平行流再生石灰窯中燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的方法及平行流再生石灰窯的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及在具有兩個井筒的并流再生石灰窯中燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的方法、 以及并流再生石灰窯，所述兩個井筒交替地作為燃燒井筒和再生井筒進行操作。
【背景技術】
[0002] 這樣的窯（例如由DE 3038927 C2得知的）循環地操作，燃燒僅在燃燒井筒中發生 而另外的井筒作為再生井筒操作。在(例如H0-12分鐘的一個循環周期中，待燃燒的碳酸鹽 巖石經兩個井筒上的卸料裝置連續排放。材料柱在井筒中均勻地下降。隨后改變窯的操作， 使得之前作為燃燒井筒的井筒變為再生井筒，而之前作為再生井筒的井筒又變為燃燒井 筒。在操作改變的過程中或者在再生井筒上進行的燃燒過程中為所述窯裝載碳酸鹽巖石。 在兩個井筒的下部區域，設置了用于冷卻在上部區域煅燒的碳酸鹽巖石的冷卻區，用于該 目的的冷卻氣的一部分供給到卸料裝置的區域內，一部分經安排在各冷卻區的中央偏轉體 供給。
[0003] 最終產品的質量非常依賴于經煅燒的碳酸鹽巖石在井筒的寬度上非常均勻地下 降，并且配置冷卻區以確保非常均勾的冷卻。從Hannes Piringer的文章 "Schii ttgutbewegung,Stromungsverhalteriund Temperaturverteilung in der Kiihlzone eines 800 und 1000 tato Maerz-Regenerativ-Kalkschachtofens"，Veitsch-Radex Rundschau 1/1999,第1至15頁可以得知上述的并流再生石灰窯。另外，還詳細介紹了關于 卸料裝置的冷卻區的最佳配置的研究。
[0004] 從工業實踐得知，在并流再生石灰窯的情況下，冷卻區中的傾斜角必須非常陡峭， 尤其是在小塊巖石(例如10至50_)的情況下，被燃燒的物質在冷卻區的外緣不再下降，并 且因此形成較大的堆積。因此在麥爾茲細巖窯的情況下已作出了改變:具有大于82°的傾斜 角的圓柱形或輕微圓錐形冷卻區。雖然這已經可以減輕材料堆積的問題，但由該結構產生 了其它的缺點。由于該結構，冷卻區的下端的出口直徑明顯較大，導致難以將冷卻氣均勻地 分配在冷卻區中以均勻地冷卻燃燒的物質。然而，燃燒的物質的不均勻冷卻導致了（尤其 是)井筒中燃燒的物質未充分冷卻，這可造成卸料裝置發生損傷。另一方面，在外部區域，燃 燒的物質冷卻過度，尤其是在冷卻區的上部區域，這導致燃燒廢氣與燃燒物質可能發生不 需要的反應，燃燒的物質再次在來自燃燒廢氣的C0 2中變得富集，由此產品質量受損。為避 免局部過熱，用于冷卻燃燒物質的冷卻氣的具體量因此增加，但這又導致了廢氣溫度的上 升，對熱損耗產生不利影響。另外，已有提議擴大中央偏轉體，其改善了冷卻氣的分布，尤其 在下部。在大偏轉體的情況下，其末端實際上到達了燃燒區的下端。然而，它們非常復雜且 昂貴，因為它們必須制造空心壁并且即使在窯不運行的時候也必須用氣體不斷冷卻。
[0005] 因此改回到最多延伸至冷卻區高度一半的較小的偏轉體。為了獲得非常好的冷卻 作用，冷卻氣流的主要部分(通常至少85%)經卸料裝置引入，并且剩余不超過15%的部分 經中央偏轉體引入。
【發明內容】
[0006] 本發明的一個目的是使用非常少量的冷卻氣在并流再生石灰窯的冷卻區內獲得 更均勻的冷卻。
[0007] 通過本發明權利要求1和9的特征實現了該目標。
[0008] 本發明用于燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的方法在并流再生石灰窯中進行，所述并流再 生石灰窯具有交替地作為燃燒井筒和再生井筒進行操作的兩個井筒，其中
[0009] a.將碳酸鹽巖石引入到各井筒中配置成預熱和燃燒區域的上部區域中，并在該區 域進行預熱并煅燒，
[0010] b.經煅燒的碳酸鹽巖石隨后在各井筒中配置成冷卻區并具有中央偏轉體 (central displacement body)的下部區域中冷卻，
[0011] c.冷卻的、經煅燒的碳酸鹽巖石隨后經分配給各井筒的卸料裝置排出，以及
[0012] 其中
[0013] d.將冷卻氣引入冷卻區以冷卻經煅燒的碳酸鹽巖石，一部分冷卻氣被引入卸料裝 置的區域內，并且一部分冷卻氣通過偏轉體引入，
[0014] e.供給到燃燒井筒的冷卻氣中90%至100%的部分是通過偏轉體引入的，不超過 10%的冷卻氣被引入卸料裝置的區域內，而供給到再生井筒的冷卻氣中90%至100%的部 分被供給到卸料裝置的區域內，不超過10%的部分通過偏轉體引入。
[0015] 本發明用于根據以上方法燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的并流再生石灰窯，具有交替作 為燃燒井筒和再生井筒操作的兩個井筒，其中
[0016] a.各井筒的上部區域配置成預熱和燃燒區，用于預熱并煅燒所引入的碳酸鹽巖 石，
[0017] b.各井筒的下部區域配置成冷卻區，用于冷卻所述經煅燒的碳酸鹽巖石，
[0018] c.所述冷卻區各自具有中央偏轉體，所述中央偏轉體具有通向各個冷卻區的氣體 排放口，
[0019] d.設置有與所述冷卻區鄰接的、用于排出所述冷卻的經煅燒的碳酸鹽巖石的卸料 裝置，
[0020] e.其中，第一冷卻氣導管連接至一個井筒的偏轉體的氣體排放口，第二冷卻氣導 管連接至另一井筒的偏轉體的氣體排放口，從而通過所述偏轉體供給冷卻氣流，
[0021] f.第三冷卻氣導管通向一個井筒的卸料裝置的區域，第四冷卻氣導管通向另一井 筒的卸料裝置的區域，以及
[0022] g.設置有控制裝置以控制經第一和/或第二冷卻氣導管以及第三和/或第四冷卻 氣導管供給的冷卻氣的量，使得供給到所述燃燒井筒的冷卻氣中90%至100%的部分經偏 轉體供給，不超過10%的部分供給至卸料裝置的區域內，而供給到所述再生井筒的冷卻氣 中90%至100%的部分供給至卸料裝置的區域內，不超過10%的部分經偏轉體供給。
[0023] 冷卻氣體積分布的新構思在冷卻區中提供了非常均勻的冷卻，使得冷卻區中的等 溫線大致水平。這首先能獲得非常均勻且非常高的產品質量，其次防止卸料裝置被過熱碳 酸鹽巖石損壞。而且，引入冷卻氣的新方法降低了產品冷卻所需的冷卻氣的總量。在CaC0 3 含量高于97%的碳酸鹽巖石的煅燒中，冷卻氣的量低于0.7標準m3/kg經煅燒的碳酸鹽巖 石，優選低于ο. 65標準m3/kg經煅燒的碳酸鹽巖石。而目前冷卻氣的量通常需要大于0.75標 準m3/kg經煅燒的碳酸鹽巖石，特別是在小巖窯(細巖窯)的情況下。
[0024]本發明更多的實施方案為從屬權利要求的主題。
[0025]在本發明的另一個實施方案中，供給到所述兩個井筒的冷卻氣中的20%至50%被 供給到所述燃燒井筒，并且剩余部分被供給到所述再生井筒。優選地，供給到所述兩個井筒 的冷卻氣中的30%+/-10%被供給到所述燃燒井筒，并且剩余部分被供給到所述再生井筒。 在基于本發明的實驗中，已經發現當全部冷卻氣流的約1/3被供給到所述燃燒井筒并且全 部冷卻氣流的約2/3被供給到所述再生井筒時，可以獲得最佳的結果。
[0026] 有利的是，供給到所述卸料裝置區域內的冷卻氣通過由煅燒并冷卻碳酸鹽巖石在 該區域所形成的物質的壩供給。在本發明的另一個實施方案中，供給到所述卸料裝置區域 內的冷卻氣將基本上向上流動并流向所述井筒的中部。另一方面，經偏轉體供給的冷卻氣 基本上向上流動并流向所述井筒的外側邊界。
[0027] 碳酸鹽巖石的均勻冷卻也得到了卸料裝置的操作模式的協助，其優選徑向向外和 徑向向內排出所述經煅燒并冷卻的碳酸鹽巖石，所述經煅燒并冷卻的碳酸鹽巖石的60%至 80%向外排出，并且剩余部分向內排出。
[0028] 所述冷卻區優選地為圓筒形，或者為輕微的圓錐形并具有大于82°的傾斜角。為了 確保良好的冷卻，所述冷卻區的下端直徑也應為所述預熱和燃燒區的下端直徑的1.1至1.5 倍。
[0029] 優選地，借助擋板系統(flap system)的作用調節通過第一至第四冷卻氣導管的 冷卻氣的量，所述擋板系統可通過控制裝置控制。
[0030] 將參照以下說明書和附圖對本發明其它的優點和實施方案進行說明。
【附圖說明】
[0031 ]圖1本發明的并流再生石灰窯的示意圖，
[0032]圖2圖1的細節A的放大圖，
[0033]圖3圖1的細節B的放大圖，
[0034]圖4兩個井筒的冷卻區的區域中流動路徑的示意圖，以及 [0035]圖5-個冷卻區的溫度分布圖。
【具體實施方式】
[0036]圖1所示的用于燃燒并冷卻碳酸鹽巖石的并流再生石灰窯具有2個井筒1，2,其各 自以已知的方式交替作為燃燒井筒和再生井筒進行操作。將具有(例如）l〇mm至50mm的粒徑 范圍的碳酸鹽巖石3引入各井筒中配置成預熱和燃燒區4的上部區域。而且，燃料5經燃料導 管6引入，助燃空氣7經至少一個助燃空氣導管8引入。在預熱和燃燒區，燃料5與助燃空氣7 的燃燒預熱并煅燒所述碳酸鹽巖石3。經煅燒的碳酸鹽巖石隨后到達各井筒的下部區域并 在那里冷卻，所述下部區域配置成冷卻區9并具有中央偏轉體10，11。經煅燒并冷卻的碳酸 鹽巖石隨后經分配給各井筒的卸料裝置12,13排出。碳酸鹽巖石3由此在重力下從頂部向下 行進。通常的停留時間為(例如）20小時。在底部排出的冷卻的碳酸鹽巖石的量被上部區域 仍待處理的碳酸鹽巖石3所取代。
[0037] 經煅燒的碳酸鹽巖石的冷卻受到分兩處（即通過偏轉體10或11、以及在卸料裝置 12或13的區域內）供給至冷卻區9的冷卻氣的影響。
[0038] 所述偏轉體各自位于冷卻區中央，并且可以（例如)是圓錐形或者所示的頂部被加 工成圓形的形狀。在偏轉體10或11的下部區域中，這些偏轉體在其整個圓周的上方配置有 氣體排放口 l〇a和11a。
[0039] 此外，第一冷卻氣導管14連接至井筒1的氣體排放口 10a，第二冷卻氣導管15連接 至第二井筒2的偏轉體11的氣體排放口 11a，從而經所述偏轉體引入冷卻氣。此外，第三冷卻 氣導管16通向第一井筒1的卸料裝置12的區域，第四冷卻氣導管17通向第二井筒2的卸料裝 置13的區域。可借助適當的擋板系統18調節通過四個冷卻氣導管引入的冷卻氣的氣流分布 量，該擋板系統包含至少一個第一擋板18a和一個第二擋板18