is peripherally introduced into the wall part of the furnace up to one meter thick and the central input is from above through the loading device into the axial part of the solid fuel furnace in the specified amount with a proportional decrease in gaseous fuel consumption, allows you to get a uniform distribution of the products of combustion of fuel throughout the cross section of the furnace, uniform calcination of limestone and a uniform descent of the material. As a result, increased productivity of the process is provided and at the same time the quality of lime is improved.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "новизна". Technical solutions that coincide with the totality of the essential features of the claimed invention have not been identified, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability "novelty".
Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, хотя известны решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого изобретения. The claimed essential features of the invention, predetermining the receipt of the specified technical result, do not explicitly follow from the prior art, although there are known solutions containing features that match the distinctive features of the claimed invention.
Так, известен способ получения извести в шахтной печи, включающий подачу известняка и твердого топлива (кокса) через загрузочное отверстие печи (см. книгу Монастырева А. В. Производство извести. - М.: Высшая школа, 1978, с. 105). So, there is a method of producing lime in a shaft furnace, including the supply of limestone and solid fuel (coke) through the loading opening of the furnace (see the book Monastyreva A. Century. Production of lime. - M .: Higher school, 1978, p. 105).
Однако в данном случае твердое топливо используют как единственный вид топлива. Использование твердого топлива как единственного при сжигании его в слое известняка с подачей по всему сечению печи при довольно высокой производительности процесса не позволяет получить известь высоких параметров (степень обжига составляет не более 85%). При этом невозможно получить так называемую "мягкую" известь, время гашения которой составляет примерно 8 минут, что достигается при использовании газообразного топлива вследствие меньшего уровня температур. Кроме того, уровень управляемости процессом при использовании газообразного топлива гораздо выше. However, in this case, solid fuel is used as the only type of fuel. The use of solid fuel as the only one when burning it in a layer of limestone with supply over the entire cross section of the furnace with a rather high productivity of the process does not allow to obtain lime of high parameters (the degree of calcination is not more than 85%). In this case, it is impossible to obtain the so-called “soft” lime, the extinguishing time of which is approximately 8 minutes, which is achieved when using gaseous fuel due to the lower temperature level. In addition, the level of process control when using gaseous fuels is much higher.
В заявляемом же техническом решении совместное использование двух видов топлива - газообразного как основного при его периферийном вводе и твердого как дополнительного, загружаемого после известняка через загрузочное устройство в осевую часть печи, при указанном их количестве и соотношении позволяет получить неожиданный технический результат, а именно повышение производительности процесса в печах большого диаметра (более двух метров) при одновременном повышении качества извести. In the claimed technical solution, the combined use of two types of fuel - gaseous as the main one at its peripheral input and solid as additional, loaded after limestone through the loading device into the axial part of the furnace, with the indicated quantity and ratio allows to obtain an unexpected technical result, namely, an increase in productivity process in large-diameter furnaces (more than two meters) while improving the quality of lime.
Таким образом, выявленное техническое решение, хотя и имеет признаки, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, не обеспечивает заявленный технический результат, следовательно, можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень". Thus, the identified technical solution, although it has features that coincide with the essential features of the claimed invention, does not provide the claimed technical result, therefore, we can conclude that the invention meets the condition of patentability "inventive step".
Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, выражающийся в обеспечении равномерного распределения продуктов сгорания топлива и обжига известняка по всему сечению шахтной печи большого диаметра (более двух метров), способствующего увеличению производительности процесса при одновременном повышении качества извести (то есть уменьшения недожога и пережога), является работоспособным (см. раздел "Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения") и может быть использовано для получения извести, то можно сделать вывод, что оно соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". Since the claimed invention provides a technical result, which is expressed in ensuring an even distribution of the products of fuel combustion and calcination of limestone over the entire cross section of a large-diameter shaft furnace (more than two meters), which helps to increase the productivity of the process while improving the quality of lime (i.e., reducing burn-in and burning), is efficient (see section "Information confirming the possibility of carrying out the invention") and can be used to produce lime, then You can draw the conclusion that it complies with the patentability criterion of "industrial applicability".
Для подтверждения возможности осуществления изобретения проводилось получение извести заявляемым способом. Для получения извести использовали шахтные печи цилиндрического типа с разным внутренним диаметром. Изначально печи работали на природном газе, вводимом в них периферийно через два яруса консольных фурменных горелок. Печи оборудованы лотковым загрузочным устройством, позволяющим загружать материал в любую область уровня засыпи. Лоток при вращении рассыпает материал по окружности и имеет возможность изменять угол наклона. После загрузки четырех скипов известняка, распределенного по всей площади сечения на уровне засыпи, подают один скип кокса, загружая его в осевую часть печи. Обожженную известь выгружают из печи непрерывно работающим пластинчатым питателем. В табл. 2 отражены параметры технологического процесса получения извести заявляемым способом в шахтных печах различного диаметра, подтверждающие их работоспособность и достижение заявляемого технического результата. To confirm the possibility of carrying out the invention, lime was obtained by the claimed method. To produce lime, cylindrical shaft kilns with different inner diameters were used. Initially, the furnaces operated on natural gas introduced peripherally through two tiers of cantilever tuyere burners. The furnaces are equipped with a tray loading device that allows you to load material into any area of the level of mound. The tray during rotation sprinkles the material around the circumference and has the ability to change the angle of inclination. After loading four skips of limestone distributed over the entire cross-sectional area at the level of the mound, one skip of coke is fed, loading it into the axial part of the furnace. Calcined lime is discharged from the furnace by a continuously working plate feeder. In the table. 2 reflects the parameters of the technological process of lime production by the claimed method in shaft furnaces of various diameters, confirming their performance and the achievement of the claimed technical result.
В промышленных условиях расход известняка И колеблется от И = 1750 кг/т извести (при содержании СаСО3 в известняке более 95-96%) до И = 1900 кг/т извести (при содержании СаСО3 менее 95%). Соотношение количества твердого топлива в осевой части печи К0 и количества известняка в осевой части печи И0 (К0/И0) в зависимости от степени обжига и температуры отходящих газов меняется от 0,085 (степень обжига менее 90% и температура отходящих газов менее 200oС) до 0,12 (степень обжига более 95% и температура отходящих газов более 350oС). Поэтому пределы изменения удельного расхода твердого топлива Кпечи, приходящегося на общую площадь поперечного сечения печи, меняются от 150 кг/т до 230 кг/т извести.In industrial conditions, the limestone consumption And varies from I = 1750 kg / t lime (with CaCO 3 content in limestone more than 95-96%) to I = 1900 kg / t lime (with CaCO 3 content less than 95%). The ratio of the amount of solid fuel in the axial part of the furnace K 0 and the amount of limestone in the axial part of the furnace And 0 (K 0 / And 0 ) depending on the degree of firing and the temperature of the exhaust gases varies from 0.085 (degree of firing less than 90% and the temperature of the exhaust gases less than 200 o C) to 0.12 (degree of firing of more than 95% and the temperature of the exhaust gases more than 350 o C). Therefore, the limits of the change in the specific consumption of solid fuel K of the furnace , which falls on the total cross-sectional area of the furnace, vary from 150 kg / t to 230 kg / t of lime.
В представленных примерах 1 и 2 приведены конкретные параметры работы печей и расчет необходимого количества твердого топлива при одновременном снижении удельного расхода газообразного топлива по отношению к исходному удельному расходу газообразного топлива, определяемому из теплового баланса действующей печи по показателям ее работы без учета добавления твердого топлива. In the presented examples 1 and 2, specific parameters of the operation of furnaces and the calculation of the required amount of solid fuel are given while reducing the specific consumption of gaseous fuel relative to the initial specific consumption of gaseous fuel, which is determined from the heat balance of the operating furnace by its performance indicators without taking into account the addition of solid fuel.
Пример 1. Example 1
Применительно к шахтной печи производительностью 3,7 т/ч и внутренним диаметром 3,0 метра, работающей на периферийно вводимом природном газе, осуществлялся расчет расхода газообразного и твердого топлива при следующих исходных данных: расход обжигаемого известняка И = 1800 кг/т, степень обжига σ = 90%, температура выгружаемой извести tи = 100oC, расход отходящих газов Vи = 2000 м3/т, температура отходящих газов tи = 220oC. В осевую часть печи диаметром один метр, недоступную для проникновения продуктов сгорания газообразного топлива, дополнительно загружалось твердое топливо - кокс. Согласно табл. 2 для печей диаметром 3,0 метра отношение площади поперечного сечения осевой части печи к общей площади поперечного сечения печи (F0/Fп) составляет 0,112, а удельный расход твердого топлива (кокса) в осевой части печи К0 составит: 180•0,112 = 20 кг/т. В расчете согласно табл. 1 принята величина Кпечи = 180 кг/т, так как печь работает с температурой отходящих газов в диапазоне 200-250oС и высоким качеством извести (степень обжига 90%). Удельный расход природного газа снижается на величину
V = К0•А = K0•Qр н тв. топл/Qр н газ. топл = 20•(27170/33858) = 16,1 м3/т извести
относительно исходного удельного расхода природного газа, определенного без учета загрузки твердого топлива,
где Qp н тв. топл - теплотворная способность твердого топлива - кокса, кДж/кг;
Qp н газ. топл - теплотворная способность газообразного топлива - природного газа, кДж/м3.In relation to a shaft furnace with a capacity of 3.7 t / h and an inner diameter of 3.0 meters, operating on peripherally injected natural gas, the flow rate of gaseous and solid fuel was calculated with the following initial data: consumption of calcined limestone I = 1800 kg / t, degree of firing σ = 90%, the temperature of the discharged lime t and = 100 o C, the flow rate of the exhaust gases V and = 2000 m 3 / t, the temperature of the exhaust gases t and = 220 o C. In the axial part of the furnace with a diameter of one meter, inaccessible to the penetration of combustion products gaseous fuel, optionally zag uzhalos solid fuels - coke. According to the table. 2 for furnaces with a diameter of 3.0 meters, the ratio of the cross-sectional area of the axial part of the furnace to the total cross-sectional area of the furnace (F 0 / F p ) is 0.112, and the specific consumption of solid fuel (coke) in the axial part of the furnace K 0 will be: 180 • 0.112 = 20 kg / t. In the calculation according to the table. 1 adopted the value of the furnace K = 180 kg / t, since the furnace operates with a temperature of exhaust gases in the range of 200-250 o With high quality lime (degree of calcination of 90%). The specific consumption of natural gas is reduced by
V = K 0 • A = K 0 • Q r n tv. fuel / Q r n gas. fuel = 20 • (27170/33858) = 16.1 m 3 / t lime
relative to the initial specific consumption of natural gas, determined without taking into account the loading of solid fuel,
where Q p n tv. fuel - calorific value of solid fuel - coke, kJ / kg;
Q p n gas. fuel - calorific value of gaseous fuel - natural gas, kJ / m 3 .
Загрузку известняка (1800 кг/т) и кокса (20 кг/т) осуществляют последовательными циклами по системе 4:1, когда в печь загружают четыре скипа известняка весом 450 кг/т каждый, распределяя его по всей площади сечения печи на уровне засыпи, а затем - один скип кокса весом 20 кг/т, выгружая его только в осевую часть печи диаметром один метр. The loading of limestone (1800 kg / t) and coke (20 kg / t) is carried out in sequential cycles according to the 4: 1 system, when four skips of limestone weighing 450 kg / t each are loaded into the furnace, distributing it over the entire cross-sectional area of the furnace at the level of the bed, and then one skip of coke weighing 20 kg / t, unloading it only in the axial part of the furnace with a diameter of one meter.
Пример 2. Example 2
Применительно к шахтной печи производительностью 6,5 т/ч с внутренним диаметром 4,0 метра, работающей на периферийно вводимом природном газе, осуществлялся расчет расхода газообразного и твердого топлива при следующих исходных данных: расход обжигаемого известняка И = 1750 кг/т, степень обжига σ = 96%, температура выгружаемой извести tи = 100oC, расход отходящих газов Vг = 2000 м3/т, температура отходящих газов tг = 300oC. В осевую часть печи диаметром два метра загружалось твердое топливо - уголь Кузнецкого бассейна, разрез Анжерский. Согласно табл. 2 отношение площади поперечного сечения осевой части печи к общей площади поперечного сечения печи (F0/Fп) составляет 0,25, а удельный расход твердого топлива (угля) в осевой части печи К0 составит 210•0,25 = 52,5 кг/т. В расчете согласно табл. 1 принята величина Кпечи = 210 кг/т, так как печь работает с температурой отходящих газов 300oС и высоким качеством извести (степень обжига более 95%).In relation to a shaft furnace with a capacity of 6.5 t / h with an inner diameter of 4.0 meters, operating on peripherally injected natural gas, the flow of gaseous and solid fuels was calculated with the following initial data: consumption of calcined limestone I = 1750 kg / t, degree of firing σ = 96%, the temperature of the discharged lime t and = 100 o C, the flow rate of the exhaust gases V g = 2000 m 3 / t, the temperature of the exhaust gases t g = 300 o C. Solid fuel was loaded into the axial part of the kiln with a diameter of two meters - Kuznetsk coal basin, Angersky section. According to the table. 2, the ratio of the cross-sectional area of the axial part of the furnace to the total cross-sectional area of the furnace (F 0 / F p ) is 0.25, and the specific consumption of solid fuel (coal) in the axial part of the furnace K 0 will be 210 • 0.25 = 52.5 kg / t In the calculation according to the table. 1 adopted the value of the furnace K = 210 kg / t, since the furnace operates with a temperature of exhaust gases of 300 o With high quality lime (degree of calcination of more than 95%).
Удельный расход природного газа снижается на величину
V = K0•A = К0•Qр н тв. топл/Qр н газ. топл = 52,5•(30514/33858) = 47,3 м3/т извести
относительно исходного удельного расхода природного газа, определенного без учета загрузки твердого топлива,
где Qр н тв. топл - теплотворная способность твердого топлива - угля, кДж/кг;
Qр н газ. топл - теплотворная способность газообразного топлива - природного газа, кДж/м3.The specific consumption of natural gas is reduced by
V = K 0 • A = K 0 • Q r n tv. fuel / Q r n gas. fuel = 52.5 • (30514/33858) = 47.3 m 3 / t lime
relative to the initial specific consumption of natural gas, determined without taking into account the loading of solid fuel,
where Q r n tv. fuel - calorific value of solid fuel - coal, kJ / kg;
Q r n gas. fuel - calorific value of gaseous fuel - natural gas, kJ / m 3 .
Загрузку известняка (1750 кг/т) и кокса (52,5 кг/т) осуществляют последовательными циклами по системе 4:1, когда в печь загружают четыре скипа известняка общим весом 1750 кг/т, распределяя его по всей площади сечения печи на уровне засыпи, а затем - один скип кокса весом 52,5 кг/т, распределяя его лотковым загрузочным устройством только в осевую часть печи диаметром два метра. The loading of limestone (1750 kg / t) and coke (52.5 kg / t) is carried out in sequential cycles according to the 4: 1 system, when four skips of limestone with a total weight of 1750 kg / t are loaded into the furnace, distributing it over the entire cross-sectional area of the furnace at a level fill, and then one skip of coke weighing 52.5 kg / t, distributing it with a tray loading device only in the axial part of the furnace with a diameter of two meters.
Использование заявляемого способа получения извести обеспечивает по сравнению с ближайшим аналогом следующие преимущества:
- обеспечение равномерного распределения продуктов сгорания топлива и обжига известняка по всему сечению печи, способствующее увеличению производительности процесса при одновременном повышении качества извести (то есть уменьшения недожога и пережога);
- варьирование количеством применяемого твердого топлива в зависимости от его запасов на предприятии.Using the proposed method for producing lime provides the following advantages in comparison with the closest analogue:
- ensuring a uniform distribution of the products of fuel combustion and calcination of limestone over the entire cross-section of the furnace, contributing to an increase in the productivity of the process while improving the quality of lime (that is, reducing burn-in and burning);
- variation in the amount of solid fuel used, depending on its reserves in the enterprise.
Claims (2)
К0=Кпечи•(F0/Fпечи) кг/т извести,
где К0 - удельный расход твердого топлива в осевой части печи, кг/т извести;
Кпечи - удельный расход твердого топлива, приходящийся на общую площадь поперечного сечения печи, равный 150-230 кг/т извести;
F0 - площадь поперечного сечения осевой части печи в зоне обжига, м2;
Fпечи - общая площадь поперечного сечения печи, м2,
а удельный расход газообразного топлива изменяют пропорционально удельному расходу твердого топлива в осевой части печи с учетом теплотворных способностей твердого и газообразного топлива на величину, определяемую по формуле
V=К0•А, м3/т извести,
где V - величина изменения удельного расхода газообразного топлива, м3/т извести;
К0 - удельный расход твердого топлива в осевой части печи, кг/т извести;
А - коэффициент, равный отношению теплотворных способностей твердого и газообразного топлива.1. A method of producing lime, including the loading of lump limestone through the loading device of a shaft furnace, produced over the entire cross-sectional area of the furnace, its subsequent calcination by the combustion products of the fuel in countercurrent mode at the peripheral input of gaseous fuel into the working space of the furnace and unloading the finished product, characterized in that after loading the limestone, solid fuel is additionally loaded into the axial part of the furnace, inaccessible to the penetration of combustion products of gaseous fuels, and consumption of solid fuel in the shaft portion of the furnace is set according to the formula
K 0 = K kiln • (F 0 / F kiln ) kg / t lime,
where K 0 is the specific consumption of solid fuel in the axial part of the furnace, kg / t of lime;
To the furnace is the specific consumption of solid fuel per total cross-sectional area of the furnace, equal to 150-230 kg / t of lime;
F 0 - the cross-sectional area of the axial part of the furnace in the firing zone, m 2 ;
F of the furnace - the total cross-sectional area of the furnace, m 2 ,
and the specific consumption of gaseous fuel is changed in proportion to the specific consumption of solid fuel in the axial part of the furnace, taking into account the calorific value of solid and gaseous fuel by an amount determined by the formula
V = K 0 • A, m 3 / t lime,
where V is the magnitude of the change in the specific consumption of gaseous fuel, m 3 / t of lime;
To 0 - specific consumption of solid fuel in the axial part of the furnace, kg / t of lime;
A is a coefficient equal to the ratio of the calorific values of solid and gaseous fuels.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001127603A RU2205806C1 (en) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | Lime production process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001127603A RU2205806C1 (en) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | Lime production process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2205806C1 true RU2205806C1 (en) | 2003-06-10 |
Family
ID=29210607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001127603A RU2205806C1 (en) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | Lime production process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2205806C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106145717A (en) * | 2016-08-29 | 2016-11-23 | 绵竹市拱星氧化钙厂 | The manual distribution device in limekiln |
-
2001
- 2001-10-10 RU RU2001127603A patent/RU2205806C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| МОНАСТЫРЕВ А.В. Производство извести. - М.: Высшая школа, 1978, с.129-131. * |
| ПЕРЕГУДОВ В.В. и др. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. - М.: Стройиздат, с.271-289. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106145717A (en) * | 2016-08-29 | 2016-11-23 | 绵竹市拱星氧化钙厂 | The manual distribution device in limekiln |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1796577B (en) | A slag conditioner composition, process for manufacture and method of use in steel production | |
| Carpenter | Use of PCI in blast furnaces | |
| US4411697A (en) | Metal refining processes | |
| CN101476003B (en) | Alkali blast furnace blowing coal based direct reducer and production method thereof | |
| RU2205806C1 (en) | Lime production process | |
| JP2000192153A (en) | Sintered ore and production thereof, and operation of blast furnace | |
| US3010820A (en) | Process for refining ferrous materials | |
| EP3517632B1 (en) | Blast furnace operation method | |
| US5437721A (en) | Method of producing cement clinker | |
| US3454395A (en) | Process for the reduction of iron ore in a cupola-type furnace | |
| JPH03243704A (en) | Operating method for blowing powder from tuyere in blast furnace | |
| US2643185A (en) | Cupola melting of cast iron | |
| US1435686A (en) | Process for the direct manufacture of iron and steel | |
| RU2119958C1 (en) | Method of washing blast furnace hearth | |
| US2865735A (en) | Processes for reducing the sulphur content in iron and for economizing in coke in cupola furnaces | |
| JPS6296607A (en) | Blast furnace operation method for blowing slack into furnace | |
| KR20000043781A (en) | Method of controlling distribution of proper charged material for high pulverized coal ratio | |
| SU1186635A1 (en) | Method of washing blast furnace hearth and walls | |
| SU1423594A1 (en) | Method of blast furnace melting | |
| KR20240001591A (en) | Iron ore reduction device | |
| RU2012596C1 (en) | Method of carrying out blast furnace melting and apparatus for performing the same | |
| JP2897362B2 (en) | Hot metal production method | |
| JPH10237518A (en) | Production of molten iron | |
| US3950161A (en) | Process for increasing the life of basic refractory linings in hearth-type furnaces | |
| JPS62142707A (en) | Method for blowing granular particle into blast furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101011 |