[發明專利]控制將含有混合物的石灰燒成生石灰的過程的方法和設備

有效

• 申請號: 200980160281.4
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN102472582A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: L·萊鄧格;E·達爾克維斯特
• 申請（專利權）人: ABB公司
• 主分類號: F27B7/42
• 分類號: F27B7/42;F27D19/00;F27D21/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及用于控制在回轉窯中燃燒含有混合物的石灰和將其轉換成生石灰的過程的方法和設備。所述方法例如在紙漿廠(石灰窯)和水泥工業中是特別有用的。

背景技術

在用于將形式為含有混合物的石灰(也稱為石灰漿或石灰泥)的石灰石(CaCO₃)燒制成生石灰(CaO，也稱為煅石灰)的過程中，處理設備包括被模制為管式反應器的回轉窯。含有混合物的石灰在窯的一端(也稱為冷端)被引入，而與空氣混合的燃料在窯的另一端(也稱為熱端)被引入。含有混合物的石灰的水分在處理過程期間幾乎全部蒸發。

在窯中的化學反應被描述為：CaCO₃+熱→CaO+CO₂。

被用于燒制含有混合物的石灰的回轉窯的熟知的問題是在窯的內部周界上環形物的形成。環形物是當石灰中的惰性物質熔化并然后粘結到窯的內部周界的壁上時形成的。環形物也可以是由蒸發的物質構成的，它們積聚在內壁上更靠近窯的冷端。含有混合物的石灰的高的堿含量是這種形成的一個原因，它也會增加燒結的風險。蒸汽在一定的溫度(位置)凝結，以及環形物往往在窯的周界內的某個位置處形成。一個或多個壕溝可以同時被構成，取決于存在的物質及其濃度。在這樣的環形物后面，構成石灰“池”，阻止自然的石灰流通過窯。另一個已知的問題是在這樣的環形物后面很容易形成泥球，這使得石灰的燃燒不均勻，其結果是不均勻的生石灰，即，產品質量的大的變化，和遠偏離能量的最佳使用。這樣的環形物和泥球也造成石灰質量差，還會中斷石灰生產。今天，在窯內的環形物形成通常是通過用槍將其射走而去除的。這造成在生石灰生產時的不希望的中斷。

發明內容

本發明的目的是減輕在窯內石灰沉積的缺陷。

按照本發明的第一方面，這個目的通過本發明的方法而達到的。

該方法包括收集在沿空腔的縱軸的多個測量點處的壁中的溫度的測量數據；至少根據壁中的溫度的測量數據預測沿空腔的縱軸的實際的溫度梯度，以及借助于描述沿窯的空腔的溫度的熱模型，根據所預測的沿空腔的溫度梯度和用于控制窯中溫度的預定的控制策略，確定沿空腔的期望的溫度梯度，以便控制在窯的壁的內側上的石灰沉積的區域和減輕石灰沉積的缺陷。

窯中的溫度沿窯的長度變化。在放置燃燒爐的那一端(即，熱端)處溫度最高，以及趨于供應石灰漿的那端(即，冷端)溫度降低。環形物形成是由于在空腔的內表面上的石灰沉積，并且是在一定的溫度下發生。因此，環形物形成的位置取決于窯中的溫度。如果溫度高和停留時間足夠長，則沉積的石灰將開始燒結和形成不溶解于水的化合物。按照本發明，預測沿窯的空腔的縱軸的實際的溫度梯度，并根據預測的溫度和預定的控制策略，確定沿空腔的期望的溫度梯度。所謂控制策略是指用于控制在空腔中石灰沉積在何處發生，以便減輕由于石灰沉積而引起的缺陷的策略。要減少或阻止石灰沉積是很困難的。然而，有可能通過控制在空腔中石灰沉積在何處和如何發生，而緩和石灰沉積的結果。通過控制空腔中的溫度，可以達到在空腔中石灰沉積在何處和如何發生的控制?？刂撇呗赃€可以包括對于在窯中的沉積的區域中的最大溫度的規則，以便阻止沉積的石灰的燒結。為了達到期望的溫度梯度的、用于含有混合物的石灰和燃料的供應量的設定點數值是根據期望的溫度梯度和預測的窯中的溫度而被確定的。

所謂沉積的區域是指由于窯中的當前的溫度條件，其上可以發生石灰的沉積的空腔的壁的區域。

測量空腔內的溫度是困難的。然而，測量窯的壁中的溫度要容易得多。按照本發明，空腔內的溫度是根據熱模型進行預測的。由于隨時改變的條件，熱模型通過測量沿著窯在多個位置處的壁中的溫度而進行調整。模型的這種調整對于達到空腔內的溫度的正確的預測是重要的。

按照本發明的實施例，該方法包括：收集加到窯中的含有混合物的石灰的供應量的測量數據，收集加到所述燃燒爐的燃料的供應量的測量數據，根據含有混合物的石灰的供應量和燃料的供應量預測沿所述空腔的縱軸的實際的溫度梯度，和確定對于含有混合物的石灰的供應量和燃料的供應量的設定點數值，以便得到期望的溫度梯度。

按照本發明的另一個實施例，控制策略是使沉積區域中的溫度基本上保持為恒定的水平，以便石灰的沉積集中在小的區域。如果在窯中的溫度條件是非常穩定的，則石灰的沉積將集中在空腔內小的區域。因此，環形物形成將變為非常薄，并且由于在窯中石灰漿的運輸和/或由于它本身的重量，它將斷裂開。由此，由于在空腔中環形物形成所造成的生石灰生產的不期望的中斷得以減少或甚至避免。