1.2.3 Производство извести в печах кипящего слоя

Большой интерес представляет вопрос о возможно получения извести разного качества и назначения в печи кипящего слоя. Особенность обжига в кипящем слове состоит в том что при движении нагретого газа через слой мелкозернистого известняка происходит непрерывная циркуляция частиц. Большая поверхность соприкосновения их с газовым теплоносителем способствует быстрому протеканию физико - химических процессов, что позволяет осуществить процесс обжига в комнатных установках при высокой интенсивности. В печах с многоступенчатыми кипящими слоями движение известняка из камеры в камеру осуществляется путем последовательного перетока по трубам, минуя поток газов.

Печи могут работать как на природном газе, так и на мазуте. На Карагандинском металлургическом комбинате сооружена и с 1976 г. находится в эксплуатации мощная пятизонная печь с кипящим слоем (КС-1000) для производства конверторной (кусковой) и агломерацион­ной (порошковой) извести.

Печь (рисунок 11) в одном корпусе с зоной обжига (30) имеет две зоны подогрева известняка (ЗП-1 и ЗП-2). Охладители извести (ОХ-1 и ОХ-2) выполнены в виде отдельно стоящих аппаратов. Параметры зон печи приведены в таблице 4.

Рисунок 11. Технологическая схема обжига из­вестняка в печи с кипящим слоем КС-1000 (Т—топливо; В — воздух)

Таблица 4- Параметры зон печи КС

Параметры	Диаметр, м	Высота, м	Число отверстий	Их диаметр, мм	Живое сечение, %
ЗП-1	4,0	7,2	176	60	4,0
ЗП-2	4,0	6,4	110	70X75	4,6
30	4,3	8,0	768 и 192	27 и 32	3,6
ОХ-1	2,7	2,4	120	50	4,1
ОХ-2	5,0 X 1,4	2,6	10800	6	4,2

Материал перемещается из верхних зон в нижние, т.е. из объемов с меньшим статическим давлением в объема с более высоким давлением по переточным устройствам клапанного типа. Параметры отверстий, особенно в зонах подогрева и температурные режимы зон были выбраны по условию исключения зарастания отверстий вследствие рекарбониза­ции в верхней зоне подогрева и создания легкоплавких эвтектик в ниж­ней зоне подогрева и зоне обжига. В основной технологической зоне печи — зоне обжига осуществляется диссоциация известняка при средних температурах в слое псевдоожиженного материала 1220-1370 К. При вре­мени обжига 40—45 мин получается мягкообожженная известь с хорошей реакционной способ­ностью. Горелочные устройства равномерно рас­средоточены по площади подины зоны обжига большого диаметра. Они объединены в шесть групп, к каждой из которых независимо подво­дят воздух, нагретый в охладителях извести, и пропан-бутановую смесь из газового коллектора.

Газогорелочные устройства представляют со­бой комбинацию воздушных насадок и топливо­подводящих трубок с газораспределительными элементами. Каждый воздушный насадок имеет в торцевой поверхности отверстия для прохода воздуха. Поток горючего газа (в слое) направлен перпендикулярно струям воздуха, что способ­ствует эффективному смешению топлива с воз­духом в материале кипящего слоя.

Показатели и параметры работы печей КС-1000 на Карметкомбинате в четырех- и пятизонном исполнении приведены в таблице 6.

Таблица 6-Показатели работы печи КС

Печи	Четырехзонная	Пяти зонная
Производительность, т/ч	33,0	37,0
Содержание СаО, %: в конверторной извести в агломерационной извести	81,5 71,4	88,8 74,8
Расход, м3/ч: топлива воздуха	1887 63970	1914 65150
Давление воздуха (избыточное), МПа	0,0576	0,0794
Температура печных газов. К: ЗП-1 ЗП-2 ЗО	— 935 1177	919 1060 1240
Температура дутьевого воздуха. К: ОХ-1 ОХ-2	685 481	659 450

По результатам работы печи, ее характеристикам и аэродинамическим показателям по материальным и тепловым балансам определили основные показатели печи КС-1000 (А), которые сопоставили с соответствующими показателями вращающихся печей (Б), оборудованных подогревателями известняка (таблица 7).

Таблица 7–Сравнение работы обжиговых печей

Печи	А	Б
Производительность по извести, т/ч: конверторной агломерационной	35,0 12,8	15,4 —
Расход известняка, т/т	1,86	1,95
Содержание СаО в извести, %: конверторной агломерационной	88,4 78,3	90,0 —
Удельный расход условного топлива, т/т извести	0,153	0,228
КПД	0,60	0,53
Расход электроэнергии, МДж/т извести	342	163
Использование вторичных энергоресурсов ГДж/т извести	—	0,44

Видно, что печь кипящего слоя по основным показателям (кроме за­трат электроэнергии) более экономична, чем трубчатая вращающаяся печь. Выполненный комплекс работ позволил сделать вывод о том, что разработана и освоена промышленная технология получения высококачественной металлургической извести в пятизонной печи с ки­пящим слоем КС-1000 при обжиге известняка фракции 25—12 мм. Однако по надежности работы этот агрегат нуждается в существенном улучшении, так как межремонтный период составляет всего 20—25 суток.