7.2.2. Топливо

На свеклосахарных заводах для производства извести используют твердое топливо: малозольные антрациты марок АК и АП, а также кокс.

Основной горючей массой антрацита и кокса является углерод (C), содержание которого составляет 85 - 90%. В состав антрацита входят также зола (смесь минеральных солей) и летучие вещества (горючие газы - водород, метан и смолы, которые выделяются из него при нагревании). Летучие горючие вещества, входящие в состав топлива, выделяются в зоне подогрева, в которой отсутствует кислород, а следовательно, невозможен и процесс горения. Поэтому теплота сгорания летучих веществ является безвозвратными потерями тепла, которая должна быть исключена при расчете расхода топлива на обжиг.

Смолистые вещества очень трудно выделяются из сатурационного газа при его очистке и в дальнейшем отлагаются на рабочих органах компрессоров. Зола топлива при высокой температуре образует с известью легкоплавкие соединения, и поэтому желательно, чтобы в топливе было минимальное содержание тугоплавкой золы.

При изменении марки топлива строго контролируют режим печи и вносят соответствующие коррективы в режим ее работы.

При использовании кокса получают сатурационный газ со значительно меньшим содержанием смолистых веществ, и, кроме того, уменьшаются примерно на 8 - 10% потери с химическим и механическим недожогом.

Хранят топливо в штабелях, уложенных на специальных площадках.

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.