平行流蓄热式立窑和用于煅烧碳酸盐岩的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在具有两个竖井(12)的平行流蓄热式立窑(10)中煅烧和冷却诸如碳酸盐岩等材料的方法，所述两个竖井交替地作为煅烧竖井和蓄热竖井运行，其中，所述材料流动通过预热区(28)、至少一个煅烧区(36)和冷却区(42)直至材料出口(20、76)，其中，至少一种气流被高压风机(54a

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平行流蓄热式立窑和用于煅烧碳酸盐岩的方法


[0001]本专利技术涉及一种平行流蓄热式立窑(PFR立窑)，并且还涉及一种采用带高压风机的PFR立窑对诸如碳酸盐岩等材料进行煅烧和冷却的方法。

技术介绍

[0002]在PFR立窑中煅烧碳酸盐岩已有约60年的历史。例如，从WO2011/072894A1中已知的这种PFR立窑具有两个竖直的平行竖井，两个竖井循环运行，仅在一个竖井(相应的煅烧竖井)中进行煅烧，而另一个竖井作为蓄热竖井运行。向煅烧竖井供给与材料和燃料平行流动的氧化气体，并且由此产生的热废气与从下方供给的经加热的冷却空气一起经由溢出通道引导到废气竖井中，在那里，废气以与材料逆流的方式向上引导，同时在该工艺中材料被预热。材料通常与氧化气体一起从上方装入竖井，同时将燃料注入煅烧区中。
[0003]在每个竖井中，用于煅烧的材料通常经过用于预热材料的预热区、在其中煅烧材料的下游煅烧区和在其中将冷却空气供给至热材料的下游冷却区。
[0004]工艺气体(诸如燃料气体、冷却空气和助燃空气)例如通常在300至400mbar的压力下引入至煅烧竖井中。这种输送压力目前是通过旋转式鼓风机或螺杆式压缩机产生的，这些装置的效率约为60％至70％。旋转式鼓风机或螺杆式压缩机特别具有显著优势，即它们提供与转速严格成比例并且作为反压力的函数变化很小的空气量。另一个优势是，在变换到另一个炉窑竖井之前，空气能够流出到周围环境中，从而降低了旋转式鼓风机或螺杆式压缩机的功耗。缺点是效率低。例如，特别是当使用具有低热值的燃料气体(诸如高炉废气)时，需要压缩的体积流很大。工艺气体的压缩非常耗能，并且人们正在努力降低PFR立窑的功耗。

技术实现思路

[0005]在此基础上，本专利技术的目的在于提供一种PFR立窑和一种用于通过PFR立窑来煅烧碳酸盐岩的方法，与已知的PFR立窑和用于通过PFR立窑来煅烧碳酸盐岩的方法相比，工艺气体压缩的能量需求更低。
[0006]根据本专利技术，该目的通过具有独立方法权利要求1的特征的设备和通过具有独立设备权利要求8的特征的方法来实现。有利的改进从从属权利要求中显而易见。
[0007]根据第一方面，本专利技术包括一种用于在具有两个竖井的平行流蓄热式立窑中煅烧和冷却诸如碳酸盐岩等材料的方法，两个竖井交替地作为煅烧竖井和蓄热竖井运行，其中，材料通过预热区、至少一个煅烧区和冷却区流动至产物出口。至少一气流通过高压风机压缩并且引入至平行流蓄热式立窑中。
[0008]平行流蓄热式立窑具有至少两个立窑，优选地，至少两个立窑彼此平行地且竖直地设置。竖井可交替地作为煅烧竖井和蓄热竖井运行，并且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、用于煅烧材料的煅烧区和用于冷却材料的冷却区。每个竖井优选地具有让用于煅烧的材料进入竖井的材料入口，材料入口更具体地位于相应的竖井的
上端，使得材料通过重力落入相应的竖井中。
[0009]燃料例如包括燃料气体，诸如高炉煤气，其具有小于6.6MJ/Nm3的热值，或者包括天然气。燃料装入例如相应的竖井的预热区或煅烧区中。
[0010]根据本专利技术，供给至竖井、更具体地煅烧竖井的气流通过一个或多个高压风机被压缩。优选地，高压风机包括构造为将气流压缩至约300mbar至500mbar、更具体地400mbar的压力的风机。优选地，高压风机构造为轴流式风机或径流式风机，轴流式风机或径流式风机具有叶轮，通过该叶轮，能够轴向或径向地发生流动，叶轮优选在壳体中旋转。高压风机的速度优选通过连接至风机的变频器来调节。不同于诸如旋转式鼓风机等传统的压缩机，例如，高压压缩机包括不具有线性轮廓的特性线、更具体地压力
‑
体积特性线或功率曲线。
[0011]与替代压缩机相比，这种高压风机提供功耗极低的优势，同时能够可靠地在竖井中产生约400mbar的正压。本专利技术基于这样的发现，即，即使在对煅烧竖井和蓄热竖井的功能进行切换的切换过程中，高压风机也提供足够的运行可靠性，并且在切换过程的情况下，确保作为煅烧竖井运行的竖井中的足够的压降。
[0012]根据第一实施例，通过一个或多个高压风机压缩的气流包括：引入至冷却区中的冷却空气流；引入至预热区和/或煅烧区中的助燃空气流；和/或引入至预热区和/或煅烧区中的燃料气流。同样可以想到的是，通过一个或多个高压风机来压缩冷却空气流，该冷却空气流沿着竖井的外壁被引导优选通过煅烧区的耐火管路的下部。
[0013]优选地，每个竖井具有多个燃烧器喷管，其延伸到预热区并且更具体地延伸到相应的竖井的煅烧区并且用于引导例如燃料气体和/或氧化气体，诸如空气或富氧空气或纯氧。
[0014]根据另一实施例，为了在竖井作为煅烧竖井的运行和竖井作为蓄热竖井的运行之间进行切换，优选地，至少进行以下方法步骤：
[0015]a.结束将燃料供给至作为煅烧竖井运行的竖井，和
[0016]b.将高压风机的速度降低不超过50％至65％，和/或关闭高压风机和竖井之间的关闭设施，使得通过相应的高压风机压缩的气流很少或没有进入竖井。
[0017]c.将燃料供给至两个竖井中的另一个竖井中。两个竖井中的另一个竖井是指步骤a.中，未作为煅烧竖井运行的竖井、优选地在切换之前作为蓄热竖井运行的竖井。
[0018]根据专利技术人的发现，高压风机的速度降低不超过50％至65％已经足以在不对平行流蓄热式立窑造成正压损伤的情况下，使在竖井作为煅烧竖井的运行和作为蓄热竖井的运行之间的切换过程成为可能。优选地，步骤a.和b.大致同时进行。
[0019]关闭设施包括例如活门或阀门，关闭设施的构造优选使得在关闭位置，其减少或完全防止气体从相应的高压风机流动至竖井中。此外，在关闭设施的关闭位置，减少或完全防止高压风机与周围环境之间的气流。在切换过程期间，优选地，不打开通向竖井的助燃空气管道和/或冷却空气管道中的减压设施，诸如活门或阀门，以便让助燃空气或冷却空气排出到周围环境中。结果，防止石灰粉尘泄出到环境空气中。
[0020]关闭设施的关闭能够快速有效地降低竖井内的压力，从而能够在竖井作为煅烧竖井的运行和作为蓄热竖井的运行之间快速切换。优选地，关闭设施关闭为使得通过高压风机引入到竖井中的气流降低至少约50％至65％。
[0021]优选地，方法步骤b.中高压风机的速度的降低在约10至30秒、更具体地为20秒的
时间间隔内发生。在该时间间隔之后，高压风机优选地以降低的速度运行。
[0022]在方法步骤b.中关闭设施的关闭优选地在约1至5秒、更具体地3秒的时间段内发生。在关闭设施关闭时，高压风机的速度优选不降低或仅略微降低，诸如降低约10％至30％。
[0023]根据另一实施例，为了在竖井作为煅烧竖井的运行和竖井作为蓄热竖井的运行之间切换，至少进行以下方法步骤：
[0024]a.结束将燃料供给至作为煅烧竖井运行的竖井，
[0025]b.通过设置在相应的高压风机中的旋流调整器来减少高压风机的气体量，
[0026]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】1.一种用于在具有两个竖井(12)的平行流蓄热式立窑(10)中煅烧和冷却诸如碳酸盐岩等材料的方法，所述两个竖井交替地作为煅烧竖井和蓄热竖井运行，其中，所述材料流动通过预热区(28)、至少一个煅烧区(36)和冷却区(42)直至产物出口(20、76)，其特征在于至少一种气流被高压风机(54a
‑
c)压缩并引入至所述平行流蓄热式立窑(10)中，其中，所述高压风机(54a
‑
c)构造为轴流式风机或径流式风机，所述轴流式风机或径流式风机具有叶轮，通过所述叶轮，轴向或径向地发生流动。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述气流包括：引入至所述冷却区(42)的冷却空气流；引入至所述预热区(28)和/或所述煅烧区(36)的助燃空气流；和/或引入至所述预热区(28)和/或所述煅烧区的燃料气流。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了在所述竖井(12)作为煅烧竖井的运行和所述竖井(12)作为蓄热竖井的运行之间切换，至少进行以下方法步骤：a.结束将燃料供给至作为煅烧竖井运行的所述竖井(12)中，b.将高压风机(54a
‑
c)的速度降低不超过50％至65％，和/或关闭所述高压风机(54a
‑
c)和所述竖井(12)之间的关闭设施(57)，使得通过相应的所述高压风机压缩的所述气流很少或没有进入所述竖井(12)，和c.将燃料供给至两个所述竖井(12)的另一个竖井中。4.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，为了在所述竖井(12)作为煅烧竖井的运行和所述竖井(12)作为蓄热竖井的运行之间切换，至少进行以下方法步骤：a.结束将燃料供给至作为煅烧竖井运行的所述竖井(12)中，b.通过设置在相应的所述高压风机(54a
‑
c)中的旋流调整器(53)，来减少到达所述高压风机(54a
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c)的气体量，c.关闭所述高压风机(54a
‑
c)和所述竖井(12)之间的关闭设施(57a
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e)，使得通过相应的所述高压风机(54a
‑
c)压缩的气流很少或没有进入所述竖井(12)，d.打开设置在所述高压风机(54ac)下游的释放阀门(49)，以让通过所述高压风机(54ac)压缩的气体从所述管道中排出，和e.将燃料供给至所述两个竖井(12)的另一个竖井中。5.如权利要求3或4所述的方法，其中，在步骤b)之后或与步骤b)同时地，增大废气风机(55c)的速度，以用于将所述废气输送至所述平行流蓄热式立窑(10)之外。6.如权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，在增大所述废气风机(55c)的速度的步骤b之后，打开废气管道(70)中的废气关闭设施(71)，以将废气从作为煅烧竖井运行的所述竖井(12)中导出。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过排放系统(75)将煅烧后的材料从所述平行流蓄热式立窑(10)中排放出，并且其中，所述排放系统具有产物出口(20)并且在其下游具有带另外的产物出口(76)的缓冲储存器(74)，并且其中，在所述竖井(12)作为煅烧竖井运行期间，所述材料从所述平行流蓄热式立窑(10)中连续地排放出，并且在所述竖井(12)作为煅烧竖井的运行和所述竖井(12)作为蓄热竖井的运行之间进行切换期间，没有材料从所述平行流蓄热式立窑(10)中排放。8.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，确定所述竖井(12)内的压力，并且其
中，如果所述压力低于预定极限值，则打开产物出口(20)，以让煅烧后的材料从作为煅烧竖井运行的所述竖井(12)中排出。9.一种用于煅烧和冷却诸如碳酸盐岩等材料的平行流蓄热式立窑(10)，其具有能够交替地作为煅烧竖井和作为蓄热竖井运行的两个竖井(12)，其中，每个所述竖井(12)具有在所述材料的流动方...

【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蒂森克虏伯工业解决方案股份公司，
类型：发明
国别省市：