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Fédération de Russie Patent RU2287496

PROCÉDÉ DE FABRICATION DE CHAUX ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE

PROCÉDÉ DE FABRICATION DE CHAUX ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE

Nom de l'inventeur: Ufimtsev Vladislav Mikhaïlovitch
Le nom du titulaire du brevet: État établissement d' enseignement de l' enseignement supérieur "Université technique Ural State - UPI"
Adresse de correspondance: 620002, Yekaterinburg, ul. Mira, 19, GOU Ural State Technical University, Centre de la Propriété Intellectuelle
Date de début du brevet: 27.04.2005

L'invention se rapporte à la production de matériaux de construction, à savoir: - à la production de chaux. En plus de l'industrie de la construction, il peut être utilisé dans les industries qui utilisent de la chaux comme utilisé pour la cuisson et d'autres produits. Le problème technique: une meilleure utilisation des matières premières à haute performance technique et économique du processus, y compris pour le milieu (jusqu'à 10 t / heure) et de petite taille (jusqu'à 1 t / h) la production. Procédé de production d'une calcination de la chaux de la fraction de calcaire 0-10 mm de la grille comprend la préparation du dosage de la pierre à chaux broyée et du coke par lots et par mélange et d'emballage de la charge résultante sur la grille, la charge d'allumage de l'allumage du combustible, sa cuisson ultérieure de cuisson et de tri des produits. Lors de la préparation de la taille la charge calcaire de particules fractionnées, chaque fraction est mélangé séparément avec 6-12 en poids.% De coke, une taille de particule de 0,3-0,6 calcaire de la fraction de taille moyenne et une fraction fine, de la poussière ressemblant, mélangé avec du coke, granulé pour granulométrie de 4-8 mm et placé sur le dessus de la couche de litière de grille, et le partage de charge réseau, et la fraction restante de la charge est placé en couches afin d'augmenter la taille vers le haut. Dispositif pour la mise en oeuvre du caractérisé par le procédé décrit.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à la production de matériaux de construction, à savoir : - à la production de chaux. En plus de l'industrie de la construction , il peut être utilisé dans d' autres industries qui utilisent de la chaux, mais aussi être utilisés pour d' autres produits de grillage.

Un procédé d'obtention de la chaux, réalisée par la cuisson dans une couche sur Spekatelnye (fritte) treillis (GG Oreshkin, Plotkin NE, Rudka AI tir continu de chaux au mélange de frittage. // Acier, 1959, №3, avec 0,197 à 203 [1]). Dans la préparation de la petite taille de taille calcaire de 0-10 mm sont mélangés avec la charge de coke fin ainsi obtenu, sont placés sur une bande mobile Spekatelnye treillis et enflammé par des dispositifs spéciaux - allumage four dans lequel le gaz est brûlé, moins d'huile de carburant. Sous l'influence du vide créé sous la grille, brûlant la zone se déplace de la surface du treillis de toile. Firing chaux entre en contact avec le coke calcaire de combustion. Au moment où la sortie de produit de la zone de cuisson de la bande atteint la grille. Parfois, dans le processus pour protéger les barreaux de la grille par fusion utilisée "litière" du produit au sol, une couche qui sépare la grille et la charge. Par exemple, lors de la cuisson du clinker de ciment, caractérisé par un procédé à température élevée (GS Valberg préparation de clinker de ciment à la grille de frittage. M:. Gosstroyizdat.1957, p.52 [2]) et ses produits sont soumis à un concassage et de tamisage, dans lequel la partie isolée le produit devant être utilisé comme litière.

L'inconvénient de cette technologie est l'utilisation obligatoire de charge d'allumage exclusivement du gaz ou du mazout. Un autre inconvénient - la mauvaise qualité de la chaux. La raison de cela est considéré, d'une part, les différences 2-5 fois dans la quantité de morceaux de calcaire dans le mélange. Deuxièmement, la faible capacité thermique de l'allumage, seulement 4% de la consommation totale de chaleur pour la combustion, ce qui provoque une faible température et les horizons courts de surface de cuisson, sont insuffisantes pour obtenir la chaux de haute qualité, en particulier de grande calcaire. De plus, presque aucune fraction de poussière comme du calcaire utilisé dans cette technologie, ce qui rend difficile à aspirer le gaz de remplissage des vides entre les plus gros morceaux de calcaire.

Il existe une méthode pour l'allumage de la grille d'agglomération, dans lequel la surface de la couche de mélange est placé une couche chauffée à une température d'inflammation du combustible solide à grains fins qui est ensuite mis à feu, V.N.Shulman. Le procédé de chauffage de la charge dans la préparation du minerai (agglomérat Sat Thèses "technologie d'agglomération hautement économique, fiable et d'équipements de haute performance Ekaterinburg .. 2001 s.61-62." [3]). C'est la charge pour l'utilisation de l'allumage du combustible solide.

Les inconvénients de cette méthode sont les suivantes:

- Le manque de prises de courant (15-20% de la consommation totale de chaleur dans le processus). Pour cette raison, la qualité du produit dans les horizons superficiels est faible;

- Formation avancée de l'allumage du carburant, apportant son échauffement dans des conditions excluant la présence d'air;

- Inadaptation de la méthode pour le gaz ou le carburant d'allumage du pétrole.

En outre, cette méthode utilise un frittage de dispositif (convoyeur) réseau à haute productivité horaire, telle que mesurée par des centaines de tonnes de produits, ce qui est inefficace pour petite et moyenne échelle.

Le problème technique résolu dans l'invention sont les suivants:

1. La mise au point d'un procédé qui permet:

- Obtenez la chaux de haute qualité quel que soit le carburant utilisé pour l'allumage;

- Pour assurer une utilisation complète du calcaire dans le processus, y compris la fraction de poussière ressemblant;

2. Développement de l'appareil, sur le plan technique et économique pour les petites, jusqu'à 1 tonne / heure, et la moyenne, jusqu'à 10 t / h, l'échelle de production.

processus de développement.

Le problème ci-dessus est résolu:

Dans l'étape de cuisson par lots. Le calcaire est préalablement soumise à un fractionnement et chaque fraction a été mélangé séparément avec 6-12% d'un combustible solide, une taille de particule de 0,3-0,6 de taille moyenne fraction de calcaire, et sa fraction de poussière analogue, mélangé avec du coke, humecté et granulé jusqu'à une taille granulaire 4-8 mm.

Au stade de chargement de la charge sur la grille.

Le tissu de matières vitrifiables en treillis est effectuée dans l'ordre suivant:

- La couche de litière sur les barreaux de grille sont chargés d'un matériau réfractaire tel que du quartz, dont le montant est supérieur à la valeur maximale de la pierre à chaux de 3-5 mm. Ceci permet de séparer les produits de la literie brûler avec un tamis et l'utilisation de la litière à plusieurs reprises;

- En haut des granulés de litière de granulés pulvérisés calcaire;

- La fraction restante de la charge est chargé dans les couches, afin d'augmenter la taille de la pièce à partir du bas vers le haut.

Dans l'allumage de la scène.

En ce qui concerne la quantité de coke devrait être de 60 à 100% en poids du combustible de la charge et la taille des particules du coke devrait être 1,1-1,3 fois plus grande que la taille moyenne d'une fraction importante de la pierre à chaux.

Dans le cas du gaz, sa combustion est effectuée dans un mode flare-couche, qui est une partie du gaz est brûlé au-dessus de la charge, et le reste - dans la charge de l'espace intergranulaire et la chaleur du gaz de combustion est de 60-100% de la chaleur des combustibles des matières premières.

Après la cuisson est terminée.

semis calcine à gronder avec la sortie de la literie pour la réutilisation.

La méthode d'essai expérimental a été effectué sur la fraction de calcaire 0-10 mm, en utilisant une installation semi-industrielle Spekatelnye avec un diamètre intérieur de la chambre de travail 400 et 500 mm de hauteur. Au bas de la chambre de travail est installée de grille métallique. Sur l'installation de gril couche empilée de grande taille (10-15 mm) réfractaire (quartz) avec une épaisseur de 150 mm, ce qui couches empilées sur le dessus de charge fractionnaire. La couche inférieure de 100 mm, a présenté des granulés de 4-8 mm de diamètre, obtenues par granulation fines 0-4 mm. La couche intermédiaire, 150 mm, le calcaire contenu 4-7 mm fraction diluée taille de coke 2,5-4 mm. La couche supérieure de 150 mm et est composée d'un mélange de calcaire 10/07 mm, 06/04 mm, avec du coke. La proportion de coke dans le mélange (batch) varie de 6 à 12%. Lot empilée sur la couche de surface du coke ayant une granulométrie de 11 à 13 mm, ce qui est mis à feu par des brûleurs à gaz. La consommation de gaz dans le contact ne dépasse pas 1% de la consommation totale de chaleur.

En plus du coke utilisé allumage du gaz d'allumage, qui est brûlé dans un mode fusée couche. La quantité totale de chaleur dans toutes les expériences était une constante - environ 175.000 kJ. Telle est la consommation spécifique d'énergie calorifique par unité de production est caractérisée par une constante. Dans ces conditions, la qualité du produit est un indicateur objectif de l'efficacité des modes de cuisson utilisés. L'excès de chaleur dans le processus, et comme il réduit l'inconvénient de taux. Dans le premier cas, le produit formé est chimiquement inactif, que l'on appelle «brûlé». Dans la seconde - dans le produit reste des matières premières underfired. Habituellement, il est présenté dans le noyau de calcaire des grains de chaux. Après l'expérience du produit a été isolé par un poids d'échantillon moyenne de 3 kg et a évalué la qualité des produits en conformité avec GOST 5331-63 "Le chaux de construction", qui fournit la définition du contenu chimique de calcium et de magnésium oxydes actifs (A,%) par titrage avec de l'acide chlorhydrique. En parallèle, le produit détermine la quantité de grains inassouvie (NC%), le plus souvent représentés par des grains nedozhega et brûlés, et qui dupliquer de manière fiable l'indice d'activité, à savoir les grains inassouvie - fait partie inactive du produit. Le tableau suivant présente des données sur les conditions des expériences et leurs résultats.

Lorsque le coke sur le prototype de test d'allumage 10, la quantité de coke était de 20% en poids du coke en tant que partie de la charge. Dans le cas d'allumage du gaz du mode du gaz brûlé au-dessus du lit et le reste du lot torche-couche, environ 40-60% brûlé dans l'espace intergranulaire de la couche de surface de la charge.

Selon les résultats présentés, il peut faire valoir que les conditions optimales du procédé de cuisson ne sont fournis que dans des expériences 1 et 9, qui a reçu le produit de la plus haute qualité. Dans d'autres expériences, nous avons étudié l'effet de:

- Le rapport des quantités de grains de coke et de calcaire dans le lot, ce qui détermine le mode de cuisson temps-température d'un horizon particulier, les expériences 1-3;

- Le rapport des tailles de particules de coke et de calcaire couche d'amorçage dans la couche de surface de la charge. L'écart par rapport à la température et l'heure optimale aggrave les conditions d'expériences d'allumage 4-5;

- Le rapport entre la masse et l'allumage de la charge de coke, qui détermine l'efficacité énergétique globale des tirs, des expériences 6 et 7.

Il a été établi que l'allumage correspondant au prototype, ne suffit pas pour garantir la qualité de la chaux, de l'expérience 8. La couche superficielle de l'activité de production par lots ne dépasse pas 30%. En même temps, l'horizon inférieur dans une prédominance de produits "brûlé" chimiquement inactif CaO, dont la présence dans la chaux de construction inacceptable. Contrairement aux options traditionnelles lorsque flare-couche d'allumage est une partie importante du combustible est brûlé directement dans l'environnement de matière brûlée, ce qui augmente le rendement des produits de haute qualité, expertise 10. Dans les expériences sur analogique (8) et le prototype (9) la qualité du produit ne répond pas aux exigences de la norme.

Les plages revendiquées des écarts dans les paramètres fournit un produit qui répond aux exigences de la norme dans toutes les expériences, à l'exception des 9 et, par conséquent, sont corrects.

Le résultat technique de la méthode développée est d'obtenir un produit de qualité sur la base des déchets, des projections de calcaire granulométrie de 0-10 mm avec un taux de chaleur réduite - environ 5000 kJ / kg de produit, qui est situé sur un des fours à cuve industriels, fonctionnant au gaz (saucisses VM La technologie des matériaux à tricoter - M: Stroyizdat [4], de p.79).. Cette réalisation est due à l'optimisation de la structure du grain de la charge par fractionnement, fractions couche d'ajustement de l'emplacement approprié et un rapport équilibré entre le processus de gravure thermique interne et externe, mais aussi augmenté par rapport à la performance prototype d'allumage en raison de 2-3 fois plus grande que dans l'art antérieur, la quantité de coke sur le contact. Dans le cas de l'allumage des gaz de combustion est l'efficacité améliorée du fait du côté du gaz combustible dans l'espace intergranulaire, ce qui dans le cas du mode d'allumage évasement couche.

L'utilisation de la literie élimine la perte du produit comme un échec par des intervalles de mezhkolosnikovye. Les particules de plus grande taille de la litière par rapport à la charge simplifie la séparation du produit et permet une réutilisation.

Développement de l'appareil. Connu installation avec une faible capacité de cuisson de frittage en suçant méthode (minerais Wegman EF et agglomérer concentrés M:.. Métallurgie, 1984. p.22 [5]). En contraste avec le réseau de transport discuté ci-dessus ayant un fonctionnement continu [1], l'appareil fonctionne dans un mode discontinu. Le cycle de fonctionnement comprend les étapes de base suivantes: préparation de la charge, le télécharger dans un bol, l'allumage, la cuisson de la charge et la décharge du produit. L'inconvénient de cette conception est une importante perte de temps associée à déchargement du produit et le rechargement de la charge de la chambre de travail. Ces pertes réduisent considérablement le rendement. En outre, il y a des pertes de chaleur dans la phase finale du processus de grillage, qui est perdue avec les gaz d'échappement sortant de l'atmosphère [5], p.27, ris.7g). A ce stade, dans leur composition prédomine air (90-95%) et peut être utilisé comme air secondaire dans la charge d'allumage.

Le problème technique résolu dans le présent dispositif est de fournir une installation à petite échelle en continu et une utilisation plus économique de la chaleur.

Ce but est atteint au moyen d'un dispositif comportant deux chambres de travail adjacentes fonctionnant en alternance, leurs cycles coïncident partiellement dans le temps, ce qui assure la continuité du processus de cuisson. Afin de réduire la perte de temps pour le chargement étape de traitement par lots et le déchargement du produit implique l'utilisation d'un élément supplémentaire - coupelle en métal résistant à la chaleur et ayant un passage pour le gaz à travers le fond perforé. Ces verres sont remplis au-delà de la chambre de traitement par lots, placé à l'intérieur des chambres de travail et de générer le tir. Après achèvement de la cuisson bécher contenant le produit est retiré de la chambre de travail et remplacé par un autre, qui est rempli avec la charge. chambres Shihtoprigotovlenie ont un tri commun et produit, et les matériaux et le système de transport commun, l'élimination des gaz d'échappement et le nettoyage de la poussière.

Le dessin montre un schéma du dispositif proposé. Il inclut le support calciné constitué de deux chambres de tir (1a, 1b) montée hermétiquement sur une chambre à vide (2a, 2b) et le contact four (3), qui peut être utilisé pour le coke et pour l'allumage de gaz. Pour réaliser la cuisson en utilisant le "verre" avec le fond perforé, en métal résistant à la chaleur sous la forme d'un cylindre ou d'un cône tronqué (4). Le système d'allumage des soupapes d'échange de gaz sont banc (5a, 5b et 6). Contenu en état de travail de verre représenté substyles de réfractaire (8) et la charge (9). Pour commander le processus de cuisson à l'aide d'un thermocouple (10a et 10b. A l'intérieur d'une chambre à vide, au centre, fixer les butées 11. Dans le conduit il y a un tube d'allumage de four supplémentaire 12 d'une soupape 13.

Le système, qui comprend l'unité de préparation de l'installation a la charge d'effectuer le dosage du coke et de calcaire, de mélange et de les charger dans un bécher. Déchargement de marchandises à partir de verre et de tri calcinât est effectué sur le site de déchargement et le tri. Les échanges gazeux dans le processus de torréfaction assure induit ventilateur de tirage, qui communique avec le support calciné de pyleulavitel à travers. Pour déplacer une partie de la charge sur l'ensemble noeud shihtopodgotovki stand de tir et d'évacuation du produit et dispositif de tri est utilisé pour le type de grue de transport moteur électrique (7).

Le dispositif fonctionne de la manière suivante:

1. Sur la préparation du site shihtopodgotovki une couche de verre 4 est chargé de "literie". Placé sur le dessus de la literie granulaire lot, puis des couches afin d'augmenter la taille, la fraction restante de la charge et une couche de bouchons de coke. Si le coke d'allumage du gaz ne charge pas.

2. Un verre rempli la charge par un dispositif de transport 7 est déplacé vers le support et ensemble calciné à l'intérieur de la chambre de cuisson 1a. De même, la préparation et la cellule de charge 1b. Outre le stand shihtopodgotovki équipent deux tasses.

3. L'allumage four 3 est situé dans le compartiment 1a combustion, la soupape 5a ouvert et comprennent induit ventilateur de tirage. Ainsi, la buse d'air 12 à travers la vanne 13 et pénètre dans le four d'allumage, et la charge est filtrée à travers le fond perforé de la vitre et dans la chambre à vide 2a, puis à travers la vanne 5 et pénètre dans le conduit de gaz, puis à travers pyleochistitel exhausteur - atmosphère. Allumez le gaz et allumer le mélange gaz-air, qui à son tour allume la charge de coke sur la surface.

Lors de l'utilisation du gaz après l'allumage du mélange de gaz d'allumage et le débit d'air est augmenté à un niveau optimal, et dans ce mode, la cuisson est effectuée à la moitié supérieure de la couche de charge. Au bout d'environ la moitié de la période de grillage est coupée l'alimentation en gaz et le processus de cuisson se poursuit en utilisant la chaleur provenant du refroidissement des horizons de surface du produit.

4. Après avoir atteint le niveau de la température des gaz de fumée de 200 à 250 ° C 5a vanne est fermée. En même temps, la soupape de commutation 6 dans la chambre à vide 2a et ouvrir le clapet 5b. Dans le même temps, et réorganiser l'allumage four 3 à la chambre 1b de travail et commencer à traiter dans le contact, qui est, inclure la fourniture de gaz et de mélange gaz-air inflammable. L'air dans le four d'allumage passe à l'état chauffé, qui est fourni quand il est filtré à travers une couche de produit de couchage et de la chaleur de régénération provenant du refroidissement des horizons inférieurs du produit. Le procédé est réalisé selon les revendications 3, 4, 5.

5. Le verre de la nourriture de combustion est retiré de la chambre de traitement par l'intermédiaire d'une grue 1a c 7 et transportés vers le déchargement et l'unité de tri. Contenu du bécher aux din de tri tamis. remplacement réfractaire recyclée dans le verre, ce qui, à la suite de l'opération est déplacé dans la shihtoprigotovleniya du support. Les produits finis zatarivatsya et envoyés à l'entrepôt.

6. Dans la chambre de traitement 1a à nouveau fixé un verre rempli de la charge - l'un des deux back-up, prêt à défendre shihtoprigotovleniya plus tôt. Cette opération complète le processus du cycle de travail.

Mode Température de cuisson implique le processus température de 1400 à 1500 ° C, ce qui durcit les conditions opération de coupe, l'un des principaux éléments du système. À long terme et un fonctionnement fiable de cette conception peuvent être obtenus en utilisant des aciers coûteux-très élevés. A titre d'alternative à cette solution coûteuse proposé d'installer la surface latérale du verre, constitué d'un boîtier classique en métal résistant à la chaleur d'un matériau différent de conductivité thermique élevée, tel que le cuivre, dont la surface extérieure des nervures (protubérances) à section carrée, qui augmentent la surface de transfert de chaleur et d'améliorer simultanément la rigidité de la conception de verre. Selon les données publiées la zone de combustion a une épaisseur de 20-30 mm (agglomération de matériaux de minerai publication scientifique / Korotych VI Frolov Yu, Bezdezhskih GN Ekaterinburg. HPE «Ural State Technical University SEI», 2003. p.6 [6]). Cuivre sur le boîtier en verre assurent un transfert de chaleur depuis la zone à haute température et sa redistribution sur la surface de l'enveloppe, ce qui évite une surchauffe de la partie de cylindre, qui est la charge actuellement zone de combustion, qui est la portion maximale de la température. La forme des lunettes, sous la forme d'un rétrécissement tronconique représente 20 à 25% de calcaire, se produisant lors de la cuisson. Il est généralement connu que la capacité portante des métaux à haute température est considérablement réduite. Par conséquent, dans la chambre à vide au centre de l'installation d'éléments résistants verticaux de la section tubulaire, dont le but est de prendre la charge de la masse de verre pour charger et pour empêcher la déformation du fond perforé d'un verre lors de son échauffement à l'étape finale du processus de torréfaction. La section tubulaire de la butée permet une plus grande surface efficace avec une consommation minimale de métal.

Le résultat technique obtenu en utilisant cette conception est d'assurer la continuité du processus de mise à feu et d'accroître sa productivité, a réalisé cycles recouvrement partiel des deux chambres adjacentes, comme le refroidissement du produit dans le procédé de l'une d'elles est alignée dans le temps avec l'allumage de la charge à l'autre. En même temps, permet l'utilisation de la chaleur perdue, en leur fournissant d'une chambre à la charge d'allumage dans la chambre de travail adjacente. En outre, l'utilisation de lunettes pour le chargement et le déchargement de la matière pour éviter la perte de temps lors des opérations auxiliaires.

effet économique de ce développement, comprenant un procédé et un appareil est la capacité de façon significative, au moins 1,5-2 fois, ce qui réduit le coût du produit de chaux de haute qualité obtenue sur les plantes avec de petits volumes de production à moyen et à l'aide de la forme la moins chère des projections de calcaire premières . La technologie de procédé développé permet la possibilité d'une automatisation partielle ou complète du processus de cuisson.

REVENDICATIONS

1. Un procédé pour la production de fractions de chaux par calcination du calcaire 0-10 mm grille comprenant lot préparation distribution calcaire concassé et du coke et en agitant, et l'empilage du mélange résultant sur la grille, la charge d'allumage du combustible enflammé et sa calcination ultérieure tri calcine, caractérisé en ce que dans la préparation de la taille des particules de calcaire chargé fractionnés, chaque fraction est mélangé séparément avec 6-12 en poids.% de coke, une taille de particule de 0,3-0,6 fraction de calcaire de taille moyenne et une fraction fine, de la poussière ressemblant, mélangé avec du coke granulée à la taille du grain de 4-8 mm et placé sur le dessus de la couche de litière de grille, et le partage de charge réseau, et la fraction restante de la charge est placée dans des couches afin d'augmenter la taille vers le haut.

2. Procédé de production de chaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le combustible utilisé dans le coke de contact prévue sur la surface de la charge, la quantité de coke pour l'allumage est de 50 à 100% en masse de coke, qui est une partie de la charge et de la taille du coke particulaire utilisé pour son allumage à 1,1-1,3 fois plus grande que la plus grande valeur des particules de calcaire dans le lot.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que la charge d'allumage utilisé comme combustible de gaz qui est brûlé partiellement au-dessus de la couche de la charge, et le reste - dans la couche de l'espace intergranulaire.

4. Installation pour réaliser le procédé de production de chaux selon l'une quelconque des revendications 1-3, caractérisé en ce qu 'il comprend un ensemble support calciné chargement par lots et de préparation comprenant deux chambres de travail grille monté au-dessus des chambres à vide, la corne incendiaire exhausteur , précipitateur système de conduits de fumée, des dispositifs de commande et des soupapes de commande, des moyens pour transporter la charge et le produit, chacune des deux chambres de travail à travers les chambres d'aspiration et la vanne communiquées individuellement avec le ventilateur d'échappement et en outre à travers un conduit commun séparé avec vanne à trois voies, avec un four d'allumage de l'air, et pour charger stand dans la chambre de travail, le tir et le déchargement de ces produits utiliser un réfractaire tasses en métal dans une forme cylindrique ou un cône tronqué avec un fond perforé.

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque coupelle présente une enveloppe extérieure en cuivre avec des nervures de renforcement, et une chambre à vide en verre au centre d'une section tubulaire de l'organe de butée qui accepte la masse de charge avec le verre pendant la cuisson.

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Date de publication 17.01.2007gg