Pionowy piec szybowy podgrzewa materiał w nieruchomym, pionowym naczyniu. Pasza wchodzi od góry. Porusza się po gorącym łóżku i opuszcza na dole. Stabilna wydajność wymaga równomiernego przepływu materiału, dobrego przepływu gazu i odpowiedniego doprowadzenia ciepła.
Piece do wypalania wapna i cementu mają różne zadania. Wapienny piec zamienia wapień w wapno palone. Cementowy piec szybowy zamienia przygotowany surowiec w klinkier. Ich zapotrzebowanie na paszę, ciepło i testy produktów są różne. Różnice te mają znaczenie przy wyborze pieca.
Struktura pieca
Główne części pieca szybowego
Stalowa skorupa utrzymuje wykładzinę ogniotrwałą. Wyściółka chroni skorupę przed gorącem. Urządzenia podające rozprowadzają materiał od góry. System wyładowczy usuwa produkt z dna. Wentylatory przepuszczają powietrze i gaz przez system.
W typowym jednowałowym piecu wapienniczym kamień przesuwa się w dół, podczas gdy gorący gaz unosi się w górę. Powietrze dostaje się do dolnej strefy i odbiera ciepło z wapna. To samo naczynie zapewnia podgrzewanie, kalcynację i chłodzenie. Strefy te mogą się przesuwać wraz ze zmianą paszy, paliwa i przepływu powietrza.
Proces pracy
Przygotuj i rozłóż paszę
Do produkcji wapna wapień jest kruszony i przesiewany. Małe cząstki, zwane drobnymi, mogą blokować szczeliny między kamieniami. Duże kamienie nagrzewają się dłużej. Wąski zakres rozmiarów ułatwia równomierny przepływ gazu przez złoże.
Paszę należy rozprowadzić po całym wale. Nie powinien gromadzić się po jednej stronie. Wytrzymałość kamienia, wilgotność i zawartość substancji chemicznych również wpływają na proces i gotowe wapno.
Cementowy piec szybowy wykorzystuje przygotowaną mączkę surowcową. W procesie opartym na peletach mieszanka mączki, zawartość paliwa i wytrzymałość peletu wymagają ścisłej kontroli. Rozmiary grudek wapienia nie są wskazówką dotyczącą rozmiaru peletów cementowych.
Rozgrzej i kalcynuj materiał
Unoszący się gorący gaz podgrzewa nowy surowiec. Wilgoć opuszcza materiał zanim dotrze do głównej strefy gorącej.
W piecu wapienniczym ciepło rozkłada węglan wapnia na tlenek wapnia i dwutlenek węgla:
CaCO₃ + ciepło → CaO + CO₂
Ciepło musi dotrzeć do środka każdego kamienia. Powstały wewnątrz gaz również musi uciec. Kamień może wyglądać na spalony na zewnątrz, ale nadal ma niespalony rdzeń. Zbyt dużo ciepła lub czasu może również zmniejszyć reaktywność wapna.
Klinkier cementowy wymaga dalszych reakcji. Wapno reaguje z krzemionką, tlenkiem glinu i związkami żelaza, tworząc minerały klinkieru. Szczytowa temperatura materiału wynosi około 1450 stopni. Ta temperatura klinkieru nie jest docelową wartością dla każdego pieca wapienniczego.
Ostudzić i rozładować produkt
Powietrze dostaje się do dolnej części pieca i chłodzi gorący produkt. W typowym piecu szybowym przeciwprądowym to ciepłe powietrze wspomaga spalanie powyżej. Odzysk ciepła pomaga zmniejszyć zużycie paliwa.
System wyładowczy kontroluje prędkość opuszczania się łóżka. Dawki paszy, paliwa, powietrza i wyładunku muszą ze sobą współdziałać. Nierówny wyładunek może pozostawić część materiału w piecu dłużej niż w przypadku innych materiałów. Następnie produkt trafia na przenośniki i magazyn. Wapno palone należy przechowywać w stanie suchym.
Zasady działania
Zrównoważyć paszę, ciepło i przepływ powietrza
Operatorzy muszą odczytywać kilka sygnałów jednocześnie. Szybkość podawania i wyładunku pokazuje, jak porusza się łóżko. Odczyty temperatury pokazują, gdzie wykorzystywane jest ciepło. Odczyty ciśnienia pomagają wykazać zmiany w przepływie gazu przez złoże. Testy gazu i testy produktu pomagają sprawdzić wynik.
Większa ilość drobnego pyłu, nagromadzenie lub słabe rozprowadzanie paszy może utrudnić przepływ gazu. Zmiana temperatury spalin może wskazywać na zmianę wymiany ciepła. Samo jedno odczytanie nie pokazuje pełnej przyczyny. Porównaj trendy w całym piecu.
Ciśnienie zmienia się również w zależności od lokalizacji. Ciśnienie nad złożem nie jest takie samo jak ciśnienie powietrza pod nim. Użyj nastaw dla wybranego pieca i systemu wentylatorów. Nie należy przykładać jednej wartości ciśnienia do całego pieca.
Przeczytaj każdy rysunek dla odpowiedniego pieca
| Typ pieca | Przedmiot | Wartość | Używać |
|---|---|---|---|
| Jednowałowy piec wapienny | Wyjście wapna | 100–400 t/d | Produkcja wapna palonego |
| Cementowniczy piec szybowy | Wyjście klinkieru | 12–35 t/h | Klinkier cementowy |
| Piec wapienniczy PFR | Rozmiar kamienia | 30–80 mm | Przesiewany wapień |
| Piec wapienniczy PFR | Stosunek wielkości kamienia | 2:1 | Jeden wybrany zakres rozmiarów |
| Piec wapienniczy PFR | Gaz wydechowy | Około 150 stopni | Połączona konstrukcja pieca PFR |
Pełny zakres 30–80 mm ma stosunek wielkości około 2,67:1. Nie należy go traktować jako jednego zakresu karmienia 2:1. Frakcje takie jak 30–60 mm lub 40–80 mm spełniają stosunek 2:1.
Ostateczne parametry sprzętu dobierane są pod kątem potrzeb materiałowych, wyjściowych, procesowych i terenowych. Skontaktuj się z firmą AGICO, aby omówić właściwą konfigurację pieca.
Opcje technologiczne
Trzy projekty pieców szybowych
Piec jednowałowy wykorzystuje jedno złoże materiału. Rozprowadzanie paszy, dostarczanie paliwa i dolny wyrzut pomagają utrzymać równomierny proces. Zobaczpiec wapienniczy szybowy pionowydla powiązanej opcji produkcji wapna.
Jakiśpiec szybowy pierścieniowyposiada pierścieniowy kanał materiałowy pomiędzy częścią wewnętrzną i zewnętrzną. Jego ścieżki gazowe różnią się od tych w prostym szybie. Części wewnętrzne wpływają również na dostęp do instalacji i naprawy.
A dwuwałowy piec wapiennymogą wykorzystywać technologię regeneracyjną z przepływem równoległym (ang. PFR). Dwa połączone wały przełączają obowiązki. Podczas spalania gorący gaz i materiał poruszają się w strefie spalania w tym samym kierunku. System odzyskuje ciepło przed zmianą obowiązków.
Energia i ograniczenia
Porównaj zużycie ciepła dla tego samego produktu
Płaszcz pieca szybowego pozostaje nieruchomy. Do obracania długiego korpusu pieca nie jest potrzebny napęd. Wentylatory, urządzenia podające, napędy wyładowcze i przenośniki w dalszym ciągu korzystają z energii elektrycznej. Moc silnika pieca nie jest równa całkowitemu zużyciu energii przez instalację.
Zużycie ciepła zmienia się w zależności od typu pieca. Konkluzje Komisji Europejskiej dotyczące BAT z 2013 r. podają następujące zakresy produkcji wapna i dolomitu.
| Typ pieca | Zużycie ciepła (GJ/t produktu) |
|---|---|
| Piec szybowy PFR | 3.2–4.2 |
| Piec szybowy pierścieniowy | 3.3–4.9 |
| Piec obrotowy z podgrzewaczem | 5.1–7.8 |
| Długi piec obrotowy | 6.0–9.2 |
Zużycie paliwa zależy również od jakości kamienia, gatunku produktu, obciążenia pieca i odzysku ciepła. Liczby te obejmują wapno i dolomit. Klinkier cementowy ma inny proces i bilans cieplny.
Udostępnij firmie AGICO informacje o materiałach, wynikach, paliwie i lokalizacji w celu przeglądu projektu.
Piec szybowy: utrzymuj otwarte ścieżki gazu
Piec szybowy wymaga otwartych szczelin w złożu, przez które może przepływać gaz. Zbyt duża ilość drobnych cząstek, słaby kamień lub nierówne podawanie mogą blokować te ścieżki. Dlatego też kontrola wielkości i wyładunku paszy jest kluczowym zadaniem.
Jego stała, pionowa skorupa umieszcza kilka stref grzewczych w jednym naczyniu. Układ zakładu nadal wymaga miejsca na sprzęt zasilający, wentylatory, oczyszczanie gazu i dostęp do napraw.
Piec obrotowy: przesuwaj materiał przez płaszcz
W piecu obrotowym zastosowano obracającą się, lekko nachyloną skorupę. Obracająca się skorupa porusza się i miesza materiał podczas jego przemieszczania się przez piec. Zakład potrzebuje także napędu, rolek podporowych, uszczelek i odpowiedniego układu chłodzenia.
Najlepszy wybór zależy od surowca, produktu i procesu. ZobaczPorównanie pieca obrotowego z piecem szybowym pionowymaby uzyskać więcej szczegółów.
Uwzględnij oczyszczanie gazu w instalacji
Oczyszczanie gazu jest częścią systemu pieca. Przepływ gazu, temperatura i obciążenie pyłem wpływają na wybór sprzętu. Warunki paliwa i spalania również wpływają na emisję. Dwutlenek węgla pochodzi zarówno z kalcynacji wapienia, jak i spalania paliw. Filtr przeciwpyłowy usuwa kurz; nie usuwa tego procesu CO₂.
Czynniki kosztowe
Zaplanuj pełny koszt instalacji
Cena pieca to tylko część budżetu. Działający zakład wymaga również obsługi paszy, zasilania paliwem, wentylatorów, oczyszczania gazu, kontroli i obsługi produktu. Fundamenty, konstrukcje stalowe i prace na budowie zwiększają koszt instalacji.
Zacznij od wymaganej wydajności i klasy produktu. Następnie określ, jaki sprzęt i usługi obejmuje cena. Ułatwia to porównywanie ofert dostawców.
Wydajność i klasa produktu
Ceny paliw i energii elektrycznej
Sprzęt i zakres obiektu
Prace sprzętowe i terenowe
Sprawdź pełną listę wyposażenia. Obejmują magazynowanie, przenośniki, prace elektryczne, fundamenty i instalację. Dostęp do miejsca montażu i przestrzeń do podnoszenia również wpływają na pracę i koszty.
Paliwo i prąd
Koszt paliwa na tonę równa się zużyciu ciepła w GJ/t pomnożonemu przez cenę paliwa za GJ. Koszt energii elektrycznej na tonę równa się zużyciu energii w kWh/t pomnożonemu przez lokalną cenę energii elektrycznej.
Części ogniotrwałe i zamienne
Pozwól na kontrolę materiałów ogniotrwałych, naprawę okładzin i części zamienne. Urządzenia zasilające, części tłoczne, wentylatory, uszczelki i instrumenty również wymagają serwisu. Skorzystaj z wybranej listy wyposażenia, aby zaplanować części zamienne.
Napraw dostęp i przestoje
Słaby dostęp może wydłużyć prostą naprawę. Zaplanuj bezpieczne platformy, punkty podnoszenia i przestrzeń do demontażu części. Budżet powinien uwzględniać także utratę mocy produkcyjnych podczas planowanych przestojów.
Instalacja
Zbuduj solidną podstawę i podszewkę
Fundament musi utrzymać powłokę, wykładzinę ogniotrwałą, sprzęt i obciążenie materiałowe. Na projekt mają wpływ warunki gruntowe, wiatr i lokalne potrzeby sejsmiczne. Przed rozpoczęciem pracy sprawdź kotwy, poziomy i plan podnoszenia.
Sekcje skorupy są połączone i wyrównane. Prace ogniotrwałe są zgodne z zatwierdzonym projektem okładziny. Każda strefa potrzebuje odpowiedniej cegły, izolacji, spoin i miejsca na rozszerzalność cieplną.
Wyrównaj urządzenia podające i rozładowujące z piecem i przenośnikami. Sprawdź wentylatory, kanały, elementy sterujące i instrumenty jako jeden system. Uruchomienie obejmuje testy napędu, osuszanie materiałów ogniotrwałych i kontrolowane nagrzewanie.
Konserwacja
Znajdź problemy wcześnie
Sprawdź temperaturę płaszcza, trendy ciśnienia, stan napędu, rozprowadzanie paszy i jakość produktu. Należy zwrócić uwagę na nowy, gorący obszar na skorupie. Sama temperatura nie pokazuje dokładnej grubości pozostałej wykładziny.
Sprawdź urządzenia zasilające, uszczelki, części wylotowe, wentylatory i łożyska. Utrzymuj wyloty paliwa w czystości. Nierówny przepływ paliwa może powodować powstawanie gorących i zimnych obszarów w złożu.
Podczas planowanego przestoju należy sprawdzić okładzinę pod kątem zużycia, pęknięć, luźnych cegieł i uszkodzeń chemicznych. Porównaj te ustalenia z dokumentacją operacyjną. Należy przechowywać odpowiednie części zamienne i zapewnić bezpieczny dostęp w celu przeprowadzenia prac naprawczych.
Często zadawane pytania
Dlaczego w jednym piecu można produkować zarówno wapno niedopalone, jak i przepalone?
Temperatura i czas mogą się różnić w zależności od łóżka. Sprawdź razem rozmiar kamienia, rozprowadzenie paszy, przepływ paliwa i wyładunek. Wyślij do firmy AGICO wyniki testów produktu i dokumentację pieca, aby pomóc w przejrzeniu problemu.
Czy ze stołu do wypalania wapna można wybrać piec cementowy?
Obydwa piece mają różne zadania. Klinkier cementowy wymaga przygotowanej mączki surowcowej i reakcji tworzących klinkier. Wapno palone powstaje w wyniku kalcynacji wapienia. Powiedz AGICO, jakiego produktu i paszy użyje Twój projekt.
Co jest potrzebne do przydatnego porównania kosztów?
Wyślij do AGICO cel wyjściowy, wyniki testów materiałów, zakres wielkości kamienia, szczegóły dotyczące paliwa i plan terenu. Określ, jakie urządzenia i usługi powinna obejmować oferta. Porównaj ten sam zakres instalacji i cenę.
Co należy uzgodnić przed montażem?
Uzgodnij rysunki, obciążenia fundamentów, plany podnoszenia, szczegóły materiałów ogniotrwałych i obowiązki związane z uruchomieniem. Przed rozpoczęciem prac na miejscu omów z firmą AGICO dostęp, części zamienne i przygotowanie operatora.
