Патент на изобретение №2155726

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗВЕСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к производству извести, применяемой предприятиями химической промышленности как технологическое сырье, в металлургической промышленности в качестве флюсов. Техническим результатом является повышение степени обжига, сокращение длительности процесса и повышение производительности процесса. Способ производства извести включает дробление известняка до фракции крупностью 40 – 150 мм, обжиг кускового известняка в шахтной печи продуктами сгорания топлива – природного газа в режиме противотока сверху вниз последовательно в трех технологических зонах: зоне подогрева с температурой до 900° С, зоне собственно обжига с температурой 900 – 1200°С и зоне охлаждения с температурой 40 -70°С. Причем природный газ подают в печь при давлении 2 – 45 кПа, дробление известняка осуществляют грохочением, после зоны охлаждения известь подвергают дроблению, которое осуществляют в щековой и молотковой дробилках, а часть печного газа с концентрацией диоксида углерода не менее 20% утилизируют и направляют на производство белой сажи и химически осажденного мела. 5 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к производству извести, применяемой предприятиями химической промышленности как технологическое сырье и в металлургической промышленности в качестве флюсов. В дробленом виде известь комовая технологическая используется в строительстве, для нейтрализации кислых стоков, для раскисления почв (при осенней и весенней вспашки) и в качестве добавки в корм домашним животным и птицам.

Известен способ получения извести путем смешивания известняка с твердым топливом, загрузки, зажигания шихты и обжига известняка с прососом сквозь слой шихты газового потока на решетке обжиговой печи (SU, 947115, C 04 B 2/02, 1982).

Недостатком известного способа является то, что в обжиговую печь крупные и мелкие фракции шихты загружают совместно. Крупные куски известняка размером более 150 мм, расположенные в части слоя со стороны зажигания, в связи с дефицитом тепла не успевают обжечься, понижая при этом степень обжига всей получаемой извести.

Известен способ производства извести совместной тепловой обработкой известняка и твердых углеродсодержащих материалов, причем подачу последних осуществляют на слой известняка (SU, 1303573, C 04 B 2/02, 1987).

Недостатком известного способа является необходимость использования в качестве твердых углеродсодержащих материалов только коксовой мелочи, что приводит к удорожанию производства в целом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ производства извести, включающий дробление известняка, обжиг кускового известняка в шахтной печи продуктами сгорания топлива и выгрузку готового продукта (SU, 1198034, C 04 B 2/10, 1985).

Недостатками данного способа являются неудовлетворительная степень обжига, длительность процесса и связанная с этим невысокая производительность процесса.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение степени обжига, сокращение длительности процесса и повышение производительности процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства извести, включающем дробление известняка, обжиг кускового известняка в шахтной печи продуктами сгорания топлива и выгрузку готового продукта, согласно изобретению, обжиг ведут в режиме противотока сверху вниз последовательно в технологических зонах: зоне подогрева с температурой до 900^oC, зоне собственно обжига с температурой 900-1200^oC и зоне охлаждения с температурой 40-70^oC, дробление известняка осуществляют до фракции крупностью 40-150 мм, а в качестве топлива используют природный газ.

Оптимальными условиями достижения указанного технического результата являются следующие:
– природный газ подают в печь при давлении 2-45 кПа;
– дробление известняка осуществляют грохочением;
– после зоны охлаждения известь подвергают дроблению;
– дробление извести осуществляют в щековой и молотковой дробилках;
– часть печного газа с концентрацией диоксида углерода не менее 20% утилизируют и направляют на производство белой сажи и химически осажденного мела.

Заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности “Новизна”, “Изобретательский уровень” и “Промышленная применимость”, поскольку совокупность признаков: дробление известняка, обжиг кускового известняка в шахтной печи продуктами сгорания топлива и выгрузку готового продукта, причем, согласно изобретению, обжиг ведут в режиме противотока сверху вниз последовательно в технологических зонах: зоне подогрева с температурой до 900^oC, зоне собственно обжига с температурой 900-1200^oC и зоне охлаждения с температурой 40-70^oC, дробление известняка осуществляют до фракции крупностью 40-150 мм, а в качестве топлива используют природный – газ обеспечивает неочевидный результат – повышение степени обжига, сокращение длительности процесса и повышение производительности процесса.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Известь комовая технологическая представляет собой отдельные куски различных размеров с небольшим количеством пыли.

Плотность извести 2,7 г/см³, температура плавления извести 2570^oC, известь взаимодействует с водой с выделением большого количества тепла, переходя в гашеную известь по реакции:
CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + 65,3 кДж/моль
При прокаливании Ca(OH)₂ снова получают негашеную известь CaO.

Гашеная и негашеная извести поглощают из среды диоксид углерода, особенно в присутствии влаги.

Процесс обжига происходит в шахтной известково-обжигательной печи, работающей по принципу противотока.

Шахтная печь представляет собой установленную вертикально на фундаменте шахту, снабженную в верхней части устройством для загрузки исходного материала, а в нижней – механизмом для выгрузки продукции.

Предварительно осуществляют дробление известняка до фракции крупностью 40-150 мм. Затем подготовленный известняк загружают в шахту.

Движущийся в шахте сверху вниз известняк проходит последовательно три технологические зоны: зону подогрева высотой 7 м, зону собственно обжига высотой 7,5 м и зону охлаждения высотой 3,5 м.

В зоне подогрева происходит нагревание известняка от температуры окружающей среды до 800-900^oC за счет тепла движущихся из зоны обжига газообразных продуктов. В зоне собственно обжига происходит горение природного газа и разложение известняка на известь, углекислый газ при температуре 900-1200^oC.

Температуру в зоне обжига поддерживают за счет сжигания природного газа, который поступает в печь через пять газовых балок, расположенных на одном уровне.

В зоне охлаждения температуру извести снижают движущимся снизу вверх холодным воздухом до 40-70^oC.

Для реализации способа используют печь производительности 150 т/сутки с полезным объемом вместимости шахты 214 м³. Поперечное сечение шахты щелевидное.

Загрузочное устройство печи состоит из скипового подъемника с электрической лебедкой, приемного бункера с крышкой и двух течек. Заданный уровень загрузки шихты поддерживается радиоактивным указателем уровня, сблокированным с механизмом загрузки.

Выгрузку извести из печи производят выгрузным механизмом непрерывного действия очелкового исполнения. Величину выгрузки регулируют с помощью кулисы кривошипа и изменения числа ходов очелка вариатором.

Природный газ при давлении 2-45 кПа (0,02-0,45 ати) подают в печь с проходом через сужающее устройство для замера расхода. Далее газ распределяют по балкам с одновременным регулированием давления.

Воздух для горения подают в нижнюю часть печи под балки за счет разрежения в печи, создаваемого дымососом. Печной газ из печи удаляют из печи дымососом.

Часть печного газа с концентрацией диоксида углерода не менее 20% отбирают и направляют в цех производства белой сажи для карбонизации раствора жидкого стекла и в цех производства химически осажденного мела для карбонизации известкового молока. Отбор печного газа производят через балку, установленную в печи ниже уровня загрузки.

Балки периодически охлаждают водой (теплообменник “труба в трубе”).

Технологический процесс производства извести состоит из следующих стадий:
подготовка шихты;
загрузка шихты в печь;
обжиг известняка;
транспортировка извести на склад;
дробление извести (в случае необходимости, по требованию потребителей).

Известняк загружают в бункер, откуда питателем и ленточным конвейером подают на грохот. Фракции менее 40 мм по течке отводят в бункер отходов.

Известняк фракции 40-150 мм направляют в бункеры скиповых подъемников и подают в бункер загрузочного устройства печи. Затем известняк поступает в печь, где перемещается сверху вниз за счет непрерывной или прерывной выгрузки извести, проходя последовательно три зоны: зону подогрева, зону собственно обжига и зону охлаждения. Из зоны охлаждения известь направляют через рассекатель на механизм выгрузки, а затем в бункер извести, расположенный в нижней части печи. Из бункера по мере его заполнения известь периодически питателем подают на ленточный конвейер и далее – в бункер готовой продукции.

В случае необходимости (по требованию потребителей) готовую известь направляют в щековую дробилку, затем в молотковую дробилку и далее по течке – в пневмонасос, транспортирующий дробленную известь в бункер-накопитель.

Готовая известь комовая технологическая по показателям на сухое вещество содержит массовую долю суммы активных оксидов кальция и магния в расчете на оксид кальция не менее 70-80%, содержание фракции менее 10 мм составляет не менее 90%, при этом время гашения извести составляет не более 15-20 минут.

По отношению к наиболее близкому аналогу степень обжига повышена примерно на 20%, длительности процесса сокращена на 14%, а производительность процесса увеличена на 17%.

Формула изобретения

1. Способ производства извести, включающий дробление известняка, обжиг кускового известняка в шахтной печи продуктами сгорания топлива и выгрузку готового продукта, отличающийся тем, что обжиг ведут в режиме противотока сверху вниз последовательно в трех технологических зонах: зоне подогрева с температурой до 900^oC, в зоне собственно обжига с температурой 900 – 1200^oC и зоне охлаждения с температурой 40 – 70^oC, дробление известняка осуществляют до фракции крупностью 40 – 150 мм, а в качестве топлива используют природный газ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что природный газ подают в печь при давлении 2 – 45 кПа.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что дробление известняка осуществляют грохочением.

4. Способ по любому из пп.1 – 3, отличающийся тем, что после зоны охлаждения известь подвергают дроблению.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дробление извести осуществляют в щековой и молотковой дробилках.

6. Способ по любому из пп.1 – 5, отличающийся тем, что часть печного газа с концентрацией диоксида углерода не менее 20% утилизируют и направляют на производство белой сажи и химически осажденного мела.