7.3. Обжиг карбонатного сырья

    Процесс  обжига  (декарбонизации)  CaCO  протекает при температуре выше

                                           3

900 °C. При этом из 1,785 кг CaCO  получают 1 кг CaO и 0,4 куб. м CO .

                                 3                                  2

    Обжиг  проводят  в  известково-газовой печи, которая представляет собой

вертикальную  шахту с внутренним диаметром 2,2 - 4,5 м и высотой 12 - 24 м,

выполненную  из  огнеупорного  и  изоляционного  кирпича  и  заключенную  в

стальной  кожух.  С  целью  уменьшения  потерь  тепла  в окружающую среду и

обеспечения  безопасности  обслуживания  между стальным кожухом и кирпичной

кладкой размещен слой теплоизоляции. В верхней части шахта печи оборудована

загрузочно-распределительным,  а в нижней - выгрузочным устройствами. Шихту

- смесь карбонатного сырья и топлива - подают через загрузочное устройство.

Двигаясь  под воздействием гравитационных сил, она последовательно проходит

зоны  подогрева, обжига и охлаждения. В зоне обжига под воздействием тепла,

выделяющегося при сгорании топлива, протекает процесс декарбонизации CaCO .

                                                                         3

Известь, охладившаяся движущимся навстречу ей потоком воздуха, выгружается.

Воздух,  необходимый для сжигания топлива и охлаждения извести, поступает в

нижнюю часть шахты печи благодаря разрежению, создаваемому газовым насосом.

Таким  образом,  воздух,  двигаясь  навстречу  шихте,  нагревается  в  зоне

охлаждения  извести,  затем  участвует  в  зоне  горения  в реакции горения

топлива,   а   продукты   сгорания,   смешавшись  с  продуктами  разложения

известняка,  поступают  в  зону  подогрева,  где отдают свое тепло шихте, а

сами, охладившись до температуры 120 - 150 °C, поступают на станцию очистки

и охлаждения сатурационного газа.

    Так как процесс декарбонизации CaCO  протекает при температуре выше 900

                                       3

°C  и сопровождается активным поглощением тепла, то практически высота зоны

обжига  ограничивается  высотой  зоны горения,  т.е. зоны тепловыделения. В

свою   очередь,  высота  зоны  горения  зависит  от  скорости  расходования

кислорода  воздуха  на  процесс  горения и температуры реакции горения. При

снижении  концентрации кислорода в печи до 0,5 - 0,8% горение прекращается.

Известно, что при слоевом сжигании топлива высота зоны горения не превышает

3  -  4 диаметров кусков топлива. Однако в шахтных известково-газовых печах

топливо  расчленено  кусками инертного к горению материала, который активно

поглощает  тепло  и  тем  самым снижает температуру горения. Поэтому высота

зоны  горения топлива в известково-газовой печи значительно больше, чем при

слоевом  горении,  и находится в пределах 60 - 100 диаметров среднего куска

топлива  (3  -  5  м).  Температура  в  зоне  горения  находится  в  прямой

зависимости  от теплонапряжения (кДж/куб. м x час) или, другими словами, от

количества  топлива,  сжигаемого  в  единице объема за единицу времени. При

одной  и  той  же  производительности  теплонапряжение, а следовательно,  и

температура  будет  тем  меньше,  чем больше высота зоны горения. В связи с

тем,  что  основной  качественный  показатель получаемой извести - время ее

гашения  -  зависит  от  температуры  обжига и уменьшается при ее снижении,

необходимо  выполнять мероприятия, направленные на снижение теплонапряжения

в зоне горения.

В основном высота зоны горения зависит от размеров кусков применяемого топлива и его дозы - чем больше размеры кусков топлива меньше его доза, тем больше высота зоны горения. Так как размеры кусков топлива обусловлены размерами кусков обжигаемого карбонатного сырья (куски топлива должны быть примерно в два раза меньше среднего размера кусков сырья), то изменение высоты зоны горения зависит от дозы топлива: при оптимальном расходе условного топлива 7,2 - 7,5% к массе сырья высота зоны горения соответствует примерно 100 диаметрам среднего куска топлива, а при повышенном до 8,5 - 9% расходе сокращается до 60 диаметров.

Необходимо отметить, что величина оптимальной дозы топлива в основном зависит от равномерности распределения последнего по сечению шахты печи или, другими словами, от совершенства конструкции загрузочно-распределительного устройства.