Способ управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтной печи

,1044932 П 9 В 1/08 р С. 05 ИЯ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ з г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54)(57) 1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯПРОЦЕССОМ ОБЖИГА КАРБОНАТНОГО СЫРЬВ ШАХТНОЙ ПЕЧИ на газообразном илжидком топливе с расположенными покрайней мере в два яруса горелками, путем подачи топлива и воздухав печь в ависимости от количестваобкигаемо о материала и периодического перераспределения топлива и воздуха между ярусами и отдельными горелками в пределах общих ра ходов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения расхо топлива на обжиг, повышения равномерности и степени обжига за счет более равномерного распределения теплового потока по объему печи, длительность периодов подачи топлива и воздуха корректируют в зави симости от изменения состава отходящего печного газа, а соотношение расходов максимального и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусов в течение отдельного периода устанавливают в зависимости от,числа ярусов.1044932 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что соотношенис р сходов воздуха и топлива по горе:и ам при минимальном расходе Изобретение относится к способамуправления процессом обжига карбонатного сырья в шахтных печах, работающих на газообразном или жидкомтопливе, и может найти применение 5в химической промышленности.Известен способ управления процессом обжига извести в шахтной печи,в которой горелки расположены внесколько ярусов по высоте печи . 10работающей на жидком топливе, вводимом одновременно с воздухом. Количество его составляет минимум 454от воздуха, необходимого для полногосгорания топлива. Топливо подаютимпульсами в горелки, размещенныена периферии, при этом в верхнийярус его подают в течение более длительного времени, чем на остальныеяруса, и с большим количеством воздуха по отношению к топливу Г 1 1,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяспособ управления процессом обжигакарбонатного сырья в шахтной печипо газообразном или жидком топливес расположенными в два яруса горелками, путем подачи топлива и воздуха в печь в зависимости от количества обжигаемого материала и периодического перераспрецеления междуярусами и отдельными горелками впределах общих расходов Г 2 3Недостатком известного способаявляется снижение равномерности обжига карбонатного сырья и повышение 35расхода топлива на обжиг при изменении гранулометрического составакускового материала, загружаемого впечь, или изменении нагрузок печи.Наличие значительной доли мелких 4 Офракций в карбонатном сырье приводитк ухудыению условий перемешиваниягаза с воздухом и неравномерностираспределения газовоэдушной смесив объеме шахты, что в свою очередь,вызывает увеличение потерь теплаот химического недожога топлива,падение концентрации двуокиси углеро-.да С 02 в печном газе, уменьшениедоли полезно затраченного теплана обжиг. В случае же изменения нагрузок Йечи по перерабатываемомукарбонатному сырью с соответствующим изменением расходов газа 11 происходит изменение структуры газо55 топлива устанавливают в пределах0,1-0,6, а при максимальном расходе0,5-0,8 от теоретически необходимогозначения для полного сжигания топлйва. вого потока в объеме печи, что также влечет за собой соответствующее ухудшение качества извести печного газа и перерасхода топлива.Изменение только скороати подачи газообразного топлива и частоты включения горелок беэ учета полноты сжигания топлива не решает проблемы равномерности обжига при нестабильном составе карбонатного сырья (по Фракциям )и неритмичных нагрузках.При этом объективнап оценка качестна обожженного сырья может быть осуществлена лишь после его выгрузки т.е. по истечении 10-12 ч после обжига конкретной порции сырья 1 с учетом времени на выполнение анализа извести .Цель изобретения - уменьшение расхода топлива на обжиг карбонатного сырья неоднородного гранулометрического состава, а также повышение равномерности и степени обжига эа счет более равномерного распределения теплового потока по,объему печи.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтной печи на газообразном или жидком топливе с расположенными по крайней мере в два яруса горелками путем подачи топлива и воздуха в печь в зависимости от количества обжигаемого материала и периодического перераспределения топлива и воздуха между ярусами и отдельными горелками в пределах общих расходов, длительность периодов подачи топлива и воздуха корректируют в зависимости от изменения состава отходящего печного газа, 1а соотношение расходов максимального и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусов в течение отдельного периода устанавливают в зависимости от числа ярусов. Гри этом соотношение расходов воздуха и топлива по горелкам при минимальном расходе топлива устанавливают в пределах 0,1-0,6 от теоретически необходимого значения для полного сжигания топлива, а при максимальном расходе - 0,5-0,8 от теоретической величины.25 Предлагаемый способ осуществляютслелукщим образом.В шахтную печь, загружаемую карбонатным сырьем, подают топливо,например газ или мазут, и воздухна горение в заданном соотношении.Топливо и воздух вводят через горелки, расположенные в два или, несколько ярусов по высоте шахты в количестве, зависящем от количества обжигаемого материала. При этом подачу топлива и воздуха периодически перераспределяют между ярусами и отдельными горелками в пределах общих расходовВ верхней части печи отбирают печ ной газ, по результатам анализа которого (известными методами )определяют величину удельного топлива путем подстановки данных анализа вформализованное выражение, характеризующее полноту сжигания топливаи качество обжига продукта. По этомуформализованному показателю корректируют длительность периодов подачи,топлива и воздуха к горелкам.Соотношение расходов максимального и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусовв течение отдельного периода устанавливают в зависимости отчислаярусов горелок.Установлено, что наиболее рациональным соотношением подач воздухаи топлива к горелкам при минимальном расходе топлива является соотношение в пределах 0,1-0,6 от теоретически необходимого количествадля полного сжигания топлива, апри максимальном - 0,5-0,8 от теоретической величины,Необходимость в коррекции длительности периодов по составу печного газа возникает практическипостоянно и определяется целым рядомфакторов: нагрузкой печи, гранулсметРическим составом сыРья, Расстоянием между ярусами горелок. Для пояснения влияния частоты изменениярасходов газа и воздуха в горелкахна показатели процесса, обусловившие выбор состава отходящего печногогаза в качестве параметра управле"ния, рассмотрим работу печи с двумя,ярусами горелок по высоте шахты, вкоторую подают топливо и воздух с.,периодически изменяющимися расходамипо ярусам, причем эти расходы меняются таким образом, что если на одномиз ярусов минимальный расход, тона другом - максимальный. От каждого из ярусов горелок вверх по шахтедвижется газовый поток переменной ин тенсивности ( как бы волнами ), соответствующий то возрастанию величинытопливной составляющей, то убываниюее. При.этом газовый поток от нижнегояруса при подходе к верхнему ярусу . 65 горелок будет объединяться с аналогичным газовым потоком переменной интенсивности верхне-о яруса. Наилучшее усреднение состава газов в слое ма-, териала вьиае верхнего яруса горелок будет происходить при сдвиге Фаз (в момент встречи потоков нижнего и верхнего ярусов на уровне верхнего яруса ) на 180 О, т.е. когда возросший газовый поток от нижнего яруса будет объединяться с уменьшенным газовым потоком от верхнего яруса горелок, и наоборот.Прн оптимальной длительности периодов подач топлива и воздуха будет получен печной газ наиболее высокогокачества (с высоким содержанием СО и малым содержанием горючих компо 2 нентов ), а следовательно, будет достигнут наиболее полный и равномерный обжиг материала при минимальных потерях тепла.На чертеже изображена система автоматического управления, реализующая предлагаемый способ.Топливо и первичный воздух на горение подают в шахтную печь 1 на уровне нижнего и верхнего ярусов горелок, вторичный воздух подают через низ печи 1.Общий расход топлива в печь стабилизируют с помощью подсистемы 2, а расход воздуха - с помощью подсистемы 3, причем соотношение этих расходов устанавливают путем соответствующей настройки блока 4 умножения на заданный коэффициент. Управление расходами топлива и воздуха по ярусам осуществляют с помощью подсистемы 5-8 управления подачей топлива и воздуха, задание которым формируется командным регулятором 9 в зависимости от состава отходящего газа, определяемого газоанализатором 10, который воздействует на регулятор 9 через регулятор 11 формирования корректирующего сигнала.Задание соотношений расходов топлива - первичный. воздух на ярусы горелок осуществляют с помощью блоков 12 и 13 умножения на заданный коэФФициентВ процессе работы при ухудшении состава отходящего газа с помощью регулятора 11, на который воздействует газоанализатор 10, будет сформирован корректирующий сигнал командному регулятору 9, который воздействуя на подсистемы 5-8 (изменяя период подачи топлива и первичного воздуха ), позволит стабилизировать состав отходящего газа, т.е. восстановить оптимальный режим работы печи. Общий же расход топлива и воздуха в печь, определяемый количеством обжигаемого материала, останется благодаря подсистемам 2 и 3 постоянным.1044932 Составитель Р,КлейманРедактор Н.Стащишина Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Повх Заказ 7512/36 Тираж б 15 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал, ППП Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Дойолнительный эффект в этом случае может быть получен эа счет. изменения соотношения между расходами воздуха и газа на верхнем ярусе соответственно до 7,5, а на нижнем ,ярусе - до 2,5.Преимущество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в повьаинии равномерности и степени обжига карбонатного сырья неоднородного гранулометрического состава при неоднородных нагрузках печи по обжигаемому материалу, а также в снижении удельного расхода условного топлива. Кроме того,предлагаемый способ позволяет сни-.зить расход топлива на 7,3 кг/тизвести эа счет уменьшения перерасхода топлива с химическим недожи гом. При этом степень обжига известиповысится до 98,3 мас,Ъ за счетчего расход 100-го карбонатакальция снизится на 28 кг/т обожженного продукта. Производитель 10 ность известковой печи повыситсяна 4,7 и значительно уменьшитсяколичество вредных газовых выбросов в атмосферу.