平行流再生石灰窯中燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的方法及平行流再生石灰窯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在具有兩個(gè)井筒的并流再生石灰窯中燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的方法、 以及并流再生石灰窯，所述兩個(gè)井筒交替地作為燃燒井筒和再生井筒進(jìn)行操作。
【背景技術(shù)】
[0002] 這樣的窯（例如由DE 3038927 C2得知的）循環(huán)地操作，燃燒僅在燃燒井筒中發(fā)生 而另外的井筒作為再生井筒操作。在(例如H0-12分鐘的一個(gè)循環(huán)周期中，待燃燒的碳酸鹽 巖石經(jīng)兩個(gè)井筒上的卸料裝置連續(xù)排放。材料柱在井筒中均勻地下降。隨后改變窯的操作， 使得之前作為燃燒井筒的井筒變?yōu)樵偕?，而之前作為再生井筒的井筒又變?yōu)槿紵?筒。在操作改變的過程中或者在再生井筒上進(jìn)行的燃燒過程中為所述窯裝載碳酸鹽巖石。 在兩個(gè)井筒的下部區(qū)域，設(shè)置了用于冷卻在上部區(qū)域煅燒的碳酸鹽巖石的冷卻區(qū)，用于該 目的的冷卻氣的一部分供給到卸料裝置的區(qū)域內(nèi)，一部分經(jīng)安排在各冷卻區(qū)的中央偏轉(zhuǎn)體 供給。
[0003] 最終產(chǎn)品的質(zhì)量非常依賴于經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石在井筒的寬度上非常均勻地下 降，并且配置冷卻區(qū)以確保非常均勾的冷卻。從Hannes Piringer的文章 "Schii ttgutbewegung,Stromungsverhalteriund Temperaturverteilung in der Kiihlzone eines 800 und 1000 tato Maerz-Regenerativ-Kalkschachtofens"，Veitsch-Radex Rundschau 1/1999,第1至15頁(yè)可以得知上述的并流再生石灰窯。另外，還詳細(xì)介紹了關(guān)于 卸料裝置的冷卻區(qū)的最佳配置的研究。
[0004] 從工業(yè)實(shí)踐得知，在并流再生石灰窯的情況下，冷卻區(qū)中的傾斜角必須非常陡峭， 尤其是在小塊巖石(例如10至50_)的情況下，被燃燒的物質(zhì)在冷卻區(qū)的外緣不再下降，并 且因此形成較大的堆積。因此在麥爾茲細(xì)巖窯的情況下已作出了改變:具有大于82°的傾斜 角的圓柱形或輕微圓錐形冷卻區(qū)。雖然這已經(jīng)可以減輕材料堆積的問題，但由該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生 了其它的缺點(diǎn)。由于該結(jié)構(gòu)，冷卻區(qū)的下端的出口直徑明顯較大，導(dǎo)致難以將冷卻氣均勻地 分配在冷卻區(qū)中以均勻地冷卻燃燒的物質(zhì)。然而，燃燒的物質(zhì)的不均勻冷卻導(dǎo)致了（尤其 是)井筒中燃燒的物質(zhì)未充分冷卻，這可造成卸料裝置發(fā)生損傷。另一方面，在外部區(qū)域，燃 燒的物質(zhì)冷卻過度，尤其是在冷卻區(qū)的上部區(qū)域，這導(dǎo)致燃燒廢氣與燃燒物質(zhì)可能發(fā)生不 需要的反應(yīng)，燃燒的物質(zhì)再次在來(lái)自燃燒廢氣的C0 2中變得富集，由此產(chǎn)品質(zhì)量受損。為避 免局部過熱，用于冷卻燃燒物質(zhì)的冷卻氣的具體量因此增加，但這又導(dǎo)致了廢氣溫度的上 升，對(duì)熱損耗產(chǎn)生不利影響。另外，已有提議擴(kuò)大中央偏轉(zhuǎn)體，其改善了冷卻氣的分布，尤其 在下部。在大偏轉(zhuǎn)體的情況下，其末端實(shí)際上到達(dá)了燃燒區(qū)的下端。然而，它們非常復(fù)雜且 昂貴，因?yàn)樗鼈儽仨氈圃炜招谋诓⑶壹词乖诟G不運(yùn)行的時(shí)候也必須用氣體不斷冷卻。
[0005] 因此改回到最多延伸至冷卻區(qū)高度一半的較小的偏轉(zhuǎn)體。為了獲得非常好的冷卻 作用，冷卻氣流的主要部分(通常至少85%)經(jīng)卸料裝置引入，并且剩余不超過15%的部分 經(jīng)中央偏轉(zhuǎn)體引入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個(gè)目的是使用非常少量的冷卻氣在并流再生石灰窯的冷卻區(qū)內(nèi)獲得 更均勻的冷卻。
[0007] 通過本發(fā)明權(quán)利要求1和9的特征實(shí)現(xiàn)了該目標(biāo)。
[0008] 本發(fā)明用于燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的方法在并流再生石灰窯中進(jìn)行，所述并流再 生石灰窯具有交替地作為燃燒井筒和再生井筒進(jìn)行操作的兩個(gè)井筒，其中
[0009] a.將碳酸鹽巖石引入到各井筒中配置成預(yù)熱和燃燒區(qū)域的上部區(qū)域中，并在該區(qū) 域進(jìn)行預(yù)熱并煅燒，
[0010] b.經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石隨后在各井筒中配置成冷卻區(qū)并具有中央偏轉(zhuǎn)體 (central displacement body)的下部區(qū)域中冷卻，
[0011] c.冷卻的、經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石隨后經(jīng)分配給各井筒的卸料裝置排出，以及
[0012] 其中
[0013] d.將冷卻氣引入冷卻區(qū)以冷卻經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石，一部分冷卻氣被引入卸料裝 置的區(qū)域內(nèi)，并且一部分冷卻氣通過偏轉(zhuǎn)體引入，
[0014] e.供給到燃燒井筒的冷卻氣中90%至100%的部分是通過偏轉(zhuǎn)體引入的，不超過 10%的冷卻氣被引入卸料裝置的區(qū)域內(nèi)，而供給到再生井筒的冷卻氣中90%至100%的部 分被供給到卸料裝置的區(qū)域內(nèi)，不超過10%的部分通過偏轉(zhuǎn)體引入。
[0015] 本發(fā)明用于根據(jù)以上方法燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的并流再生石灰窯，具有交替作 為燃燒井筒和再生井筒操作的兩個(gè)井筒，其中
[0016] a.各井筒的上部區(qū)域配置成預(yù)熱和燃燒區(qū)，用于預(yù)熱并煅燒所引入的碳酸鹽巖 石，
[0017] b.各井筒的下部區(qū)域配置成冷卻區(qū)，用于冷卻所述經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石，
[0018] c.所述冷卻區(qū)各自具有中央偏轉(zhuǎn)體，所述中央偏轉(zhuǎn)體具有通向各個(gè)冷卻區(qū)的氣體 排放口，
[0019] d.設(shè)置有與所述冷卻區(qū)鄰接的、用于排出所述冷卻的經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石的卸料 裝置，
[0020] e.其中，第一冷卻氣導(dǎo)管連接至一個(gè)井筒的偏轉(zhuǎn)體的氣體排放口，第二冷卻氣導(dǎo) 管連接至另一井筒的偏轉(zhuǎn)體的氣體排放口，從而通過所述偏轉(zhuǎn)體供給冷卻氣流，
[0021] f.第三冷卻氣導(dǎo)管通向一個(gè)井筒的卸料裝置的區(qū)域，第四冷卻氣導(dǎo)管通向另一井 筒的卸料裝置的區(qū)域，以及
[0022] g.設(shè)置有控制裝置以控制經(jīng)第一和/或第二冷卻氣導(dǎo)管以及第三和/或第四冷卻 氣導(dǎo)管供給的冷卻氣的量，使得供給到所述燃燒井筒的冷卻氣中90%至100%的部分經(jīng)偏 轉(zhuǎn)體供給，不超過10%的部分供給至卸料裝置的區(qū)域內(nèi)，而供給到所述再生井筒的冷卻氣 中90%至100%的部分供給至卸料裝置的區(qū)域內(nèi)，不超過10%的部分經(jīng)偏轉(zhuǎn)體供給。
[0023] 冷卻氣體積分布的新構(gòu)思在冷卻區(qū)中提供了非常均勻的冷卻，使得冷卻區(qū)中的等 溫線大致水平。這首先能獲得非常均勻且非常高的產(chǎn)品質(zhì)量，其次防止卸料裝置被過熱碳 酸鹽巖石損壞。而且，引入冷卻氣的新方法降低了產(chǎn)品冷卻所需的冷卻氣的總量。在CaC0 3 含量高于97%的碳酸鹽巖石的煅燒中，冷卻氣的量低于0.7標(biāo)準(zhǔn)m3/kg經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖 石，優(yōu)選低于ο. 65標(biāo)準(zhǔn)m3/kg經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石。而目前冷卻氣的量通常需要大于0.75標(biāo) 準(zhǔn)m3/kg經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石，特別是在小巖窯(細(xì)巖窯)的情況下。
[0024]本發(fā)明更多的實(shí)施方案為從屬權(quán)利要求的主題。
[0025]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，供給到所述兩個(gè)井筒的冷卻氣中的20%至50%被 供給到所述燃燒井筒，并且剩余部分被供給到所述再生井筒。優(yōu)選地，供給到所述兩個(gè)井筒 的冷卻氣中的30%+/-10%被供給到所述燃燒井筒，并且剩余部分被供給到所述再生井筒。 在基于本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)全部冷卻氣流的約1/3被供給到所述燃燒井筒并且全 部冷卻氣流的約2/3被供給到所述再生井筒時(shí)，可以獲得最佳的結(jié)果。
[0026] 有利的是，供給到所述卸料裝置區(qū)域內(nèi)的冷卻氣通過由煅燒并冷卻碳酸鹽巖石在 該區(qū)域所形成的物質(zhì)的壩供給。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，供給到所述卸料裝置區(qū)域 內(nèi)的冷卻氣將基本上向上流動(dòng)并流向所述井筒的中部。另一方面，經(jīng)偏轉(zhuǎn)體供給的冷卻氣 基本上向上流動(dòng)并流向所述井筒的外側(cè)邊界。
[0027] 碳酸鹽巖石的均勻冷卻也得到了卸料裝置的操作模式的協(xié)助，其優(yōu)選徑向向外和 徑向向內(nèi)排出所述經(jīng)煅燒并冷卻的碳酸鹽巖石，所述經(jīng)煅燒并冷卻的碳酸鹽巖石的60%至 80%向外排出，并且剩余部分向內(nèi)排出。
[0028] 所述冷卻區(qū)優(yōu)選地為圓筒形，或者為輕微的圓錐形并具有大于82°的傾斜角。為了 確保良好的冷卻，所述冷卻區(qū)的下端直徑也應(yīng)為所述預(yù)熱和燃燒區(qū)的下端直徑的1.1至1.5 倍。
[0029] 優(yōu)選地，借助擋板系統(tǒng)(flap system)的作用調(diào)節(jié)通過第一至第四冷卻氣導(dǎo)管的 冷卻氣的量，所述擋板系統(tǒng)可通過控制裝置控制。
[0030] 將參照以下說(shuō)明書和附圖對(duì)本發(fā)明其它的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0031 ]圖1本發(fā)明的并流再生石灰窯的示意圖，
[0032]圖2圖1的細(xì)節(jié)A的放大圖，
[0033]圖3圖1的細(xì)節(jié)B的放大圖，
[0034]圖4兩個(gè)井筒的冷卻區(qū)的區(qū)域中流動(dòng)路徑的示意圖，以及 [0035]圖5-個(gè)冷卻區(qū)的溫度分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1所示的用于燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的并流再生石灰窯具有2個(gè)井筒1，2,其各 自以已知的方式交替作為燃燒井筒和再生井筒進(jìn)行操作。將具有(例如）l〇mm至50mm的粒徑 范圍的碳酸鹽巖石3引入各井筒中配置成預(yù)熱和燃燒區(qū)4的上部區(qū)域。而且，燃料5經(jīng)燃料導(dǎo) 管6引入，助燃空氣7經(jīng)至少一個(gè)助燃空氣導(dǎo)管8引入。在預(yù)熱和燃燒區(qū)，燃料5與助燃空氣7 的燃燒預(yù)熱并煅燒所述碳酸鹽巖石3。經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石隨后到達(dá)各井筒的下部區(qū)域并 在那里冷卻，所述下部區(qū)域配置成冷卻區(qū)9并具有中央偏轉(zhuǎn)體10，11。經(jīng)煅燒并冷卻的碳酸 鹽巖石隨后經(jīng)分配給各井筒的卸料裝置12,13排出。碳酸鹽巖石3由此在重力下從頂部向下 行進(jìn)。通常的停留時(shí)間為(例如）20小時(shí)。在底部排出的冷卻的碳酸鹽巖石的量被上部區(qū)域 仍待處理的碳酸鹽巖石3所取代。
[0037] 經(jīng)煅燒的碳酸鹽巖石的冷卻受到分兩處（即通過偏轉(zhuǎn)體10或11、以及在卸料裝置 12或13的區(qū)域內(nèi)）供給至冷卻區(qū)9的冷卻氣的影響。
[0038] 所述偏轉(zhuǎn)體各自位于冷卻區(qū)中央，并且可以（例如)是圓錐形或者所示的頂部被加 工成圓形的形狀。在偏轉(zhuǎn)體10或11的下部區(qū)域中，這些偏轉(zhuǎn)體在其整個(gè)圓周的上方配置有 氣體排放口 l〇a和11a。
[0039] 此外，第一冷卻氣導(dǎo)管14連接至井筒1的氣體排放口 10a，第二冷卻氣導(dǎo)管15連接 至第二井筒2的偏轉(zhuǎn)體11的氣體排放口 11a，從而經(jīng)所述偏轉(zhuǎn)體引入冷卻氣。此外，第三冷卻 氣導(dǎo)管16通向第一井筒1的卸料裝置12的區(qū)域，第四冷卻氣導(dǎo)管17通向第二井筒2的卸料裝 置13的區(qū)域。可借助適當(dāng)?shù)膿醢逑到y(tǒng)18調(diào)節(jié)通過四個(gè)冷卻氣導(dǎo)管引入的冷卻氣的氣流分布 量，該擋板系統(tǒng)包含至少一個(gè)第一擋板18a和一個(gè)第二擋板18