Качество извести и режим обжига в печи кипящего слоя

Печь оборудована системой мокрой очистки отходящих газов, которая осуществляется в центробежном скруббере днам. 2,5 м Поскольку температура газов перед скруббером может быть высокой, но оси его установлены дополнительные сопла для охлаждения газа.

Очистка запыленного газа после гидрозатвора производится в жалюзийной решетке.

Печь оснащена контрольно-измерительной аппаратурой и автоматикой. В каждой зоне печи замеряется температура слоя и давление под слоем. В зоне обжига температура слоя замеряется тремя татинородин-платиновыми термопарами, расположенными на высоте 400, 600 и ЮО мм от верхнего среза насадок. Расходы газа и воздуха измеряются обычными расходомерами типа «кольцевые весы».

На печи автоматически регулируется температура в зоне обжига по следующей схеме: термопара в зоне обжига воспринимает изменение в температуре слоя, которое регистрируется потенциометром ЭПП 120 Сигнал рассогласования от потенциометра подается на регулятор БР 21, который управляет дросселем на газопроводе. Одновременно с изменением расхода газа регулятор соотношения (также БР-21) изменяет расход воздуха. Точность такого метода регулирования температуры достигает ± Ю“С.

В соответствии с планом наладочных работ печь была пущена в ход на одной зоне (при снятых подинах второй и третьей зон) для возможности настройки процесса сжигания газа в слое. Достигнута проектная производительность, установленная для одной зоны.Она равна 200 з извести в сутки.

Для этих условий и приводятся некоторые параметры работы печи

Исходный материал — известняк Еленсиского месторождения, фракции 3— 10 ми с содержанием мелочи меньше 0 или до 20% Расход природного газа 0.52,сек Удельный расход природного газа на 1 т извести — 269 нм3 У дельный расход условного топлива на 1 г извести — 326 ка. Температура: а) в слое 1050°С; б) уходящих газов- 1056°С: в) уходящего воздуха из гидрозатвора — до 800°С; г) выгружаемой извести—до 800°С. Коэффициент избытка воздуха 1,1—1,15. Качество извести, получаемой при 1050°С:

а) выход теста — 2,6 л/кг;

б) скорость гашения — 60 сек;

в) активность — 86—90%>.

Высокий удельный расход топлива — следствие работы печн на одной зоне без утилизации тепла уходящих газов, что и было предусмотрено программой первого этапа освоения печи кипящего слоя. Кроме того, значительное число холостых ходов, вызванных остановкой шихтового тракта аглолент, в технологическом потоке которых установлена печь, также сказывается иа увеличении расхода топлива

Установка дополнительных кипящих слоев позволит снизить расход условного топлива, как показывают теплотехнические расчеты, приблизительно до 195 кг на J т извести.

Большой интерес представляет вопрос о возможности получения извести разного качества н назначения в печи кипящего стоя. Чтобы выяснить влияние режимов обжига на важнейшие технологические свойства готового продукта авторами статьи проведена исследовательская работа на промышленной печи типа MM3-300, действующей на одной зоне. Площадь пода агрегата ~ 6 л3, высота кипящего слоя ~ 1 м. Обжиг производился природным газом, сжигаемым в кипящем слое. Печь работала на чистом измельченном Еленовском известняке фракции 3—12 мм. Содержание фракыии <3 мм достигало 15—20%.

Отбор проб извести производился не ранее чем через 1—2 ч после перехода печн на заданный режим обжига.

Температура обжига замерялась платиновой термопарой, находящейся в зоне кипения на высоте примерно 600 мм от подины. Производи тельность печи определялась числом оборотов шнекового питателя, подающего известняк, и уточнялась замером времени заполнения готовой известью мерного сосуда объемом 0,485 л3. Учитывался также насыпной вес извести.

От пробы весом 70— 100 кг после охлаждения и перемешивания отбирали 25 кг для ситового анализа на фракции 3,3—5; 5—7; 7—10 и более 10 мм.

Как не рассеянная на фракции известь, так и каждая фракция отдельно подвергались .химическому анализу, для них опредезязись активность, скорость гашения и максимальная температура при гашении по ГОСТ 9179—59 (при этом температура фиксировалась каждые 5 сек, определялись выход теста и непогасившихся зерен по ГОСТ 9179—59, а также насыпной вес извести.

Пробы извести фракций 3 и 3— 5 мм подвергались, кроме того, определению объемного (кажущегося удельного) веса путем определения .веса извести в керосине, воздухе и в воздухе с пропиткой керосином

В ряде случаев определения скорость гашения извести в зернах, а также выход известкового теста и непогасившихся зерен при заливе водой нормально отвешенной порции раскаленной извести.

Наибольшее внимание уделено зависимости стойкости извести от таких Факторов, как температура кипящего слоя, время пребывания извести в печи и размер фракции известняка, которые определяют режим обжига в печи кипящего слоя.

Влияние температуры обжига на основные показатели качества извести для фракции 3—5 мм показаны на ,рис. 1. Для остальных фракций и для не рассеянной извести зависимость аналогична

Следует отметить, что степень обжига извести во всем интервале рассматриваемых температур практически не изменялась (особенно тля мелких фракций) (рис. 2), составляя приблизительно 95" о и. следовательно, не могла влиять на показатели качества извести.

На рис. 2, 3, 4, о указаны режимы обжига, которые характеризуются определенной температурой и производительностью лечи в т/ечт.. I- 950, II—1050, 109, 111—1150, 136, V, VII —1080, 140, VI -1150, 97. VII—ИЮ, ПО IX — 1110, 110, X— 1125, 105, XI—1050, 109, XII — 1000, 89.

Прежде всего обращает на себя внимание исключительно высокая реакционная способность извести. С повышением температуры обжига до 1080°С время гашения извести практически не изменяется и равно I мин После 180°С этот показатель начинает резко расти, достигая при 1200°С 10—12 мин

Выход известкового теста в интервал 950—Ю50°С также почти не меняется и составляет 2—2.2 л/кг, а затем растет, достигая максимума (3.2 л/кг) при П20°С. Начиная с П50С. выход теста начинает несколько снижаться (по ВИДИМОМУ, В связи с образованием плотных пережженных частиц.

Выход непогасизшихся зерен при температуре обжига 950СС очень велик — около 70% о от веса извести. С повышением температуры снижается примерно в соответствии с увеличением выхода теста и. начиная с 100°С не презышает это явление 5 то исследовало. Поскольку оно могло быть вызвано наличием обжига. которого в извести, получило температуре выше 950 С. практически не было.

Зависимость, приведенная на рис. 3. показывает, что максимальный выход теста характерен для извести с объемным весом 2 кг/дм3, причем уменьшение этого показателя сопровождается снижению выхода теста. Зависимости, приведенные на рис. 1, показывают, что со снижению гашения ниже 3 мин уменьшается выход теста и увеличивается выход непогасившихся зерен.

Для выяснения причин этого явления непогасившиеся зерна были тщательно исследованы. Химический анализ выявил наличие сравнительно небольшого количества С02 (для фракции 3—5 мм от 3 до 6.1“ о) при высоком содержании гидратной влаги.

Минералогический анализ непогашенных зерен, проведенный с помощью микроскопа МИН-8, показал, что они являются агрегатами мелкозернистых частиц минерала портландита — Са(ОН)2. Потому, что происходит при гашении мелкоизмельченной обычной извести). Понятно, что гашение раскаленной извести уменьшает ее способность к гидратационному твердению в зернах. Подтверждение этому — одинаковое время гашения высокореакционной извести в порошке и в зернах.

Полученные нами данные опровергают господствовавшее ранее мнение о росте выхода известкового теста для высокореакционной извести по мере повышения ее реакционной способности, а также данные о весьма высоком выходе известкового теста для низких температура обжига в кипящем слое-3.




Мы не рассматриваем такой показа- теть качества извести, активность, которая изменялась в пределах 85—92° о. По нашему мнению, при обычном методе определения активности этот показатель мало пригоден для характеристики высокореакционной извести, так как известь, способная к гидрат анионному твердению в зернах, не полностью растворяется в горячей воде, что приводит к ошибкам при последующем титровании.

В печи кипящего слоя частицы извести находятся различное время, определяемое экспоненциальной зависимостью вероятности выхода частиц. Часть их может выйти, не успев обжечься, а часть может находиться в печи многие часы (аналогично внутренним и внешним слоям больших кусков извести в шахтных печах). Следует отметить, что в промышленном агрегате, где частицы не могут мгновенно распространяться по всему объему, вероятность проскока необожженных частиц при правильном выборе производительности печи весьма невелика, что подтверждается полученными высокими степеияхш обжига Но вероятность значительной задержки частицы в печи сохраняется.

Тем не менее каждая фракция извести, полученная в промышленной печи кипящего слоя, весьма однородна по количеству. Приняв, что среднее время пребывания частиц в печи однозначно связано с ее производительностью, можно рассмотреть зависимость качества извести от производительности печи. Сравнивая кривые 3 и 4, а также 9 и 10 иа рис. 4 и 5, мы убеждаемся, что увеличение производительности печи (примерно от 100 до 140 т.сут) приводит к росту реакционной способ» осги извести и снижению выхода теста в связи с уменьшением среднего времени пребывания обожженных частиц в печи.