Способ управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтной печи
1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА КАРБОНАТНОГО СЫ В ШАХТНОЙ ПЕЧИ на газообразном жидком топливе с расположенными крайней мере в два яруса горелк ми, путем подачи топлива и возду в печь в зависимости от количест обжигаемого материала и периодического перераспределения топлива и воздуха между ярусами и отдельными горелками в пределах общих расходов , отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода 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 зависимости от изменения состава отходящего печного газа, а соотношение расходов максимального и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусов в течение отдельного периода устана-влйвгцот в зависимости от,числа ярусов.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬС ГВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3459831/23-26 (22) 24.06.82 (46) 30.09.83. Бюл. Р 36 (72) В.Е.Филькин, К.М.Кухтенков, В.И.Бердник и А.В.Коблицкая (53) 66.012.62 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 2013889, кл. F 27 В 1/08, 1979.
2. Патент ФРГ Р 2050051 кл. F 27 В 1/08, 1979. (54)(57) 1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ
ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА I 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 периоди„„SU„„l 044932 A ЗБП F 27 В 1/08; Q 05 D 27/00 ческого перераспределения топлива и воздуха между ярусами и отдельными горелками в пределах общих рас-. ходов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода 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 зависимости 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 шийся тем, что соотношен:-1с p-" .:ходов > оэдуха и топлива и э горе:и ам при минимальном расходе Изобретение относится к способам управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтных печах, работающих на газообразном или жидком топливе, и может найти применение 5 в химической промышленности. Известен способ управления процессом обжига извести в шахтной печи, в которой горелки расположены в несколько ярусов по высоте печи,. работающей на жидком топливе, вводимом одновременно с воздухом. Количество его составляет минимум 454 от воздуха, необходимого для полного сгорания топлива. Топливо подают 15 импульсами в горелки, размещенные на периферии, при этом в верхний ярус его подают в течение более длительного времени, чем на остальные яруса, и с большим количеством воздуха по отношению к топливу (1 1. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ управления процессом обжига карбонатного сырья в шахтной печи по газообразном или жидком топливе с расположенными в два яруса горелками, путем подачи топлива и воздуха в печь в зависимости от количества обжигаемого материала и периодического перераспрецеления между .ярусами и отдельными горелками в пределах общих расходов 2 ). Недостатком известного способа является снижение равномерности обжига карбонатного сырья и повышение 35 расхода топлива на обжиг при изменении гранулометрического состава кускового материала, загружаемого в печь, или изменении нагрузок печи. Наличие значительной доли мелких 4О фракций в карбонатном сырье приводит к ухуд»ению условий перемешивания газа с воздухом и неравномерности распределения газовоэдушной смеси в объеме шахты, что в свою очередь, вызывает увеличение потерь тепла от химического недожога топлива, падение концентрации двуокиси углеро-. да С02 в печном газе, уменьшение доли полезно затраченного тепла на обжиг. В случае же изменения нагрузок йечи (по перерабатываемому карбонатному сырью с соответствующим изменением расходов газа ) 1происходит изменение структуры газо 55 топлива устанавливают в пределах 0,1-0,6, а при максимальном расходе 0,5-0,8 от теоретически необходимого значения 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 неритми ных 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 (с учетом времени íà 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 гкидком 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, 1 а соотношение расходов максимального и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусов в течение отдельного периода устанавливают в зависимости от числа ярусов. При 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. 1044932 Предлагаемый способ осуществляют слелукщим образом. В шахтную печь, загружаемую карбонатным сырьем, подают топливо, например газ или мазут, и воздух на 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 топ- 10 лива-и воздуха периодически перераспределяют между ярусами и отдельными горелками в пределах общих расходов. В верхней части печи отбирают печ-15 ной газ, по результатам анализа которого (известными методами )определяют величину удельного топлива путем подстановки данных анализа в формализованное выражение, характеризующее полноту сжигания топлива и качество обжига продукта. По этому формализованному показателю корректируют длительность периодов подачи ,топлива и воздуха к горелкам. Соотношение расходов максимального и минимального количества топлива и воздуха на каждый из ярусов в течение отдельного периода устанавливают в зависимости от числа ярусов горелок. Установлено, что наиболее рациональным соотношением подач воздуха и топлива к горелкам при минимальном расходе топлива является соотношение в пределах 0,1-0,6 от теоретически необходимого количества для полного сжигания топлива, а при максимальном - 0,5-0,8 от теоретической величины. Необходимость в коррекции дли- 40 тельности периодов по составу печного газа возникает практически постоянно и определяется целым рядом факторов: нагрузкой печи, гранулсметрическим составом сырья,. Расстоя- 45 нием между ярусами горелок. Для пояснения влияния частоты изменения расходов газа и воздуха в горелках на показатели процесса, обусловившие выбор состава отходящего печного 50 газа в качестве параметра управления, рассмотрим работу печи с двумя, ярусами горелок по высоте шахты, в которую подают топливо и воздух с ., периодически изменяющимися расходами по ярусам, причем эти расходы меняются таким образом, что если на одном из ярусов минимальный расход, то на другом — максимальный. От каждого из ярусов горелок вверх по шахте движется газовый поток переменной ин-60 тенсивности (как бы волнами ), соответствующий то возрастанию величины топливной составляющей, то убыванию ее. При.этом газовый поток от нижнего яруса 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 180О, 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 высокого качества (с высоким содержанием СО и малым содержанием горючих компо2 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 коэффициент. В 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.Клейман Редактор Н.Стащишина Техред Ж.Кастелевич Корректор A.Ïoâõ Заказ 7512/36 Тираж 615 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, 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/т извести эа счет уменьшения перерасхода топлива с химическим недожи- гом. При этом степень обжига извести повысится до 98,3 мас.Ъ за счет чего расход 100Ъ-ro карбоната кальция снизится на 28 кг/т обожженного продукта. Производитель« 10 ность известковой печи повысится на 4,7Ъ и значительно уменьшится количество вредных газовых выбросов в атмосферу.
