Обжиг известняка в шахтных печах на газообразном топливе.

Для того чтобы газообразное топливо полностью сгорело, необходимо обеспечить хорошее перемешивание его с достаточным количеством воздуха и минимальную температуру для воспла­менения. В зависимости от типа системы ввода природного газа в шахтную печь и конструкции горелочных устройств эти условия удовлетворяются разными способами.

Периферийная диффузионная горелка, широко применяемая в шахтных печах, представляет собой отрезок тру­бы диаметром 25—40 мм с соплом 2 на конце, вставленный в прямоугольное отверстие в футеровке 3 шахты.

При наличии в шихте значительного количества мелочи усло­вия смешения газа и воздуха ухудшаются и часть газа не успе­вает выгореть в зоне обжига. Попадая в зону с температурой ниже 700°С (зона подогрева), газ даже при образовании газо­воздушной смеси не сгорает и выбрасывается дымососом в ат­мосферу.

Периферийные диффузионные горелки самостоятельно приме­няются лишь в шахтных печах щелевидного или эллипсного се­чения с размером одной из сторон не более 1,6 м. При этом не­обходимо использовать сырье с отношением размера мелких кусков к крупным не более 1 : 1,6.

Для ввода газообразного топлива в центральную часть шах­ты широко применяют диффузионные горелки в виде водоохлаждаемых балок.

Вода поступает в балочную горелку через патрубок 7 с тем­пературой 10—15°С, а выходит через патрубок 1 с температурой 60° С.

Газ и первичный воздух выходят через сопло 3 и патрубки 4 в подбалочное пространство, где они смешиваются и газ частично сгорает. Основная же масса выходящего из горелки газа перемешивается со вторичным воздухом, двигаясь в меж кусковом пространстве шахты, ввиду чего процесс выгорания (газа растягивается по высоте шахты на 2,5—3 м.

Балочная горелка позволяет пропустить 400—600 при­родного газа при давлении 0,2—0,5 кГ/ и 1000—1500 воз­духа при потере напора 40 мм вод. ст. Для ее охлаждения тре­буется от 2 до 5 воды. Потери тепла с охлаждающей водой достигают 10% от общего расхода тепла на единицу продукции.

Применение воды в балке делает горелку опасной в эксплуа­тации. Для предотвращения несчастных случаев в патрубке 1 на выходе воды из балки установлен манометрический термометр ТС-100, подключенный к сигнальной и предохранительной (кла­пан отсечки газа) аппаратуре.

Центральная (подовая) газовая горелка состоит из стального пирамидального корпуса 7, в который по отдельным трубопроводам 3 и 1 подается природный газ (в камеру 4) и ре­циркуляционный газ (в камеру 5). Природный и рециркуляцион­ный газы выходят через щели 2 под пирамидальный козырек 6 и перемешиваются под ним, после чего образованная смесь вы­ходит в зону охлаждения шахтной печи.

Смесь газов, поднимаясь в зоне охлаждения печи вверх, смешивается с движущимся по шахте печи воздухом, образуя топливную смесь. Топливная смесь (природный газ, рециркуляционный газ и воздух), достигнув низа зоны обжига (темпера­тура 900°С и выше), воспламеняется и сгорает в пределах зоны обжига.

Вводимый в горелку рециркуляционный газ представляет со­бой часть отходящих печных газов и служит для разбавления природного газа. Разбавление природного газа необходимо по следующим причинам. Природный газ, как известно, состоит в основном из метана, пределы взрываемости которого в смеси с воздухом 5—15%. Температура воспламенения метана и смеси метана с воздухом 530—800° С.

Концентрация таза с воздухом в печи составляет 7—10%, что находится в пределах взрываемости природного газа. Таким об­разом, при вводе газа в печь снизу в ней может образоваться взрывоопасная смесь, что недопустимо. Для расширения преде­лов взрываемости топливной смеси в нее вводят инертный газ (продукты горения).

Ввод инертного газа приводит также к повышению темпера­туры воспламенения топливной смеси, что очень важно для пред­отвращения ее горения в зоне охлаждения печи. При соотноше­нии смеси природного газа и рециркуляционного 1:3 темпера­тура воспламенения смеси повышается до 900—1100°С, что способствует сжиганию основной массы газа в пределах зоны обжига.

Известняк обжигают в три стадии, последовательно протека­ющие в зонах подогрева, обжига и охлаждения печи.

Зона подогрева газовых печей составляет 35% полезной высоты шахты, что позволяет снизить температуру отходящих газов до 300—350°С (без учета подсосов холодного воздуха) и подо­греть известняк в конце зоны до температуры 900°С. Выходящие из зоны подогрева печные газы при рациональном режиме содер­жат 24—26% углекислого газа ( ) и 3—4% кислорода ( ).

Зона обжига занимает 40% полезной высоты шахты. В зоне обжига происходит сжигание природного газа и диссоциация известняка. Среднюю температуру газов в зоне обжига поддер­живают 1100—1200°С. Равномерность распределения темпера­туры газового потока по поперечному сечению шахты в зоне обжига зависит от равномерности распределения газа и воздуха по сечению шахты и условий их перемешивания. В результате

неблагоприятных условий смешивания газа и воздуха в слое коэффициент избытка воздуха поддерживают в пределах α = 1,2―1,3.

Зона охлаждения занимает четвертую часть полезной высоты шахты и служит для охлаждения извести до 80—120°С перед ее поступлением на выгрузочный механизм.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: