在GGR竖炉中燃烧含碳材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种在具有交替作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井(12，14)的同向流

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在GGR竖炉中燃烧含碳材料的方法
[0001]本专利技术涉及一种在同向流
‑
逆流再生竖炉(GGR竖炉或PFCFR竖炉)中燃烧含碳材料的方法，还涉及一种GGR竖炉或PFR竖炉。
[0002]例如由2011/072894A1已知的这样的PFR竖炉具有两个竖直的平行的竖井，所述竖井循环地工作，其中，燃烧仅在一个竖井(相应的燃烧竖井)中进行，而另一个竖井作为再生竖井工作。氧化气体与材料和燃料以同向流被供给到燃烧竖井，其中，产生的热废气与从下方供给的被加热的冷却空气一起通过流转移通道(flow transfer channel)被导入废气竖井中，由此废气与材料逆流地向上导出并且材料在此过程中被预热。通常材料与氧化气体一起从上方被给入竖井中，其中燃料被喷入燃烧区中。
[0003]在每个竖井中，待燃烧的材料通常穿过用于预热材料的预热区、与预热区连接的燃烧材料的燃烧区以及与燃烧区连接的将冷却空气供给热材料的冷却区。
[0004]在周期(例如，持续10
‑
15分钟)期间，待燃烧的材料通过两个竖井上的排出装置被连续地排出。材料柱均匀地在竖井中下降。然后，炉被反转，使得先前作为燃烧竖井运行的竖井变成再生竖井，而先前作为再生竖井运行的竖井再变成燃烧竖井。
[0005]例如，这种PFR竖炉用具有高达大约3.3MJ/Nm3的热值的燃料气体来运行，其中具有小于6.6MJ/Nm3的热值的燃料气体在PFR竖炉的运行中带来显著的缺点。举例而言，在热值小于6.6MJ/Nm3的燃料气体中存在高比例的不可燃的组分。因此，在PFR竖炉的运行中产生相对较大量的燃料气体，这与燃烧空气和石灰冷却空气一起产生相对较大量的废气。相对较大量的废气包含不再能够被PFR竖炉的预热区中的石灰石床吸收的余热。因此，废气温度从大约100℃升高到大约300℃。
[0006]较高的废气温度和较高的废气体积导致较高的热损失，因此，与用天然气点火的PFR竖炉相比，当根据现有技术实体化的PFR竖炉用仅具有3.3MJ/Nm3热值的气体点火时，需要多出约20％的热能或燃料。
[0007]由于较大的废气体积，与天然气点火的PFR竖炉相比，根据现有技术实体化的PFR竖炉在用仅具有3.3MJ/Nm3热值的燃料气体运行时，压力损失增加大约35％。同样地，为了压缩燃料气体和工艺空气，将导致更高的电能需求。
[0008]EP 1 634 026 B1公开了一种方法，这种方法减少了上述缺点。然而，这种方法的缺点在于，其需要昂贵的大型热气体换热器，由于运行温度较高，热气体换热器也可能被灰尘堵塞。
[0009]基于此，本专利技术的目的在于提供一种用于操作PFR竖炉的方法，所述方法克服了上述缺点。
[0010]根据本专利技术，所述目的通过具有独立方法权利要求1的特征的一种方法和通过具有独立设备权利要求9的特征的一种设备来实现。有利的改进在从属权利要求中将是显而易见的。
[0011]根据第一方面，本专利技术包括一种在同向流
‑
逆流再生竖炉中燃烧和冷却材料(诸如碳酸盐岩)的方法，所述同向流
‑
逆流再生竖炉具有交替地作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井，其中所述材料流动通过预热区、至少一个燃烧区以及冷却区，到达材料出口。燃
料在预热区内或预热区上方被给入到相应的竖井中，从而使得燃料在进入燃烧区之前在预热区中被加热。在本文中，"预热区上方"应被理解为在材料的流动方向上的预热区的上游。优选地，燃料仅在预热区内或在预热区上方被供给。例如，燃料为具有小于6.6MJ/Nm3的热值的燃料气体(诸如，高炉气)。
[0012]这允许气体和温度在竖井中均匀分布，这种均匀分布是产生良好而统一的产品质量的前提。
[0013]用于燃烧和冷却材料(诸如碳酸盐岩)的同向流
‑
逆流再生竖炉具有至少两个竖井，竖井优选地彼此平行并且竖直地布置。竖井可交替地作为燃烧竖井和再生竖井运行，其中每个竖井在材料的流动方向上具有用于预热材料的预热区、用于燃烧材料的燃烧区域以及用于冷却材料的冷却区。每个竖井优选地具有用于使待燃烧的材料进入竖井中的材料入口，其中，所述材料入口尤其位于相应竖井的上端处，从而使所述材料在重力的作用下落入到相应的竖井中。例如，待燃烧的材料在与燃料进入相应竖井的入口相同的高度水平上供给。燃料入口布置在预热区的上方或预热区内。燃料供给尤其在预热区的上端进行，使得燃料(尤其是燃料气体)在进入到燃烧区之前完全通过整个预热区。
[0014]优选地，所述竖井通过气体通道以气体技术彼此连接，从而使得气体能够从一个竖井流动到另一个竖井。气体通道具有在两个竖井之间的流转移通道的功能。
[0015]待燃烧的材料尤其是石灰石或白云岩。
[0016]根据第一实施方式，氧化气体被给入到燃烧区中。优选地，氧化气体仅给入到燃烧区中而未给入到预热区中。用于引入氧化气体的装置尤其布置在燃烧区内。氧化气体(诸如，举例而言，空气、富氧空气或具有约80％氧气比例或几乎为纯氧气的含氧气体)优选地在预热区内、在燃烧区的入口处或在燃烧区内沿材料的流动方向被引入。根据另一实施方式，氧化气体通过多个喷枪(lance)被引入燃烧区中。举例而言，氧化气体通过喷枪被引入到相应竖井中，其中，这些喷枪尤其呈L形，彼此均匀地间隔开，并且从预热区延伸到燃烧区中，使得氧化气体优选地在预热区中的喷枪内被加热，并且在燃烧区中从喷枪排出。这提供了将氧化气体有针对性地引入燃烧区使燃料气体在燃烧区中燃烧的优点。
[0017]同样可以设想，氧化空气通过竖井壁中的至少一个或多个狭缝被引入竖井中。举例而言，这些狭缝基本上水平地，尤其是横向于材料流动方向而延伸。这些狭缝形成用于使氧化空气进入相应竖井中的入口，并且，例如，全部布置在相同的高度水平上并且尤其是彼此以均匀间隔布置。这种实施方式的优点在于，稀薄的帘状氧化气体流在竖井内壁上或竖井内壁附近向下在材料流动方向上流动，从而使燃料气体中的CO完全燃烧。上述喷枪可以作为狭缝的替代物或补充而设置。
[0018]优选地，在竖井内的多个位置处设置有用于使氧化气体进入的入口。举例而言，这些入口在竖井壁中的狭缝中实施或者作为喷枪实施。例如，此类入口设置在燃烧区内的在材料流动方向上彼此相继的多个位置上。同样可以设想，在预热区内设置入口，尤其是在预热区和燃烧区之间的边界处设置入口。
[0019]根据另一实施方式，燃料(尤其是燃料气体)具有小于6.6MJ/Nm3的热值，特别是1MJ/Nm3至7MJ/Nm3，优选地，2MJ/Nm3至4MJ/Nm3，最优选地，3.3MJ/Nm3的热值。
[0020]根据另一实施方式，在预热区和燃烧区之间的过渡部上或在预热区内或在燃烧区内布置有用于产生无待燃烧材料的气体体积的流阻器(flow resistance)，其中，氧化气体
被引入到无待燃烧材料的气体体积内。流阻器是例如横向于材料流动方向布置的梁(bar)。在梁的下方形成无待燃烧材料的气体体积，氧化气体被引入其中。这提供了将氧化气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在同向流
‑
逆流再生竖炉(10)中燃烧和冷却材料的方法，所述材料诸如碳酸盐岩，所述同向流
‑
逆流再生竖炉(10)具有交替地作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井(12，14)，其中所述材料流动通过预热区(32，34)、至少一个燃烧区(50，52)以及冷却区(60，62)到材料出口(24，26)，其特征在于，燃料被供给到所述预热区(32，34)内或所述预热区(32，34)上方，从而使所述燃料在进入所述燃烧区(50，52)之前在所述预热区(32，34)中被加热。2.根据权利要求1所述的方法，其中，氧化气体被给入到所述燃烧区(50，52)中。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述燃料具有小于6.6MJ/Nm3的热值，特别是1MJ/Nm3至7MJ/Nm3，优选地，2MJ/Nm3至4MJ/Nm3，最优选地，3.3MJ/Nm3的热值。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，氧化气体通过竖井壁中的多个喷枪(40，42)或狭缝被引入到所述燃烧区(50，52)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述预热区(32，34)和所述燃烧区(50，52)之间的过渡部上布置有流阻器(86，88)，用于产生无待燃烧材料的体积区域，并且所述氧化气体被引入所述区域中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述氧化气体被引入到围绕所述燃烧区(50，52)布置的环形空间(90，92)中，尤其是围绕位于所述预热区(32，34)与所述燃烧区(50，52)之间的过渡部布置的环形空间(90，92)中。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在燃烧周期(72)的时间长度上，相应竖井(12，14)作为燃烧竖井(12，14)运行，并且在燃烧周期(72)期间执行以下方法步骤：a.在燃料供给时间(74)的时间区间内，通过燃料入口(20，22)将燃料供给到所述燃烧竖井中，b.在预吹扫时间(76)内，通过所述燃料入口(20，22)将惰性气体供给到所述燃烧竖井中，c.在后续吹扫时间(78)内，通过所述燃料入口(20，22)将贫氧气体供给到所述燃烧竖井中，d.反转炉操作，其中所述燃烧竖井和再生竖井(12，14)的功能被反转。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述预吹扫时间(76)和/或所述后续吹扫时间(78)期间，氧化气体通过所述竖井壁中的喷枪(40，...

【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：