用于在竖炉中燃烧含碳材料的方法和竖炉技术

本发明专利技术涉及一种用于烧制特别是含碳酸盐材料的竖炉(10)，该竖炉包括：在材料的流动方向上的预加热区(18)、至少一个焚烧区(20)、冷却区(22)和用于将材料从竖炉(10)中排出的出料口(26)；多个燃烧喷枪(32、34；54)，其伸入焚烧区(20)，其中，至少一个燃烧喷枪(32)具有伸入焚烧区(20)的第一穿透深度，并且至少一个另外的燃烧喷枪(34)具有伸入第二穿透深度，第二穿透深度至少大于第一穿透深度；用于输送焚烧空气的至少一个主空气管道(36、38)，其连接到至少一个燃烧喷枪(32、34；54)，其中，竖炉(10)包括用于将氧气输送到焚烧区(20)中的氧气管道(52)，并且氧气管道(52)布置为使得氧气从氧气管道(52)流动到具有第二穿透深度的至少一个燃烧喷枪(34)。个燃烧喷枪(34)。个燃烧喷枪(34)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在竖炉中燃烧含碳材料的方法和竖炉


[0001]本专利技术涉及用于烧制含碳材料的竖炉和工艺方法。

技术介绍

[0002]在粒子材料的烧制中，存在的问题是均匀地向材料供应所需的热量，使得每个颗粒都烧透到其核心，而不会由于局部过热而导致将颗粒烧结在一起并在炉中形成固体桥。当需要超过软烧制的相对高程度的烧制时，这个问题特别严重。
[0003]对于由小颗粒组成的待烧制材料并且为了获得均匀的烧制以及因此产品质量，旋转管式炉是最合适的，这是因为材料的剧烈搅拌确保良好且均匀的热传递到每个颗粒。然而，缺点是它们的结构非常复杂，并且由于经由输出的辐射和排气的高磨损损失和高热损失，因此相应的高投资成本加上了相应的高操作成本，这在采用相对高的温度时特别明显，该相对高的温度对于相对高程度的烧制和其他产品质量(诸如中等、硬和烧结的烧制)是必需的。旋转管式炉常常只适合于烧制粒度为从10mm至50mm的材料；更小和尤其更大的粒度不能在旋转管式炉中烧制。
[0004]向待烧制材料供应均匀烧制所需的热量的另一方法是在混合烧制炉中将燃料(即，冶金焦炭)混合到待烧制材料中。然而，混合烧制炉不适合于小粒度的待烧制材料。另外，它们具有相当大的缺点，即，焦炭焚烧产生的灰烬保留在最终烧制的产品中，并且因此导致与灰色着色相关的降低的产品质量。再者，混合烧制炉的缺点是它们会产生非常高的排放。由于该工艺方法，混合烧制炉导致形成大量的一氧化碳。另外，混合烧制炉通常产生非常高浓度的有机碳氢化合物(organic hydrocarbon，TOC)和附加地硫化氢(H2S)。
[0005]竖炉是烧制材料的另一种可能性。在使用竖炉时，燃料通过燃烧喷枪引入，喷枪浸入被烧制材料中并在竖井横截面上分布。迄今为止，这种炉尚未克服在竖井横截面上实现均匀温度分布的困难，并且特别是避免由于局部过热而导致被烧制材料烧结在一起。
[0006]EP1148311B1公开了一种用于烧制含碳酸盐材料的工艺方法，其中，可以移动烧制喷枪，以便在相关的竖井水平面中实现均匀的烧制温度。然而，实际实验示出，这种方法并没有实现其目的。非常高的温度的区域常常形成在靠近竖炉壁的区域中，竖炉内的区域具有显著较低的温度。由于这种影响，无法实现均一的产品质量，这是因为材料在竖井横截面上以不同的温度进行烧制。通常，也无法达到所需的产品质量。此外，试图在竖井中间实现该产品质量可能会导致竖井横截面的外侧过热。这里，例如，材料沉积物是由粉尘或燃料灰的烧结形成的，或者甚至可能形成熔体相。沉积物对重力引起的材料流动有不利影响。阻碍经过炉的材料的桥也通常由沉积物造成。另外，竖井横截面的外侧的高温会损坏耐火衬里。

技术实现思路

[0007]以此为出发点，本专利技术的目的是提供用于烧制含碳材料的竖炉还有工艺方法，其中，以非常简单的方式实现竖炉横截面上的均匀温度分布。
[0008]根据本专利技术，该目的通过具有独立器械权利要求1和8的特征的器械以及还有通过
具有独立工艺方法权利要求14和16的特征的工艺方法来实现。有利的进一步发展可以从从属权利要求中得出。
[0009]在第一方面，用于烧制特别是含碳材料的竖炉包括在材料的流动方向上的预加热区、至少一个烧制区、冷却区和用于将材料从竖炉中排出的出料口。竖炉还包括伸入烧制区的多个燃烧喷枪，其中，至少一个燃烧喷枪具有伸入烧制区的第一穿透深度，并且至少一个另外的燃烧喷枪具有伸入烧制区的第二穿透深度，第二穿透深度大于第一穿透深度。竖炉还包括用于输送焚烧空气的至少一个主空气管道，该主空气管道连接到至少一个燃烧喷枪。此外，竖炉包括用于将氧气输送到烧制区中的氧气管道，其中，氧气管道被布置成使得氧气从氧气管道流动到具有第二穿透深度的至少一个燃烧喷枪。
[0010]待烧制材料例如是粒度为从10mm至50mm、优选从40mm至80mm、特别是从30mm至60mm的粒子材料。
[0011]优选地，预加热区直接邻接用于使材料进入竖炉的进料口并且用于将材料预加热至约600℃至800℃的温度。优选地，烧制区直接邻接预加热区并用于烧制材料，优选将其加热至约从1200℃至1800℃的温度。优选地，冷却区直接邻接烧制区并且用于将烧制材料冷却到例如100℃的温度。出料口例如布置在与冷却区邻接的出口漏斗中，并且出料口包括例如用于将材料从冷却区排出到出口漏斗中的转盘或推料台。优选地，燃烧喷枪是管状的并且用于将燃料输送到烧制区中。
[0012]氧气管道包括例如氧气喷枪，氧气喷枪延伸到竖炉的烧制区中并且具有用于将氧气排出到烧制区中的出口。优选地，氧气喷枪安装在具有第二穿透深度的燃烧喷枪上或直接安装在该燃烧喷枪的下方。同样可以设想，氧气喷枪穿过燃烧喷枪。燃烧喷枪还特别具有用于将燃料排出到烧制区中的出口。然而优选地，燃烧喷枪构造为使得氧气与焚烧空气和燃料一起流过燃烧喷枪。
[0013]用于将氧气输送到烧制区的氧气管道提供了如下优点，即，对来自具有第二穿透深度的燃烧喷枪的燃料的焚烧进行改进，其中，确保在烧制区中，优选在布置于烧制区中的燃烧喷枪的出口处，存在足够量的氧气，以确保燃料的焚烧。将氧气引入到具有第二穿透深度的燃烧喷枪中也改进了来自具有第二、更深的穿透深度的燃烧喷枪的燃料的焚烧。这导致竖炉的中间区域的温度有针对性地升高，使得抵消了从竖炉的壁区域到竖炉中间的温度梯度。这种竖炉使得竖炉的横截面上的基本恒定的温度分布成为可能，由此实现了竖炉中的材料的均匀烧制。
[0014]在第一实施例中，优选地，氧气管道直接连接至具有第二穿透深度的至少一个燃烧喷枪，使得用于燃料焚烧的氧气流入燃烧喷枪中。特别地，氧气管道连接至具有第二穿透深度的所有燃烧喷枪。优选地，氧气管道不连接至具有第一穿透深度的燃烧喷枪。在另一个实施例中，氧气管道仅连接至具有第二穿透深度的燃烧喷枪。燃烧喷枪例如具有用于引入氧气的入口，氧气管道布置在该入口中。这确保氧气被输送到燃烧喷枪并且优选地仅输送到具有第二穿透深度的燃烧喷枪。
[0015]在另一个实施例中，氧气管道包括用于调节流过氧气管道的氧气量的装置。该装置例如是阀、特别是可调阀。这允许有针对性地设置竖炉的烧制区中的氧气量。
[0016]在另一个实施例中，主空气管道包括用于输送焚烧空气的第一主空气管道和用于输送焚烧空气的第二主空气管道，第一主空气管道连接至具有第一穿透深度的燃烧喷枪，
第二主空气管道连接至具有第二穿透深度的燃烧喷枪，其中，氧气管道仅连接至第二主空气管道，使得氧气从氧气管道流入第二主空气管道中。优选地，第一主空气管道仅连接至具有第一穿透深度的燃烧喷枪，第二主空气管道仅连接至具有第二穿透深度的燃烧喷枪。这使得可以将不同的氧气量供给至具有第一穿透深度和第二穿透深度的燃烧喷枪。
[0017]在另一个实施例中，提供具有伸入烧制区的第三穿透深度的另外的燃烧喷枪，该第三穿透深度大于第一穿透深度且小于第二穿透深度，并且氧气管道连接至具有第三穿透深度的至少一个燃烧喷枪，使得氧气流入燃烧喷枪中。优选地，氧气管道仅连接至具有第二穿透深度和第三穿透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于烧制特别是含碳酸盐材料的竖炉(10)，所述竖炉包括：在所述材料的流动方向上的预加热区(18)、至少一个烧制区(20)、冷却区(22)和用于从所述竖炉(10)排出所述材料的出料口(26)，多个燃烧喷枪(32、34；54)，其伸入所述烧制区(20)中，其中，至少一个燃烧喷枪(32)具有伸入所述烧制区(20)的第一穿透深度并且至少一个另外的燃烧喷枪(34)具有伸入所述烧制区(20)的第二穿透深度，所述第二穿透深度大于所述第一穿透深度，用于输送焚烧空气的至少一个主空气管道(36、38)，其连接到至少一个燃烧喷枪(32、34；54)，其特征在于所述竖炉(10)包括用于将氧气输送到所述烧制区(20)中的氧气管道(52)，并且所述氧气管道(52)布置成使得氧气从所述氧气管道(52)流动到具有所述第二穿透深度的至少一个燃烧喷枪(34)。2.如权利要求1所述的竖炉(10)，其中，所述氧气管道(52)连接至具有所述第二穿透深度的至少一个燃烧喷枪(34)，使得用于燃料焚烧的氧气流入所述燃烧喷枪(34)中。3.如前述权利要求中任一项所述的竖炉(10)，其中，所述氧气管道(52)仅连接至具有所述第二穿透深度的所述燃烧喷枪(34)。4.根据前述权利要求中任一项所述的竖炉(10)，其中，所述氧气管道(52)包括用于对流过所述氧气管道(52)的氧气量进行调节的装置(50)。5.根据前述权利要求中任一项所述的竖炉(10)，其中，所述主空气管道(36、38)包括：用于输送焚烧空气的第一主空气管道(36)，其连接至具有所述第一穿透深度的所述燃烧喷枪(32)，和用于输送焚烧空气的第二主空气管道(38)，其连接至具有所述第二穿透深度的所述燃烧喷枪(34)，并且所述氧气管道(52)仅连接至所述第二主空气管道(38)，使得氧气从所述氧气管道(52)流入所述第二主空气管道(38)中。6.根据前述权利要求中任一项所述的竖炉(10)，其中，另外的燃烧喷枪(54)具有伸入所述烧制区(20)的第三穿透深度，所述第三穿透深度大于所述第一穿透深度且小于所述第二穿透深度，并且所述氧气管道(52)连接至具有所述第三穿透深度的至少一个燃烧喷枪(54)，使得氧气流入所述燃烧喷枪(54)中。7.根据权利要求4和6所述的竖炉(10)，其中，所述装置(50)构造为使得到达具有所述第二穿透深度的所述至少一个燃烧喷枪(34)的氧气量大于到达具有所述第三穿透深度的所述至少一个燃烧喷枪(54)的氧气量。8.一种用于烧制特别是含碳酸盐材料的竖炉(10)，所述竖炉包括：在所述材料的流动方向上的预加热区(18)、至少一个烧制区(20)、冷却区(22)和用于从所述竖炉(10)排出所述材料的出料口(26)，多个燃烧喷枪(32、34；54)，其伸入所述烧制区(20)中，其中，至少一个燃烧喷枪(32)具有伸入所述烧制区(20)的第一穿透深度，并且至少一个另外的燃烧喷枪(34)具有伸入所述烧制区(20)的第二穿透深度，所述第二穿透深度大于所述第一穿透深度，用于输送主焚烧空气的第一主空气管道(36)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉内斯，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：