[发明专利]并流再生式石灰窑及其操作方法

说明书

本发明涉及并流再生式石灰窑(PFR石灰窑)及其操作方法。

PFR石灰窑是用于煅烧石灰岩的，按照附图1，它包括至少两个竖井1、2，它们各具有预热区V，燃烧区B和冷却区K。两个竖井通过一个溢流通道3互相连接。准备煅烧的物料从上面引入两个竖井，煅烧后的物料从底部移去。

两个竖井交替用作燃烧竖井和排气竖井，助燃空气与物料和燃料以直流方式供应给燃烧竖井，产生的热废气经溢流通道与被加热的从下面供应的冷却气一起被导入排气竖井，废气在此处以与物料逆流的方式被向上导出而预热物料。在事先确定的一段时间(例如15分钟)之后，两个竖井的功能互换，即燃烧竖井变成排气竖井，反之亦然。本方法使石灰岩与助燃空气以直流的方式非常高效率地燃烧，石灰岩与热废气以逆流的方式再生预热。

由于各种干扰量的影响，例如燃料热值的波动、原料碳酸盐含量的波动或石灰窑热损耗的波动，可能需要对燃料量进行重新调整。另一个干扰量由拟煅烧的石灰岩中经常包含的油母岩成分而产生。这是一种加热时释放碳氢化合物的有机聚合物物料。但是，这些油母岩在原料中并不是均匀分布的，所以需要重新调整石灰岩的比热供应至6％，以获得恒定的产品质量。

首先用煅石灰的残留CO₂量及其反应性确定产品质量。这两个参数应当以尽可能最恒定的方式与预定的期望值相符合。但是，石灰的这两个性质以前只能在终产物中验证，所以随后的调整操作只能在延搁12至16小时(物料的过渡时间)后进行。

以前石灰窑的操作者通过测量溢流通道区域的温度从而手工调整热供应来影响产品质量，这种类型的调整需要高度的经验，然而并非总是得到满意的结果。

并流再生式石灰窑是在例如DE 29 27 834 A1中公开的。这种石灰窑的测定和调整技术由H.Ruch进一步描述：″Mess-und Regelungstechnik beim Kalkbrennen″(石灰煅烧中的测定和调整技术)，水泥/石灰/石膏，1973年第6版，第257-263页。

因此本发明的目的是提供操作PFR石灰窑的方法及确保煅石灰产品高质量和高度可靠性的PFR石灰窑。

按照本发明，此目的通过权利要求1和13的特征来达到。

按照本发明的操作PFR石灰窑的方法，所述PFR石灰窑具有至少两个竖井，它们各具有预热区、燃烧区和冷却区，及连接两个竖井的溢流通道，基本上包括以下步骤：

—两个竖井交替作为燃烧竖井和排气竖井进行操作；

—将助燃空气和燃料供应到燃烧竖井中，形成相应的火焰长度；

—燃烧竖井中产生的热气体经溢流通道到达排气竖井；

—在溢流通道(3)区域中用直接或间接测量法确定热气体的至少一个参数及按此参数调节燃料和助燃空气之比以调节预定的火焰长度，所述参数为火焰长度的形成的特征。

按照本发明的PFR石灰窑主要包括：

—至少两个竖井，它们各具有预热区、燃烧区和冷却区，这两个竖井交替作为燃烧竖井和排气竖井进行操作；

—与每个竖井相关联的至少一个燃料供应装置；

—与每个竖井相关联的至少一个助燃空气供应装置；

—连接两个竖井的溢流通道；

—设置在溢流通道区域用以确定溢流通道中热气体的至少一个参数的测量装置；及

—与燃料供应装置、助燃空气供应装置和测量装置相连接的控制装置，所述控制装置是为了按照一个或多个权利要求所述的方法来调节火焰长度而建立的。

本发明基于如下知识：当燃烧区中形成的火焰长度的变化为最小程度即尽可能保持恒定时，煅石灰的反应性可保持尽可能恒定。图1例示了正常的火焰长度l，其中形成的火焰最远达到燃烧区B的下端，不延伸到溢流通道中。在此操作方法中，热能理想地分布于燃烧竖井的燃烧区全长。在此操作方法中，恰当地调节了过剩空气。如图2所示的过短火焰长度l₁，导致燃烧区B上部区域燃烧温度高，及产品质量反应性极低。在此操作方法中，过剩空气量高于图1中所示。如果过剩空气量太低，则火焰穿透溢流通道(图3)。

所以，火焰长度对煅石灰的反应性有直接影响。由于在溢流通道区域进行持续测量，通过此测量确立了热气体的作为火焰长度的特征的参数，因此可以明显地早于从前进行调节操作，从而保持终产物的反应性尽可能恒定。以前总是需要后续测量，结果是石灰窑可能于不恰当的设置下操作12-16小时。

从属权利要求涉及本发明的其它配置。

作为火焰长度特征的热气体参数可通过例如温度测量、NO_x测量和/或CO测量而获得。