Способ регулирования обжиговой печи

1 Настоящее изобретение относится к способу регулирования обжиговой печи при обжиге в псевдоожиженном слое. Часть решетки обжиговой печи отделена с образованием отдельной секции решетки, известной как переливная решетка, где можно регулировать параметры сопла и количество продуваемого через них обжигового газа независимо от основной решетки. Предпочтителен вариант расположения отдельно регулируемой решетки в той секции печи,где находится переливное отверстие. Обжиг концентратов, таких как концентрат сульфида цинка, обычно проводят с использованием способа, предусматривающего создание псевдоожиженного слоя. В процессе обжига обжигаемый материал, обычно мелкозернистый концентрат, подают в обжиговую печь через узлы подачи, находящиеся в стене печи над псевдоожиженным слоем. На дне печи имеется решетка, через которую подают кислородосодержащий газ для псевдоожижения концентрата. Эта решетка обычно имеет порядка 100 газовых сопел на квадратный метр. Когда концентрат становится псевдоожиженным, высота слоя подпитки увеличивается примерно до половины высоты стационарного слоя материала. Высота слоя составляет в среднем 8-12% высоты печи. Перепад давления в печи создается за счет сопротивления решетки и сопротивления слоя. Сопротивление слоя более или менее соответствует массе слоя, когда этот слой находится в псевдоожиженном состоянии. Этот перепад давления находится в диапазоне 24-28 кПа (240280 мбар). Концентрат окисляют (обжигают) в псевдоожиженном слое до получения продукта обжига за счет воздействия кислородосодержащего газа, подаваемого через решетку. Например,концентрат сульфида цинка обжигают до получения оксида цинка. Температура, используемая при обжиге концентрата цинка, находится в диапазоне 900-1050 С. Часть продукта обжига удаляют из печи через переливное отверстие, а часть его поступает вместе с газами в котелутилизатор тепла отходящих газов, а из него - в циклон и электростатические осадители (электрофильтры), где происходит восстановление продукта обжига. В общем случае, переливное отверстие расположено на стороне печи, находящейся напротив узлов подачи. Продукт обжига, удаленный из печи, охлаждают и измельчают для выщелачивания. Для качественного обжига важно регулировать слой, т.е. слой должен иметь надлежащее качество, а псевдоожижение должно быть регулируемым. Сгорание должно быть как можно более полным, а продукт обжига следует надлежащим образом выводить из печи. Известно,что на размер частиц продукта обжига влияют химический состав и минералогические свойства концентрата, а также температура и обогащение обжигового газа кислородом. Качество 2 псевдоожижения и стабильность слоя можно повысить, например, путем регулирования количества примесей в смеси концентрата или путем добавления воды в мелкозернистый концентрат, что вызывает микрогранулирование. В патенте США 5803949 описана стабилизация псевдоожиженного слоя при обжиге концентрата цинка, причем слой стабилизируют путем регулирования распределения размера частиц этого слоя. Фактический перепад давления в обжиговой печи определяется размером частиц и объемным весом концентрата в псевдоожиженном слое, высотой слоя в обжиговой печи и конструкцией решетки. Чтобы функционирование обжиговой печи было стабильным, перепад давления должен происходить в определенном месте в печи. Малый перепад давления может быть результатом, например, низкого слоя. Поэтому возможно образование точек локального нагрева и может происходить спекание. Обычно перепад давления и высоту слоя в печи регулируют путем добавления или удаления перегородок, располагаемых у нижнего края переливного отверстия. На перепад давления, в частности на ту его часть, которая обусловлена собственно решеткой, также может оказывать некоторое влияние количество газа, подаваемого через решетку. Добавление и удаление перегородок может привести к наложению ограничений, а, с другой стороны, манипуляции с самими перегородками не рекомендуются по причинам промышленной гигиены. Теперь перейдем к описанию способа, разработанного в соответствии с настоящим изобретением и обеспечивающего регулирование условий в обжиговой печи, когда материал для обжига подают поверх псевдоожиженного слоя,а псевдоожижающий обжиговый газ - через решетку внизу обжиговой печи, и, по меньшей мере, часть обожженного материала удаляют из переливного отверстия, расположенного на высоте верха псевдоожиженного слоя. Часть решетки печи отделена для образования отдельной секции, известной как переливная решетка,где можно регулировать сопла и количество продуваемого через них обжигового газа независимо от основной решетки. Отдельно регулируемая решетка находится в той же секции печи, что и переливное отверстие для продукта обжига, и предпочтительно расположено ниже этого переливного отверстия. Существенные признаки изобретения станут очевидными после изучения прилагаемой патентной формулы изобретения. Показано, что путем использования отдельно регулируемой решетки можно регулировать соотношение, в котором продукт обжига удаляется из печи через переливное отверстие и через котел-утилизатор. Применение переливной решетки может повлиять на увеличение благоприятного размера частиц. Обнаружено, 3 что переливную решетку можно использовать для регулирования условий в печи даже в случае, если всего лишь 0,5% всех сопел решетки находится в области переливной решетки. Диапазон регулирования перепада давления на самой переливной решетке предпочтительно должен быть широким - примерно 20-250 кПа (2002500 мбар). На практике отмечено, что увеличение перепада давления в переливной решетке увеличивает количество продукта обжига, удаляемого через переливное отверстие, по сравнению с количеством продукта обжига, удаляемого каким-либо иным путем. С другой стороны, производительность печи можно увеличить, направляя большее количество продукта обжига через переливное отверстие, и этого можно достичь путем использования переливной решетки. Увеличение перепада давления на переливной решетке может повлиять на турбулентность псевдоожиженного слоя, что вызывает подъем вверх более крупнозернистого материала, находящегося в нижней части слоя, и выпуск его из печи через переливное отверстие. Продукт обжига, удаленный из переливного отверстия, предпочтительно охлаждают в охлаждающем аппарате с вихревой трубой. В данной области техники известно, что содержание сульфата в продукте обжига, полученном из котла-утилизатора, больше, чем в продукте обжига, восстановленном из охлаждающего аппарата с вихревой трубой. Продукт обжига, содержащий сульфаты, может вызывать закупорки в котле-утилизаторе, так что уменьшение количества продукта обжига, получаемого из котлаутилизатора, способствует плавному функционированию котла-утилизатора и всего процесса в целом. Изобретение поясняется следующим примерами. Пример 1. Запускали промышленную обжиговую печь, поддерживая в ней постоянное количество воздуха (42000 Нм 3) и стандартные перегородки общей высотой 75 мм. Температуру поддерживали постоянной на уровне 950 С, а также поддерживали постоянный состав подаваемой смеси. Оказалось возможным регулировать перепад давления в печи путем регулирования перепада давления на переливной решетке, как показано в нижеследующей таблице. Перепад давления на переливной решетке, кПа 4 Пример 2. Использовали ту же обжиговую печь, что и в примере 1. Кислород (500 Нм 3) добавляли в воздух решетки (44000 Нм 3), после чего перепад давления в печи начинал расти, но его стабилизировали за счет увеличения перепада давления на переливной решетке от 80 кПа (800 мбар) до 120 кПа (1200 мбар). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ регулирования условий в обжиговой печи, при котором материал для обжига подают над псевдоожиженным слоем, а псевдоожижающий газ подают через решетку внизу печи, и, по меньшей мере, часть обожженного материала удаляют из переливного отверстия,находящегося на высоте верха псевдоожиженного слоя, отличающийся тем, что часть решетки обжиговой печи, находящуюся ниже переливного отверстия, отделяют для образования отдельной секции переливной решетки, в которой подачу газа осуществляют независимо от основной решетки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образуют переливную решетку с количеством сопел, составляющим максимум 0,5% от общего количества сопел в решетке. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перепад давления на переливной решетке регулируют в диапазоне 20-250 кПа (200-2500 мбар). 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перепад давления в печи регулируют путем регулирования перепада давления на переливной решетке. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество продукта обжига, удаляемого из переливного отверстия, регулируют путем регулирования перепада давления переливной решетки. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер частиц псевдоожиженного слоя регулируют путем регулирования перепада давления на переливной решетке. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что подают материал для обжига в виде концентрата. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что подают материал для обжига в виде концентрата сульфида цинка.