[發明專利]燃燒塊狀材料的方法

有效

• 申請號: 201380072835.1
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN105026333B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 漢內斯·皮林格;帕特里克·布赫爾
• 申請（專利權）人: 麥爾茲歐芬堡股份公司
• 主分類號: C04B2/12
• 分類號: C04B2/12
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 張天舒,張杰

技術領域

本發明涉及一種用于燃燒塊狀材料特別是石灰石、白云石磚、鎂磚或其它碳酸鹽巖的方法，在至少一個軸里，其包括預熱區、燃燒區和冷卻區，其中，煤經由燃燒器噴槍進行供給。

背景技術

石灰燃燒的燃料費用是相當大的并且可以占生產成本的50％以上。由于在大多數情況下，煤是最廉價的能量來源，當前大部分的石灰窯都是燃煤。然而煤炭在其屬性方面卻差異很大。例如，高含量的灰分和硫具有不利的影響，因為熟石灰被不希望地污染。

煤的一個特別特點是它的溶脹指數(swelling index)。從眾多的實際測試中，已知的是迄今為止具有溶脹指數大于1.0的煤尚不可能在石灰窯中加以使用，尤其是在并行流-逆流再生石灰窯里，因為遇到了嚴重的運行問題，如對于燃燒器噴槍的堵塞和由于氧化或熔化造成燃燒器噴槍的燃盡。由于在PCR軸式石灰窯里這樣的煤的受限可用性，迄今為止，要么使用圓柱形旋轉窯，要么不得不使用石油焦炭或液體或氣體燃料。然而圓柱形回轉窯具有相當大的缺點，它們消耗比PCR石灰窯多50-100％的燃料，并且因此也排出更大量的CO₂進入大氣。使用石油焦炭也是不利的，因為它的硫含量可以是煤中硫含量的10倍，從而產生進一步的限制。此外，液態和氣態燃料在某些情況下是不可用，或者比煤貴得多。

DE 32 27 395 C2公開了一種制造用于氣化器反應器或軸式窯的固定床的煤球(briquettes)的方法，其中30-85％的非結塊原煤和15-70％的結塊原煤被混合并隨后形成煤球，其中，結塊煤具有大于5的結塊能力(腫脹指數)。

發明內容

本發明是基于具體化用于燃燒塊狀物料的方法為目標，利用該方法燃料成本可以降低。

根據本發明，用于燃燒塊狀物料的方法是通過以下方式實現的，即在包括預熱區、燃燒區和冷卻區的至少一個軸中，其中具有＞1的溶脹指數的煤與傳輸介質一起通過燃燒器噴槍被提供，其中所述燃燒器噴槍具有燃燒器尖端，經由該燃燒器尖端所述煤連同傳輸介質一起到該軸內，其中，在燃燒器噴槍里的煤的溫度保持低于某一溫度值，在該溫度下被使用煤的熔融相被形成。在此，對于煤的運輸，采用傳輸介質，在該軸中，在直接毗鄰燃燒器尖端的區域里，形成了貧氧氣氛以便在其從燃燒器噴槍出來后延緩煤的燃燒。

在本申請中，溶脹指數是按照標準ASTM D720-91的定義。

煤通常經由燃燒器噴槍以煤塵的形式被氣動地噴射入窯內。燃燒器噴槍位于預熱區段或所述軸的燃燒區并且由塊狀物料特別是石灰石包圍。在此，在預熱區的上端處的塊狀物料的溫度大約為100℃，而在其下端，所述溫度低于物料煅燒的典型煅燒溫度約50℃，對于石灰石而言，煅燒溫度通常為約750℃至800℃。塊狀物料的熱量是通過燃燒器噴槍的壁從外部傳遞到內部的，借此所提供的煤在離開該燃燒器噴槍之前被加熱并且在燃燒器噴槍外自動點燃。

在本發明所基于的試驗中，我們發現在上述特定的溫度之上，具有溶脹指數＞1的煤形成熔融相，其附著在燃燒器噴槍的內壁并且在短時間后就堵塞所述燃燒器噴槍。此外，在窯軸的再生階段，在燃燒器內的沉積可以點燃并且因此非常迅速損毀燃燒器噴槍。已經發現在特定溫度被超過的情況下，具有溶脹指數＞1的煤的揮發性成分非常迅速地導致結塊。在這種現象的情況下，首先形成熔融相，其由于揮發性成分的逃逸而溶脹并且迅速堵塞燃燒器噴槍。發現在200-300的范圍內的范圍內煤的揮發成分慢慢地逃逸并且在高于450℃下迅速逃逸。然而取決于煤的類型，這些數值可以變化很大。

在本發明所基于的試驗中，使用不同的煤，發現相變現象通常在高于150℃時開始。在實驗窯里，溶脹實驗還表明取決于煤的類型，煤的膨脹可以開始于不同的溫度。所述溫度通常為約250℃。但是，如果在燃燒器噴槍里的煤的溫度保持在低于被使用的煤的熔融相被形成的溫度值，使用具有溶脹指數＞1的煤是可能的。特別是在北美，存在具有相對高的溶脹指數＞1的廉價煤炭的高可用性。通過上述方法，現在有可能在軸式石灰窯中使用這樣廉價的煤，由此所述燃料成本可相對于以前所使用的煤而大大減少。