專利名稱：燃燒顆粒狀礦料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在豎爐中燃燒顆粒狀礦料的方法，特別是燃燒石灰石或者白云石，所述豎爐具有至少兩個通過一溢流管道相互連接的爐腔，它們通過定期地將燃料和燃燒空氣分別轉(zhuǎn)換到一個爐腔中，交替地形成一個燃燒爐腔和一個廢氣爐腔，頂部的顆粒狀燃燒礦料和燃燒空氣的供給是相互空間分離的并且定期交替地通向相應(yīng)的一個爐腔中，在爐腔的底端排出燒過的礦料，其中，廢氣從燃燒爐腔中經(jīng)過溢流管道導(dǎo)入到廢氣爐腔中，在廢氣爐腔中流過一個上方的預(yù)加熱區(qū)域之后，廢氣在頂部被冷卻地流出，并借助于一個外部過濾設(shè)備被抽出，其中，進(jìn)一步的空氣供給從爐腔的底端進(jìn)行，以便冷卻從燃燒區(qū)域落到下面的冷卻區(qū)域的燃燒礦料，并且，為了定期地給相應(yīng)的廢氣爐腔供給顆粒狀燃燒礦料，在所述廢氣爐腔和一個與大氣連通的填料容器之間定期地建立連接。
背景技術(shù)：
按照所述方式工作的豎爐在文獻(xiàn)中被多次描述成MAERZ爐，與其它類型的豎爐相比，它的特征是具有特別高的經(jīng)濟(jì)性，該經(jīng)濟(jì)性的取得是基于在順流中燃燒位于燃燒爐腔中的燃燒礦料，在逆流中將熱廢氣移入平行的廢氣爐腔中，定期地切換兩個爐腔的操作模式。由于在填滿用于燃燒的顆粒狀礦料的爐腔中存在氣流阻力，燃燒空氣和冷卻空氣必須在一合適的過壓下供給，從而爐腔空間處于過壓之下，例如是40kPa(400mbar)。為了供給新的顆粒狀礦料用于燃燒，需要在燃燒工作期間打開爐腔與大氣相通，而這時過壓就被認(rèn)為是一種阻力，從而或者在轉(zhuǎn)換期間設(shè)置成無壓力狀態(tài)，或者設(shè)置由US 4708643(AT 382712)中已知的閉鎖系統(tǒng)。閉鎖系統(tǒng)除了占據(jù)空間大和技術(shù)復(fù)雜的缺點外，還具有這樣的缺點，即，其至少使得精確計量燃燒礦料和對爐腔均勻加載變得很難或者變得不可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種所述類型的方法，該方法可以使燃燒效能大幅度提高，并允許在燃燒工作期間加入新的顆粒狀燃燒礦料，同時結(jié)構(gòu)費用也很低一即使是對現(xiàn)有的爐子設(shè)備進(jìn)行改裝，使得爐子設(shè)備的廢氣溫度可以被更好地控制，而不妨礙用以更準(zhǔn)確和更均勻地供給新燃燒礦料的措施。
按本發(fā)明，所述目的通過下面的方式得以實現(xiàn)，即，在燃燒工作期間，將顆粒狀燃燒礦料供給相應(yīng)的廢氣爐腔，并在這個燃燒礦料供給期間，通過增大的功率將廢氣抽吸出來，從而處于過壓下的爐腔的填料口區(qū)域的壓力降低到大氣氣壓，并由此防止廢氣經(jīng)填料口流出。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施形式中，在每個爐腔的一個燃燒周期期間，顆粒狀燃燒礦料以相應(yīng)較少的量多次供給，從而，通往過濾裝置的廢氣流中的溫度波動得以降低。


本發(fā)明方法的有利的實施形式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容，并由下面參考附圖的說明得出。其中圖1具有兩個爐腔的爐子設(shè)備的示意剖視圖，圖2圖1中所示的爐子設(shè)備的具有一個廢氣凈化過濾裝置的上部區(qū)域的示意圖，圖3流向過濾裝置的廢氣的時間-溫度圖，以及圖4一個爐腔的具有過濾裝置的上部區(qū)域的示意剖視圖。
具體實施例方式
已知，顆粒狀燃燒礦料的塊度例如在40mm到80mm之間，其被按批地送入豎爐3的兩個爐腔1和2中，如箭頭4和5所示。燃燒所需要的空氣同樣從上方供給，用箭頭6表示；如箭頭7所示，燃料通過垂直布置在預(yù)加熱區(qū)域8中的燃燒噴管9供給，定期交替地通往其中的一個爐腔1或2。此外，從兩個爐腔1、2的底部卸料區(qū)域10、11連續(xù)地供給冷卻空氣，如箭頭12、13所示，從而燒過的產(chǎn)品在穿過冷卻區(qū)域14后被冷卻，沿箭頭15、16所示的方向，通過一個受控制的卸料裝置24被連續(xù)地送出。
顆粒狀的燃燒礦料在燃燒爐腔1的預(yù)加熱區(qū)域8內(nèi)的加熱相應(yīng)地發(fā)生在鄰近的廢氣爐腔2中，即，燃燒空氣通過燃燒區(qū)域18之后，作為廢氣通過一連接管道19進(jìn)入到廢氣爐腔中，然后依箭頭20的方向往上走。依箭頭6和20所示的這個氣流方向，爐腔1形成燃燒爐腔，而爐腔2形成廢氣爐腔。
從燃燒爐腔1的燃燒區(qū)域18流出的溫度例如為大約1000℃的廢氣在通過連接管道19向上流動，當(dāng)廢氣流過廢氣爐腔2時加熱裝在其中的顆粒狀礦料，廢氣同時被冷卻，從而廢氣可以在例如100℃時被一抽氣機22往煙囪23方向抽出，并且進(jìn)入到一個設(shè)置在爐腔1、2外部的抽吸過濾設(shè)備21中。
一定的燃燒時間過后，在廢氣爐腔2中的燃料被加熱到一定程度，使它再也不能給廢氣大幅度降溫，而后接著的過濾裝置會承受越來越大的熱量。此外，爐子設(shè)備3的熱損失會增加。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，新燃料只有在定期轉(zhuǎn)換的期間才能供給，燃燒爐腔1中的燃燒工作在例如12分鐘后必須被中斷，以便切換到另外一個爐腔2中。
操作模式的轉(zhuǎn)換，即，燃燒爐腔1中的燃燒操作和廢氣爐腔中的回?zé)徇^程之間的轉(zhuǎn)換，涉及到釋放爐腔1、2中的壓力，以及通過開啟和關(guān)閉許多液壓驅(qū)動的閥門、開啟和關(guān)閉爐子的上部的擋板23和下部的活門25，以便改變?nèi)紵?、燃燒空氣和廢氣的流動方向，從而供給新的燃燒礦料和排出燒過的產(chǎn)品。為了釋放壓力，在用于通入相應(yīng)的爐腔1和2的頂部和底部的燃燒空氣和冷卻空氣的進(jìn)氣口26和27中設(shè)置兩個閥28、29，這兩個閥可以在爐腔1和2之間的操作模式轉(zhuǎn)換期間在箭頭30、31的方向上噴出氣體。此外為了釋放壓力，設(shè)置在爐腔1和2上方的換向閥32和33被打開，以便選擇性地打開在箭頭6方向上的燃燒空氣進(jìn)氣口，打開箭頭20方向上的廢氣排氣口通向廢氣過濾設(shè)備20，從而與大氣相通。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這樣的一個轉(zhuǎn)換所花費的時間是每12分鐘燃燒循環(huán)大約一分鐘，從而是每天兩個小時。
為了在爐腔1和2過壓的時候能夠打開廢氣爐腔2的上方擋板23，在本發(fā)明中借助于一抽氣機22將廢氣導(dǎo)出，在爐腔擋板23打開之前以及直到燃燒礦料的供給完成之后的爐腔擋板的關(guān)閉時刻，抽氣機的功率可以被提高到一定程度，以使得爐腔擋板23區(qū)域內(nèi)的過壓降低到零，因而處于過壓的廢氣通過填料口37向填料容器38的流動以及廢氣穿過填料容器的流動都被阻止。
在本發(fā)明的基礎(chǔ)上，在與上述的各個爐腔1、2的操作模式的轉(zhuǎn)變無關(guān)的情況下以及在與它的壓力釋放無關(guān)的情況下，可以在燃燒循環(huán)期間供給新的顆粒狀燃燒礦料，從而爐腔1和2之間所需要的轉(zhuǎn)換對燃燒工作所造成的中斷可以降低到每次大約25秒。結(jié)果是，爐子的燃燒時間從每天僅僅22小時提高到約23.5小時，以及實現(xiàn)更長的燃燒周期，例如16分鐘，而不是目前的12分鐘。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，顆粒狀燃燒礦料在燃燒工作期間被多次地供給，例如一次燃燒循環(huán)三次，例如每次間隔四分鐘。這具有這樣的優(yōu)點，即，頻繁地裝入的新的、相應(yīng)地冷的燃燒礦料提前阻止了從廢氣爐腔2中流出的廢氣的溫度的進(jìn)一步升高，從而獲得了相對較低的廢氣最高溫度。在另外一方面的優(yōu)點是，相應(yīng)的少量、多次地供給新燃料的結(jié)果是，最低廢氣溫度可以被大幅度提高，從而防止廢氣達(dá)到對過濾設(shè)備有害的露點。本發(fā)明方法帶來的相應(yīng)的平坦的溫度-時間曲線48在圖3與一溫度-時間曲線49相比較，后者對應(yīng)于12分鐘時間間隔的填料過程，即爐腔之間的轉(zhuǎn)換操作期間。
根據(jù)本發(fā)明，可以避免使用由現(xiàn)有技術(shù)中已知的技術(shù)復(fù)雜的閉鎖系統(tǒng)，可以使用的替代系統(tǒng)是一種包括輸送帶35、36和兩個填料容器38的簡單的填料系統(tǒng)，填料容器38可以被降到各自的填料口37上面。此外與大氣相通的填料系統(tǒng)可以以一種非常簡單的方式來精確計量各自的填料量，即，將可降低的填料容器38與一稱重裝置39組合起來。此外這樣的填料系統(tǒng)可以以一種相對簡單的方式與一設(shè)備組合起來，借助于該設(shè)備可以在爐腔1和2中實現(xiàn)不同顆粒尺寸的更加均勻的分配，從而實現(xiàn)了松散顆粒柱之間更加均勻的氣體流通。
對于圓形橫截面的爐腔1和2而言，這樣一個用于進(jìn)行均勻顆粒分配的設(shè)備可以通過一種構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)料斗的填料容器38來實現(xiàn)，在由輸送帶36往其中填料的過程中該旋轉(zhuǎn)斗形筒繞著其垂直軸轉(zhuǎn)動。
對于長形橫截面，例如矩形橫截面的爐腔而言，用于進(jìn)行均勻顆粒分配的設(shè)備具有一個在圖4中示出的、在底部開口的偏轉(zhuǎn)室41，在其中可回轉(zhuǎn)地安裝一個偏轉(zhuǎn)板42。它布置在拋料軌跡43中，顆粒狀礦料混合物的顆粒以該軌跡從輸送帶36上離開。偏轉(zhuǎn)板42可以繞著一個水平軸44向相互背離的傾斜方向回轉(zhuǎn)，從而，顆粒狀混合物的塊度在填料容器38內(nèi)部垂直于容器的垂直軸變化的方向，通過回轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)板42被反向。偏轉(zhuǎn)板42的回轉(zhuǎn)方向優(yōu)選以同樣的時間間隔定期地變換，例如在每次定期排空填料容器38之后，從而獲得了爐腔1和2的松散顆粒柱45中的依次相連的層46、47，它們的垂直于爐腔方向的顆粒分配的具有相反特征。其結(jié)果是，燃燒空氣流過爐腔1和2內(nèi)的松散物料柱時不再采取一側(cè)占優(yōu)的軌跡，而是進(jìn)行均勻分配。
這個措施可以實現(xiàn)大結(jié)構(gòu)尺寸的長形或者矩形橫截面爐腔1、2，從而具備更大的礦料流量。這種爐腔1、2比建筑物更容易建造。此外，與圓形爐腔之間的橫向連接管道比較，在矩形爐腔1、2之間所需要的橫向連接管道19可以構(gòu)造得相當(dāng)簡單。
在現(xiàn)有的爐子設(shè)備上實施本發(fā)明，除了要重新設(shè)計用于操作燃料閥門和空氣閥門以及爐腔擋板的控制系統(tǒng)以外，還需要用一個可控制的大功率抽氣機來替換抽氣機22，以便抽吸功率可以在短時間內(nèi)提高到所需要的大小。一個適用于抽吸操作的合適的過濾設(shè)備21例如具有一排的過濾袋50，被分離的灰塵粒子從過濾袋下落到底部的螺旋輸送機51上，該螺旋輸送機將灰塵粒子進(jìn)一步送往一葉輪閘門52。
權(quán)利要求
1.一種在豎爐(3)中燃燒顆粒狀礦料的方法，特別是燃燒石灰石或者白云石，所述豎爐具有至少兩個通過一溢流管道(19)相互連接的爐腔(1，2)，它們通過定期地將燃料和燃燒空氣分別轉(zhuǎn)換到一個爐腔(1，2)中，交替地形成一個燃燒爐腔(1)和一個廢氣爐腔(2)，頂部的顆粒狀燃燒礦料和燃燒空氣的供給是相互空間分離的并且定期交替地通向相應(yīng)的一個爐腔中，在爐腔的底端排出燒過的礦料，其中，廢氣從燃燒爐腔中經(jīng)過溢流管道(19)導(dǎo)入到廢氣爐腔(2)中，在廢氣爐腔中流過一個上方的預(yù)加熱區(qū)域(8)之后，廢氣在頂部被冷卻地流出，并借助于一個外部過濾設(shè)備(21)被抽出，其中，進(jìn)一步的空氣供給從爐腔(1，2)的底端進(jìn)行，以便冷卻從燃燒區(qū)域(18)落到下面的冷卻區(qū)域(14)的燃燒礦料，并且，為了定期地給相應(yīng)的廢氣爐腔(2)供給顆粒狀燃燒礦料，在所述廢氣爐腔和一個與大氣連通的填料容器(38)之間定期地建立連接，其特征在于，在燃燒工作期間，將顆粒狀燃燒礦料供給相應(yīng)的廢氣爐腔(2)，并在這個燃燒礦料供給期間，通過增大的功率將廢氣抽吸出來，從而處于過壓下的爐腔(1，2)的填料口(37)區(qū)域的壓力降低到大氣氣壓，并由此防止廢氣經(jīng)填料口(37)流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，廢氣在離開廢氣爐腔(2)時的最高溫度通過在燃燒爐腔(1)的一個燃燒周期中多次供給顆粒狀燃燒礦料而被限定，在達(dá)到廢氣溫度最大值之前，相應(yīng)的燃燒周期得以延長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在燃燒爐腔(1)的一個燃燒周期中，至少兩次將顆粒狀燃燒礦料供給相應(yīng)的廢氣爐腔(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為在一種圓形橫截面的爐腔(1，2)中實現(xiàn)均勻的顆粒分配，燃燒礦料的定期供給通過一個可繞一垂直軸轉(zhuǎn)動的填料容器(38)來進(jìn)行，該填料容器在其填料過程中連續(xù)地轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在一種長形或者矩形的橫截面設(shè)計的爐腔(1，2)中，在填料容器(38)填料過程中隨著在一個方向上顆粒狀燃燒礦料的塊度逐漸增加而產(chǎn)生的分離，在其方向上通過定期地改變填料方向來進(jìn)行變換，從而，定向的塊度分配在形成于爐腔(1，2)內(nèi)的松散礦料柱中按層變換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的方法，其特征在于，裝入到填料容器(38)中的相應(yīng)填料量通過對填料容器(38)進(jìn)行稱重來控制，方法是將所述容器與一個稱重裝置(39)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，塊度逐漸增加的方向通過一溜送道(42)進(jìn)行改變，溜送道的輸送方向通過回轉(zhuǎn)而定期地變換成一個相反的方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在每次按批排空其中的一個填料容器(38)之后或者在多次按批排空同一個填料容器之后，溜送道(42)的輸送方向被反向，使得在爐腔(1，2)內(nèi)松散礦料柱的各層的體積通過分離分配方向的互相反向而與一批或多批爐料的體積相對應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，溜送道(42)的兩個變換的給料方向與爐腔(1，2)的爐身截面的縱向平行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在平行豎爐(3)中燃燒顆粒狀礦料的方法，特別是燃燒石灰石或者白云石，所述豎爐具有至少兩個通過溢流管道(19)相互連接的爐腔(1，2)，其通過使氣流反向交替地作為一個燃燒爐腔和一個回流式的廢氣爐腔進(jìn)行工作。為了使得燃燒礦料的供給能夠在非常耗時的氣流反向操作之外進(jìn)行，在該操作期間爐內(nèi)是沒有壓力的，廢氣在給料過程中在大功率下被很快地抽出，從而在填料口(37)區(qū)域內(nèi)的壓力降低到大氣氣壓，并防止廢氣經(jīng)填料口(37)流出。由此，顆粒狀燃燒礦料可以在一次燃燒周期中進(jìn)行多次給料，從而廢氣的溫度上升很慢，燃燒時間變長，相應(yīng)地爐子的效率也變高。
文檔編號F27B1/21GK1641263SQ200510004089
公開日2005年7月20日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者漢內(nèi)斯·皮林格 申請人:梅爾茲-奧芬布股份公司