Переделы производства

Satarem | Системы предварительного обжига и декарбонизации

Печи с декарбонизатором (PC) были разработаны на основе печей с циклонными теплообменниками (SP). Параметры их технологических процессов (тепловой баланс и др.) схожи, существенная разница состоит в том, что при наличии декарбонизатора 50–60% топлива (тепла) вводится в специальную камеру между печью и нижним циклоном. Это позволяет правильнее распределять расход тепла в процессе и обеспечивает серьезные преимущества.

Поскольку для всех декарбонизаторов с расходом топлива 50–60% требуется отдельный газоход для третичного воздуха, практически все печи должны быть оборудованы колосниковыми холодильниками.

Новый декарбонизатор Satarem с низким уровнем выбросов NOx имеет уникальную конструкцию, позволяющую увеличить время удержания в декарбонизаторе (5–8 с) и обеспечивающую полное сгорание даже низкокачественного горючего, как например, угля с низкой теплотворной способностью (порядка 22,6 МДж/кг) и малым содержанием летучих.

Декарбонизация сырьевой смеси требует больших затрат энергии (порядка 1,3 МДж/кг сырьевой смеси, или 2,0 МДж/кг клинкера) для разложения карбонатов, по реакции:

CaCO3 + теплота → CaO + CO2

В процессе нагрева декарбонизация муки не происходит одномоментно при заданной температуре: она начинается при 600–700°C, чтобы закончиться при 900–1000°C. Соответственно, решающим параметром в процессе декарбонизации является не только уровень температуры, но и время удержания сырьевой муки.

Тогда как теплопередача от газа взвешенной сырьевой муке в теплообменнике завершается в долю секунды, время полной декарбонизации при температуре порядка 900°C во взвешенном состоянии составляет от 2 до 12 с. Поскольку в декарбонизаторе должно происходить только 90–95% от полной декарбонизации во избежание проблем залипания, время нахождения порядка 5–8 с оказывается достаточным.

Нормально работающая система должна удерживать сырьевую муку во взвешенном состоянии в течение нескольких секунд при температуре от 850 до 900°C в стационарной емкости без залипания и обеспечить полное сгорание органических веществ – это основные требования для всех систем декарбонизации.

Горение в декарбонизаторе происходит в иных условиях, чем в печи:

1. горение происходит при температуре среды порядка 850–900°C (в печи температура пламени около 1850°C);

2. предварительно нагретая сырьевая мука, взвешенная в воздухе, идущем на горение, или в смеси воздух – газ, должна поглощать тепло в декарбонизаторе, находясь в относительно узком диапазоне температуры: от 860 до 890°C. Нужно избежать спекания материала для предотвращения залипания декарбонизатора и последующих циклонов.

Для обеспечения эффективной и бесперебойной работы должны быть соблюдены следующие условия:

1. интенсивное перемешивание горючего с доступным кислородом. Существенно оптимальное диспергирование горючего в газовом потоке (при жидком горючем – тончайшее измельчение);

2. время удержания должно быть достаточным для полного сгорания – 5–8 с;

3. температура третичного воздуха на выходе из колосникового холодильника должна стабильно поддерживаться в диапазоне от 850 до 900 °C. Эффективная работа холодильника критична для устойчивости процесса декарбонизации;

4. схема распределения скорости газа в циклонах и всей системе играет важную роль в равномерном распределении сырьевой муки внутри декарбонизатора. Неравномерное распределение сырьевой смеси нарушает горение и создает риск образования CO и снижения производительности;

5. горелка с низким уровнем выбросов NOx необходима для восстановления оксидов азота обратно в азот. Данная задача может быть решена созданием частично восстановительной среды в нижней части декарбонизатора.

Конструкция декарбонизатора и удельный расход тепла. Хорошо спроектированный теплообменник должен обеспечить как можно более низкое удельное потребление тепла при обжиге клинкера, а значит, возможно более низкую температуру на выходе из теплообменника.

Satarem | Системы предварительного обжига и декарбонизации

Учитывая растущую стоимость горючих материалов, стандартный теплообменник включает, как правило, 5 ступеней циклонов, что позволяет снизить удельный расход тепла, несмотря на рост потребления электроэнергии для работы дымососов. Снижение расходов на топливо более чем компенсирует увеличение потребления электроэнергии.

На практике, допустимый уровень температуры выходящих газов для 5-ступенчатого теплообменника должен быть порядка 310–330°C. Добавочная ступень циклонов с низким аэродинамическим сопротивлением влечет за собой увеличение перепада давления дымососа примерно на 90 мм водяного столба.

Технический уровень проектирования циклонов Satarem делает возможным максимально снизить перепад давления и в то же время достичь высокоэффективного пылеосаждения. Общая экономия потребления тепла при установке нового 5-ступенчатого теплообменника Satarem по сравнению с традиционным 4-ступенчатым составляет 50–100 кДж/кг клинкера.

Для каждого теплообменника отдельное ТЭО может позволить определить точное количество необходимых ступеней.

Последние разработки Satarem в технологии обжига. В их числе – новая технология сжигания пластика в печных горелках, благодаря которой все виды пластмасс могут быть введены в форкамеру, где нагреваются до высокой температуры. Образующиеся газы используются в горелке для получения температуры до 1700°C. Данная технология позволяет сжигание всех видов ТБО, включая любые пластмассы, без предварительной обработки.

Представительство в России и СНГ:

ЗАО «Сатарем-Восток»

Тел./факс: +7 495 650 18 92

Тел. моб.: +7 909 995 89 73

E-mail: satarem@mail.ru

www.satarem.com


Использование опубликованных на сайте материалов допускается только с упоминанием источника (журнал «Цемент и его применение») и активной гиперссылкой на цитируемый материал.
Поделиться:  
Использование опубликованных на сайте новостных материалов допускается только с упоминанием источника (журнал «Цемент и его применение») и активной гиперссылкой на цитируемый материал.