Шахтная печь для обжига извести

Печи для производства извести

Реконструирована и введена в эксплуатацию шахтная печь для обжига известняка на ОАО “Металлургический завод ”Электросталь”.

Исходный материал — кусковой известняк фракции 40-120 мм.
Топливо — природный газ каллорийностью 7950 ккал/м3.
Удельный расход природного газа 135-140 м3/т извести.
Продуктом производства является обожженная известь содержанием СаО не менее 90%.
Производительность по извести 30-60 т/сутки.

Обжиг загружаемого сверху известняка происходит в средней по высоте шахты зоне.

Продуктами горения, выходящие из зоны обжига, омывая верхние слои известняка, подогревают, поступающий по мере разгрузки извести в зону обжига известняк, до температуры начала обжига.

Прошедшая зону обжига известь, опускается в зону охлаждения. Охлаждение извести производится воздухом, подаваемым от вентилятора в нижнюю часть этой зоны. Охлаждая известь, воздух нагревается и используется в зоне обжига для сжигания топлива.

Для отопления печи предусмотрены горелки, расположенные на двух уровнях в зоне обжига.

В верхнем ряду (ярусе) установлены периферийные фурменные горелки. Охлаждение этих горелок осуществляется потоком воздуха, подаваемого в корпус горелки.

В нижнем ярусе расположены две водоохлаждаемые фурмы, выходные сопла которых расположены в середине сечения шахты.

Для регулирования температуры горения в зоне обжига и предотвращения перегрева извести и футеровки предусмотрена возможность подачи в отдельный коллектор рециркулята.

Печь оборудована системой КИПиА, позволяющей управлять процессом обжига в ручном или автоматическом режиме.

Разработаны проекты прямоточно-противоточных регенеративных печей (ППР) производительностью 480 т/сутки для ЗСМК и 600 т/сутки для Запорожстали и для Костомушского ГМК.

Принцип работы печи заключается в обжиге известняка в двух шахтах, соединенных переточным каналом, попеременно работающих в прямоточном и противоточном режимах за счет изменения направления движения дымовых газов и попеременной подачи топлива в каждую из шахт.

В прямоточную шахту подается природный газ и воздух для его горения. Зона прогрева обеспечивает нагрев воздуха перед его смешением с топливом. В противоточной шахте уходящие дымовые газы нагревают известняк, охлаждаясь при этом до достаточно низкой температуры (100-1300 С).

В зоны охлаждения обеих шахт для охлаждения извести непрерывно подается воздух, который охлаждая известь, нагревается до температуры около 9000 С и смешивается с газами, поступающими из зоны обжига.

Проходя по зонам обжига и нагрева противоточной шахты смесь этих газов отдает тепло известняку, аккумулирующему тем самым тепло для нагрева воздуха на следующем цикле работы печи.

В результате достигаются низкие температуры дымовых газов на выходе из печи и выгружаемой извести (примерно 60-1000 С). При этом обеспечивается высокая тепловая эффективность печи.

Печи ППР характеризуются низким удельным расходом топлива (менее 130 кг условного топлива на тонну извести) и высокой степенью обжига известняка (более 93%).

ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 200 Т.

Шахтная печь производительностью 200 т извести в сутки

1 Конструкция и принцип действия печи

1.1 Загрузочное устройство

1.2 Выгрузочное устройство

1.3 Горелочные устройства

2 Расчет материального и теплового баланса процесса обжига извести

2.1 Исходные данные

2.2 Расчет материального баланса процесса обжига известняка

2.3 Расчет времени обжига

2.4 Расчет конструктивных размеров шахтной печи

2.5 Расчет горения топлива

2.6 Тепловой баланс зоны охлаждения на 1 кг извести

2.7 Тепловой баланс зоны обжига на 1 кг извести

2.8 Определение количества топлива для обжига 1 кг извести

2.9 Сводный материальный баланс печи на 1 кг извести

2.10 Тепловой баланс зоны обжига известняка

2.11 Тепловой баланс зоны подогрева

2.12 Сводный тепловой баланс известково-обжигательной печи

2.13 Расчет удельных расходов теплоты, условного топлива и КПД печи

3 Подбор и расчет основного и вспомогательного оборудования

3.1 Аэродинамический расчет печи и подбор дымососа

3.2 Подбор газогорелочных, загрузочных, выгрузочных устройств

Список использованной литературы

Производительность печи p= 200 т/сут.

Химический состав известняка, % (Судогда)

Влажность известняка W= 3,0%

Топливо – природный газ, его химический состав:

Плотность сухого газа ρ_сг= 0,72 кг/м 3

Коэффициент избытка воздуха ά = 1,25

Относительная влажность воздуха γ = 75%

Температура поступающего воздуха, известняка, природного газа:

температура уходящих газов t_ух= 360 о С

Температура выгружаемой извести t_изв= 80 о С

Температура обжига известняка t_обж= 1100 о С

Степень обжига известняка η = 94,5%

В данном курсовом проекте был произведен теплотехнический расчет шахтной печи. Были выполнены:

1. расчет времени обжига известняка по зонам печи. Общее время обжига — 26,6 ч.

2. расчет конструктивных разменов шахтной печи: D_ср= 5 м , Н = 15 м .

3. расчет горения топлива.

4. составлены теплотехнический и материальные балансы.

5. рассчитаны удельное количество теплоты Q= 3591 кДж, удельный расход условного топлива В_у = 13,5%, КПД печи равный 73%

6. было подобрано и рассчитано основное и вспомогательное оборудование: дымосос Д-13,5, вентилятор ВВД-11, газогорелочные, загрузочное и выгрузочное устройства.

1. Монастырев А.В. Производство извести: Учеб. – М.: Высш. шк., 1971. – 272 с.

2. Монастырев А.В., Александров А.В. Печи для производства извести: Справочник. – М.: Металлургия, 1979. – 232 с.

3. Никифорова Н.М. Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов и изделий: Учеб. – М.: Высш. шк., 1981. – 271с.

4. Роговой М.И., Кондакова М.Н., Сагановский М.Н. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов: Учеб. пособие – М.: Стройиздат, 1975-320с.

5. Косенко Н.Ф., Комлев В.Г. Инженерно-технологические расчеты в производстве вяжущих материалов и изделий из них: Учеб. пособие — Иваново: Иван. гос. хим-технол. ун-т, 1991. – 108 с.

6. Расчет теплотехнического оборудования и физико-химические основы тпепловых процессов в производстве силикатного кирпича: Учеб. пособие/ Под ред. В.Г. Комлева. – Иваново: ИГХТУ, 1996. – 88 с.

7. Капш М.П. Вентиляционные установки. – М.: Высш. шк., 1967.

Инновационные печи обжига известняка

31 марта 2015 г. в 9:56

Институт по проектированию и конструированию тепловых агрегатов ОАО «Липецкстальпроект», бывшее отделение Ордена Трудового Красного Знамени Государственного института Стальпроект, более 55 лет занимается разработкой проектно-конструкторской документации теплотехнических агрегатов для отечественных и зарубежных компаний. Предприятие является членом саморегулирующей организации НП «ЭнергоТеплоМеталлургПроект» (Москва), а также членом Некоммерческого партнерства «Союз производителей извести».

Институт обладает квалифицированными кадрами, которые выполняют широкий спектр работ: исследование характеристик известняка и получаемой извести, технологический аудит ее производства, комплексное проектирование печей обжига известняка, организация изготовления оборудования, поставка оборудования и материалов, авторский надзор, шеф-монтаж и пусконаладочные работы. Кроме того, «Липецкстальпроект» имеет большой опыт модернизации и реконструкции печных агрегатов на ограниченных площадях действующих цехов.

Все специалисты, участвующие в проектировании, аттестованы в соответствии с требованиями, предъявляемыми к разрешенным видам проектных работ. Система менеджмента качества сертифицирована в соответствии с требованием стандартов ИСО 9001:2008. Системы контроля и управления постоянно совершенствуются, количество выбросов в атмосферу снижается благодаря оптимизации сжигания топлива и эффективной очистке продуктов сгорания. Проектные работы института в значительной степени имеют энергосберегающую и экологическую направленность.

В настоящее время институт взаимодействует с мировыми лидерами в сфере исследования, проектирования и изготовления оборудования для обжига известняка, в числе которых Maerz Ofebau AG (Швейцария), Terruzzi Fercalx SPA (Италия), PDC Inc (США), Bekenbach (Германия).

Эффективность работы шахтной печи в значительной мере определяется условиями совместного протекания процессов горения топлива, теплообмена и диссоциации карбонатов. Разработка рациональных тепловых схем главным образом связана с обеспечением требуемого режима обработки материала при минимальном расходе топлива. Для равномерного распределения подачи тепла по сечению печи ОАО «Липецкстальпроект» применило газораспределительное устройство (керн) крестообразной формы из периклазхромитового огнеупорного кирпича, внутри которого были выполнены каналы с окнами для выхода газов в слой материала.

Первой по такой технологии была проведена реконструкция шахтной известеобжиговой печи № 1 Николаевского глиноземного завода с переводом ее с мазутного отопления на отопление природным газом. После запуска в 1998 году печь показала неплохие результаты, аналогичная реконструкция была выполнена на двух других печах.

На печах № 1 и № 2 Николаевского глиноземного завода были отработаны режимы в интервале производительности от 150 до 220 тонн/сутки, расход условного топлива установлен на уровне 135–145 кг у. т. т. извести, содержание (CaO+MgO)акт – на уровне 92–94%. В дальнейших реконструкциях известеобжиговых печей вместо периферийных горелок были применены выносные топки полного сжигания.

Эффективность применения выносных топок видна на примере печей Северского трубного завода, расположенного в городе Полевском Свердловской области. Даже в процессе пусконаладки, когда в связи с модернизацией механизмов загрузки и выгрузки производительность печи не превышает 50% от номинальной, печь, работая на одних выносных топках, не зависает, не образуются свары, нет пережога, хотя время пребывания материала в зоне обжига в два раза превышает номинальное значение.

В интересах ОАО «Северский трубный завод» ОАО «Липецкстальпроект» выполнило проектные работы по строительству цеха обжига известняка в составе дробильно-сортировочного комплекса, двух печей, инфраструктуры цеха, участков загрузки известняка, выгрузки, хранения, рассева и отгрузки извести потребителям. Все производство извести осуществляется в автоматизированном режиме с управлением от компьютерной техники. Получаемая известь считается лучшей в холдинге «ТМК».

Аналогичная работа по применению выносных топок была выполнена на ОАО «Ижсталь» в городе Ижевске на известняке Пугачевского месторождения фракции 45–60 миллиметров. Этот известняк характеризуется разрушением при нагревании и большой истираемостью. В ходе работ была получена известь активностью ≥92%, при ней количество пыли и мелкой фракции в пространстве печи достигает 20–25%, что делает обжиг более сложным, так как аэродинамический режим в печи менее предсказуем. Такое образование мелкой фракции приводило к закупориванию секторов печи, зависанию и сводообразованию, а также самосходу извести со стола выгрузки. Несмотря на все эти трудности, печь была запущена, но несколько с другой технологией обжига: 70% газа подавалось на керновые горелки, остальное – на периферию.

Получение высококачественной извести с высокой реакционной способностью на печах ОАО «Липецкстальпроект» основано на применении следующих технологий:

Оборудование для металлургии

Шахтные печи для производства извести

Широкая линейка наших разработок позволяет в кратчайшие сроки подобрать оптимальное решение для Вашего бизнеса в любой ценовой категории .

Линейка шахтных печей «КСТ»

• Недорогие решения для производства высококачественной металлургической извести
• Высокая экономичность
• Качество получаемого продукта сравнимо с производимым в регенеративных прямоточно-противоточных печах

Шахтные печи марки «КСТ» могут обжигать материалы с крупностью от 20 до 160 мм и при температурах от 800 до 2200 ° С.

Особым преимуществом линейки печей «КСТ» является преемственность формы шахты, типов загрузочного и разгрузочного механизмов с печами ранних отечественных конструкций, построенных в разные годы по типовым проектам Гипрострома и Росстромпроекта. Такие печи могут быть модернизированы до печей «КСТ» с минимальными капитальными затратами. В результате реконструкции расходы топлива на обжиг сокращаются в среднем на 15-20 %.

Столь широкие возможности печей «КСТ» обуславливаются особенностями конструкции шахты, современных устройств ввода и сжигания топлива, строго определенным размещением этих устройств по высоте, радиусу и образующей печи. Размещением устройств ввода и сжигания топлива достигается оптимальное распределение температур по высоте шахты и равномерность прогрева материала во всех сечениях печи.

Устройства ввода топлива печей «КСТ» устанавливаются с высовом в слой породы. Они оснащены уникальной системой тепловой защиты и самоохлаждения, обеспечивающей долговременную стойкость горелок в слое породы при температурах до 1350 ° С. Для применения в условиях сверхвысоких температур, вплоть до 2200 ° С, разработана система принудительного охлаждения топливных устройств высокотемпературным теплоносителем в замкнутом цикле. Благодаря эффективной системе рекуперации тепла тепловая энергия не теряется с охлаждающим агентом, а полностью возвращается в печь с подогретым воздухом.

Простые формы и прямой профиль печей «КСТ», позволяют футеровать их огнеупорами серийной поставки, что определяет низкую стоимость футеровки и богатый выбор поставщиков огнеупоров . Огнеупоры для рабочего слоя футеровки выбираются исходя из необходимых температур в печи, химического состава и свойств обжигаемого материала, поэтому футеровка печей сохраняет стойкость и не требует замены на протяжении многих лет.

« MF » и «КСТ S » специально разработаны для обжига мелкофракционных материалов , образующихся на этапах обогащения и при измельчении сырья. Эти печи оснащены мощным тягодутьевым оборудованием, которое нагнетает в слой породы воздух под давлением до 40 кПа, благодаря чему шахтный обжиг доступен для мягкого обжига известняка и доломита с крупностью от 20 мм, а также агломерации различных материалов при высоких температурах с крупностью от 10 мм.

Агломерационная технология шахтного обжига обладает весомыми преимуществами перед другими. Она отличается наименьшими топливными, капитальными и эксплуатационными затратами в сравнении, например, с технологией спекания во вращающейся печи. По разработанной нами технологии в печах «КСТ S » может быть налажено производство агломерированного магнезита, шпинели, спекание бокситов.

Линейка шахтных печей « JTR»

Печи « JTR » – прямоточно-противоточные регенеративные печи с системой пульсирующего обжига. Они выполняются в виде двух шахт круглого или прямоугольного сечения с общими системами подачи газа, воздуха, дымоудаления и газоочистки.

В сравнении с обычными двухшахтными регенеративными печами, предлагаемое решение имеет значительные преимущества, обусловленные применением современной газодинамической схемы и использованием пульсирующего нагрева:

• Потребление электроэнергии уменьшено на 30-40 % (по отношению к классическим регенеративным двухшахтным печам)
• Уменьшение затрат на футеровку на 20-30% за счет отсутствия сложные футерованных конструкций из фасонных изделий
• Отсутствует необходимость периодического ремонта и замены пиковых горелок
• Обеспечена возможность ремонта шахт без остановки производства извести
• Существенно снижены затраты на очистку газоходов

Прямоточно-противоточная двухшахтная печь обжига известняка предназначена для мягкого обжига известняка с получением высококачественной быстрогасящейся металлургической извести, строительной извести, также как и в печах «КСТ S » в них может вестись обжиг пород со спеканием. Отопление печи производится природным газом.

Линейка « JTR » насчитывает четыре разновидности шахтных печей для выпуска продукции разных марок:

• JTR ML — мягкий обжиг известняка и доломита средней крупности
• JTR MF — мягкий обжиг известняка и доломита мелкой фракции
• JTR B — обжиг карбонатных пород при повышенных температурах
• JTR S — агломерирующий обжиг и обжиг со спеканием

Ключевой особенностью технологии обжига известняка в печах «JTR » является создание двух потоков газообразного теплоносителя, направленных по вертикали в противоположные стороны по ходу такта обжига. За счет этого в пространстве печи формируется однородный поток горящего топлива, раскрывающийся во всех направлениях. Основной поток газов в зоне обжига движется в прямотоке с материалом вниз к нижнему коллектору, из которого откачивается принудительно и поступает в соседнюю шахту. Расходы всех газовых сред переменны во времени, за счет чего реализуется пульсирующий режим нагрева, обжига и охлаждения. В нижнюю часть каждой шахты вводится охлаждающий воздух. Пульсации в двух шахтах осуществляются в противофазе. Режим пульсирующего обогрева гранул известняка обеспечивает эффективное использование тепла продуктов сгорания топлива без перегрева поверхности гранул.