Шахтные или вращающиеся печи?

28.03.2018 0 Автор admin

Процесс обжига известняка осуществляется в шахтных или вращающихся печах. В шахтных печах следует обжигать только твердые породы, а во вращающихся допустим обжиг как твердых пород, так и шламов мягких пород, например, мела. При повышении температуры обжига реакция разложения карбоната кальция ускоряется, но при излишне высокой температуре возможен так называемый пережог, оказывающий негативное воздействие на качество продукта.

Так какой же тип печей для обжига известняка наиболее правильно применить в том или ином случае? Для того чтобы это понять, стоит разобрать детали технологического процесса с каждой из печей: шахтной и вращающейся.

Обжиг извести во вращающихся печах. Особенности теплообмена во вращающихся печах по сравнению с шахтными печами. Устройство печей, достоинства и недостатки их работы.

Вращающиеся печи длиной 30—100 м, диаметром 2—4 м, с углом наклона 3—4° и частотой вращения 0,5—1,2 об/мин. Удельная суточная производительность их достигает 500—700 кг/м3 в расчете на прямой объем обжигательного барабана. Производительность печей возрастает с увеличением их длины, и при этом расход топлива снижается.

Существуют различные способы для уменьшения расхода топлива на обжиг извести во вращающихся печах. Эти же меры пригодны для утилизации теплоты газов, выходящих из печей с температурой 750—800 °С. В частности, за печами ставят нагреватели, в которые направляют предназначенный для обжига кусковой материал. Отсюда с температурой 500—8000С он поступает во вращающуюся печь, а из нее в холодильник. При таком способе работы печи расход теплоты на обжиг снижается до 4600—5030 кДж/кг извести.

В качестве топлива сжигаемого непосредственно в барабане печи факелом, применяют мазут или газ. Для обжига извести не рекомендуется применять твердое пылевидное топливо с повышенным содержанием золы, поскольку зола осаживается на известняке и при высоких температурах образует легкоплавкие соединения, которые образуют настыли, нарушающие нормальную работу печи.

Известняк при движении по барабану проходит последовательно зоны сушки, подогрева до температуры 1123—1153 К (850— 880 °С), обжига и предварительного охлаждения. При обжиге плотных известняков зона сушки в печи отсутствует из-за малой влажности материала. Зона подогрева составляет обычно 50—70% длины печи, зона обжига равна 25—30%. Длина может регулироваться изменением длины факела горящего топлива. Далее из зоны обжига известь поступает в зону предварительного охлаждения, занимающую как правило около 5% длины печи. Окончательно охлаждение происходит в специальном холодильнике. Воздух, нагретый в холодильнике до 573—673 К (300—400 °С) остывшей известью, поступает в печь для горения топлива в качестве вторичного воздуха. Первичный воздух в количестве 15—20% от общего его расхода на горение подают через горелку. Для ускорения теплообмена в зоне подогрева устанавливают цепные и металлические ячейковые теплообменники. Можно также применять запечные теплообменники циклонного типа и в виде конвейерной решетки.

Теплообмен во вращающихся печах происходит по методу излучения, а в шахтных – методом конвекции. Во вращающихся печах — это связано с большей поверхностью теплообмена и с тем, что 3-х атомные газы (V2=VCO2+VH2O+VSO2}3-х атомные газы) способны достаточно хорошо передавать теплообмен излучением.

Преимущества вращающихся печей таковы: при длине 30-100 м и диаметре 1,8-3 м, производительность достигает 400 — 500 т/сут., что в 2-4 раза выше, чем у шахтных печей. Второе важнейшее технологическое преимущество обжига извести во вращающихся печах — малое время прохождения материала от места загрузки до выхода из печи, что обеспечивает оперативность управления процессом. Кроме того, вращающиеся печи обеспечивают компактность технологической схемы, позволяют автоматизировать процесс и снизить капитальные затраты на строительство цехов. Во вращающихся печах может быть получена известь высокого качества обжигом при средних и достаточно высоких температурах. Из-за малого времени пребывания материала в печи опасность пережога в них минимальна. При этом известь значительно более однородна по составу и содержит меньше примесей.

Достоинства вращающихся печей:
1) известь высокого качества;
2) использование любого сырья;
3) применение любого вида топлива;
4) получение любого вида извести (строительной, металлургической)

Недостатки:
1) большая металлоемкость;
2) большие капиталовложения;
3) значительный расход топлива (по сравнению с шахтными);
4) высокий расход электроэнергии (по сравнению с шахтными).

Резюме. Вращающиеся печи позволяют получать мягкообожженную известь высокого качества из мелкокускового известняка и из мягких карбонатных пород (мела, туфа, известняка-ракушечника), которые нельзя обжигать в шахтных печах из-за склонности этих материалов к “зависанию” в шахте, приводящему к нарушению технологии обжига.