Стадии обжига и их характеристики.

Во вращающейся известеобжигательной печи различают три основные зоны, отлича­ющиеся режимными параметрами термообработки материала и физико-химическими процессами, происходящими в нем.

Зона подогрева расположена в холодном конце печи, начи­ная от места поступления в нее сырья, и занимает до 70% общей длины корпуса длинной печи. Поступающий в зону подогрева материал проходит последовательно сушку (до 120°С) и нагрев (850—900°С). В конце зоны подогрева, в температурном интервале 700—900°С, полностью разлагается содержащийся в сырье углекислый магний ( ) и частично углекислый кальций ( ).

Выходящие из зоны обжига с температурой 1100-1250°С печные газы отдают тепло материалу и их темпера­тура снижается до 600—800°С. Температура печных газов на выходе из печи (в начале зоны подогрева) в значительной мере зависит от влажности сырья и от организации теплообмена с сырьем в зоне подогрева.

При отсутствии в зоне подогрева теплообменных устройств материал в результате незначительной поверхно­сти теплообмена забирает меньше тепла, чем он мог бы теоретически принять от газов, и температура газов на выходе из печи остается высокой (500—600°С) даже при обжиге влажного мела. При об­жиге известняка (влаж­ность 2—4%) температу­ра отходящих газов из печи длиной 75 м состав­ляет 700―800°С.

Применение внутрен­них теплообменников по­зволяет интенсифициро­вать конвективный тепло­обмен в зоне подогрева, и температура отходящих газов сни­жается до 350—400°С. Температура материала по длине печи растет при этом значительно быстрее, и длина зоны подогрева со­кращается, а длина зоны обжига увеличивается. Поэтому приме­нение внутренних теплообменных устройств позволяет на 10—15% увеличить производительность печи при одновременном сни­жении удельного расхода топлива на 20—25% за счет лучшего использования тепла печных газов.

Значительный эффект достигается при установке за короткой вращающейся печью запечного теплообменника, например кон­вейерной решетки. При этом сушка и подогрев материала до температуры 700—750°С происходит на конвейерной решетке, куда печные газы поступают с температу­рой 900—1000°С, а после двойного просасывания через слой вы­ходят с температурой 350—380°С. Из-за подсосов холодного воздуха в теплообменнике температура газов обычно равна 200—250°С. Дальнейшее нагревание сырья до температуры 900°С происходит на коротком участке зоны подогрева печи.

Выходящие из зоны подогрева печи газы при правильной организация процесса обжига содержат 26—28% углекислого газа ( ) и 1,0—1,5% кислорода ( ).

Зона обжига длинной вращающейся печи занимает 25—30%, а короткой — 60—75% общей длины корпуса печи. В зоне обжи­га происходит сгорание топлива и завершаются основные физи­ко-химические реакции разложения карбонатного сырья.

Ввиду малого времени пребывания материала в зоне обжига (30—45 мин) его нагревают до температуры 1200°С, при кото­рой реакция разложения происходит достаточно быстро. В результате сырье успевает почти полностью диссоциировать и содержание активных CaO+MgO в воздушной извести обычно составляет 90—94%.

Для обеспечения быстрого нагрева материала максимальную температуру газов поддерживают на 250—300°С выше темпера­туры материала. Передача тепла материалу происходит от фа­кела и поверхности футеровки печи. От факела тепло передается материалу лучеиспусканием и конвекцией, от футеровки — пре­имущественно теплопроводностью.

В конце зоны обжига расположен порог высотой 200—500 мм, иногда на расстоянии 16—18 м от него устраивают второй порог. Применение кольцевых порогов (местных сужений внутреннего диаметра печи) улучшает характеристики процесса обжига за счет увеличения времени пребывания материала в зоне высоких температур и уменьшения потерь тепла излучением факела в холодный конец печи. В итоге устройство двух-трех порогов в печи позволяет на 5—10% повысить ее производительность и несколько снизить удельный расход топлива на обжиг.

Длину и расположение зоны обжига регулируют длиной и формой факела. Сжигание топлива в факеле организуют при общем коэффициенте избытка воздуха α от 1,05 до 1,15. Смеще­ние зоны обжига к холодному концу печи увеличивает потери тепла с отходящими газами, а смещение ее к горячему концу приводит к уменьшению длины зоны обжига и появлению в свя­зи с этим недожога в извести.

Зона предварительного охлаждения занимает 5% длины печи и расположена непосредственно за зоной обжига. Ввиду незна­чительной длины зоны материал на выходе из нее имеет темпе­ратуру 900—1000°С и физическое тепло отдает вторичному воздуху в основном в рекуператорном или барабанном холо­дильнике. Воздух нагревается в зоне предварительного охлаж­дения до температуры 600—700°С, что способствует повы­шению температуры факела и лучшему использованию тепла в целом.

В холодильнике печи известь охлаждается до температуры 250—300°С (рекуператорный) или 120— 150°С (барабанный). Холодный воздух, поступающий в холодильник из окружающей среды, нагревается в нем до 400—500°С.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: