Способ обжига минерального сырья

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к технике обжига различных кусковых и гранулированных материалов. Целью изобретения является повышение качества продукта и упрощение процесса. В заявленном способе обжига минерального сырья в зону зажигания твердого топлива подают теплоноситель на глубину 5-20% ширины слоя в противоток материала, с образованием фильтрующей зоны, высота которой равна 0,2-1 ширины слоя материала. Степень термообработки составляет 94,7-98,0%. 1табл., 1 ил.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к технике обжига различных кусковых и гранулированных материалов. Целью изобретения является повышение качества продукта и упрощение процесса. Сущность способа поясняется чертежом, где представлена схема обжига минерального сырья при перекрестной подаче теплоносителя. Способ осуществляется следующим образом (см.чертеж). Гранулированный или кусковой материал в смеси с твердым топливом подают в слой по стрелке 1 и выводят из слоя по стрелке 2. Теплоноситель из холодильника подают в слой по стрелке 3 и выводят из слоя пo стрелкам 4 и 5. Термоподготовку материала и самозажигание в нем твердого топлива производят в противотоке в зоне, показанной на фиг. четырехугольником AA₁CC₁. За счет разрежения, создаваемого на грани СС₁ большего, чем на грани C₁C₂, часть теплоносителя, подаваемого горизонтально по стрелке 3, разворачивается и движется вертикально, т.е. противоточно материалу и выводится пo стрелке 5. При противоточной фильтрации теплоносителя, обогащенного кислородом, зажигается твердое топливо в слое, образуя зону горения 6, за которой следует безкислородная зона термоподготовки материала 7. После термоподготовки и зажигания твердого топлива материал под действием гравитации движется вниз, пересекает грань СС₁ и подвергается дальнейшей термообработке в зоне четырехугольника C₁C₂D₂D₁ в перекрестном токе с теплоносителем. За счет того, что теплоноситель, подаваемый пo стрелке 3, имеет температуру ниже температуры обжига, образуется зона охлаждения продукта 8, представленная на чертеже треугольником C₁C₂D₂, в которой теплоноситель нагревается до температуры обжига и окисляет топливо в зоне 6 слоевого сжигания. Затем отработанный безкислородный теплоноситель поступает в зону 7, где нагревает материал и, охлаждаясь, выводится по стрелке 4. За счет организации противоточной фильтрации в слое теплоносителя часть слоя материала, показанного на чертеже площадью четырехугольника DACD₁, не подвергается фильтрации газов и в процессе обжига не участвует (является бункером). Величина этой пассивной зоны 9 находится в прямой зависимости от высоты зоны противоточной фильтрации в слое теплоносителя, т.е. зависит от размера обжигаемого материала и тем она меньше, чем меньше размер его зерен. При осуществлении способа ширина (глубина) слоя материала с противоточной фильтрацией газов равна: где b ширина слоя материала с противоточной фильтрацией газов; В ширина слоя материала с перекрестной фильтрацией газов. Высота зоны с противоточной фильтрацией газов равна: h=AC=(0,3-2)В. Пример выполнения. При выполнении примеров способа была изготовлена установка, оснащенная противоточным реактором, в котором производилось самовоспламенение твердого топлива в материале за счет подачи воздуха с температурой 500^oС из холодильника продукта. Эксперименты проводились при газопроницаемости 0,6 м/с. В качестве минерального сырья был использован известняк с содержанием СаСО₃ равным 95,6% В качестве твердого топлива использовался каменный уголь с Q^p_н=5500 ккал/кг, который в известняк вводился впересыпку. Обжигу подлежали фракции 1-3, 3-10 и 10-20 мм. Оценка оптимальных соотношений ширины и высоты зоны с противоточной фильтрацией газов к ширине зоны с перекрестной фильтрацией газов (ширине слоя) проводилась по показаниям температуры по высоте слоя материала и качеству продукта (остаточному содержанию СаСО₃). Эти данные приводятся в таблице. Анализ результатов показывает, при сравнимых условиях обжига с увеличением размера зерен известняка увеличивается содержание недожога. В примерах N 1,9, 18 наблюдается снижение степени термообработки за счет недостаточной глубины зоны противоточной фильтрации газов в слое. В примерах N 11, 12, 17 и 20 практически одинаковое качество продукта, однако в примерах N 12 и 20 относительная высота зоны противоточной фильтрации теплоносителя выходит заграничные значения и это сопровождается повышением зоны пассивной филтрации газов, что снижает производительность. В примерах N 7, 14 и 21 приводятся результаты качества извести при обжиге в перекрестном токе материала и теплоносителя с принудительным зажиганием топлива в слое. Эти показатели качества значительно ниже, чем при комбинированном обжиге с противоположной фильтрацией теплоносителя в части слоя со стороны его ввода с последующим обжигом в перекрестном токе материала с теплоносителем. Кроме того, предложенный способ создает положительный эффект, связанной с самозажиганием твердого топлива в слое материала, исключающий применение специальной топки и второго вида горючего.

Формула изобретения

Способ обжига минерального сырья, преимущественно известняка, включающий приготовление шихты с твердым топливом с последующим зажиганием и сжиганием твердого топлива в гравитационном падающем слое материала при перекрестной подаче теплоносителя со скоростью 0,4-7,5 м/с, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продукта и упрощения процесса, в зону зажигания твердого топлива подают теплоноситель на глубину 5 20% ширины слоя в противоток материала, с образованием фильтрующей зоны, высота которой равна 0,2 1 ширины слоя материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2