ES2289500T3 - Procedimiento de combustion de materias en trozos con gas pobre. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para quemar materia combustible en trozos, en particular piedra caliza, dentro de un horno de cuba regenerativo (3) con por lo menos dos cubas de horno (1, 2) conectadas entre sí por un canal de carga (19), en las cuales esta materia combustible pasa por una zona de calentamiento delantera superior (8), una zona de combustión intermedia (18) y una zona de refrigeración inferior (14), donde se alimenta aire de combustión al área de la zona de calentamiento delantera (14) y aire de refrigeración al área de la zona de refrigeración (14) y se realiza una conducción de gas combustible con un valor calórico inferior a 7, 5 megajulios (MJ) por m3n periódicamente de forma alternativa hacia una de las cubas (1, 2) a través de lanzas de combustión (9, 25), caracterizado por el hecho de que el gas combustible transportado por las lanzas de combustión (9, 25) es precalentado durante el intercambio de calor con el gas de proceso del proceso de combustión.
Description
Procedimiento de combustión de materias en
trozos con gas pobre.
La invención se refiere a un proceso para quemar
materia combustible en trozos, en particular piedra caliza, dentro
de un horno de cuba regenerativo con al menos dos cubas de horno
conectadas entre sí por un canal de carga, en las cuales esta
materia combustible pasa por una zona de calentamiento delantera
superior, una zona de combustión intermedia y una zona de
refrigeración inferior, donde se suministra aire de combustión a la
zona de calentamiento delantera y aire refrigerado a la zona de
refrigeración y se realiza periódicamente de manera alternativa una
carga de gas combustible con un valor calórico inferior a 7,5
megajulios (MJ) por m^{3}_{n} a una de las cubas a través de
lanzas de combustión.
Los hornos de cuba regenerativos de este tipo,
que son denominados también hornos Maerz, se caracterizan, con
respecto a otros tipos de horno de cuba, por su alta rentabilidad
particular. Se ha constatado sin embargo, que cada vez se desea
usar más el llamado gas pobre, es decir, un gas de combustión con
un valor calorífico relativamente pequeño, como es el caso p.ej.
del subproducto de fábricas metalúrgicas o como biogas con un valor
calorífico inferior a 7,5 megajulios (MJ) por m^{3}, los
parámetros de proceso de los hornos de cuba regenerativos variando
desventajosamente y su rendimiento siendo esencialmente más
reducido, debido a las elevadas cantidades de gases de escape y
temperaturas de gases de escape. Además las temperaturas de gases
de escape más altas precisan medidas adicionales, para p.ej.
impedir un sobrecalentamiento de los equipos de filtración
conectados corriente abajo mediante refrigeradores de gases
residuales o mediante adición de aire fresco. Por otra parte, la
utilización de gas con un valor calorífico pequeño conduce a una
mejora en la calidad del producto debido a que se añade poco azufre.
La AT311888 o AT-B-39024 divulga un
procedimiento para quemar un producto de combustión mineral que
contiene carbonato, que pasa a una cuba por una zona de
precalentamiento desde arriba hacia abajo, a una zona de combustión
y una zona de refrigeración y donde se utiliza un combustible de
mala calidad.
Para garantizar un alto rendimiento térmico se
añade aire de combustión precalentado en una zona anular al final
de la zona de combustión. El precalentamiento puede ser logrado por
intercambio de calor con gases de escape dentro de un
intercambiador térmico. En la CH-372237 también se
ha previsto efectuar el precalentamiento del aire de combustión
según el mismo principio que en dichos hornos, adicionalmente al
precalentamiento del gas combustible en el horno.
La invención se basa en la tarea de hallar un
procedimiento del tipo mencionado que evite las desventajas
mencionadas y consiga un buen rendimiento térmico y un producto de
calidad usando un gas combustible con un valor calórico
relativamente bajo, inferior a 7,5 MJ/m^{3}_{n}.
Según la invención, la tarea mencionada se
resuelve con la parte caracterizadora de la reivindicación 1.
Las formas de realización ventajosas del
procedimiento según la invención son objeto de las reivindicaciones
dependientes y se deducen de la siguiente descripción y el dibujo.
Este muestra una representación esquemática en sección de un horno
regenerativo con dos cubas paralelas.
Como ya se sabe, se alimentan ambas cubas 1 y 2
del horno 3 con una materia combustible en trozos con un tamaño de
trozo p.ej. en el margen de 40 a 80 mm de forma discontinua, como
indican las flechas 4 y 5. El suministro de aire de combustión
igualmente desde arriba, como indica la flecha 6, y de gas
combustible, como indica la flecha 7, a través de las lanzas de
combustión 9 verticalmente dispuestas en la zona de calentamiento
delantera 8, se realiza a intervalos de tiempo de p.ej. 15 minutos
alternativamente a una cuba 1 o la otra 2. Además se suministra
continuamente aire de refrigeración a la zona de descarga inferior
10, 11 de ambas cubas 1, 2, correspondiente a las flechas 12, 13,
de manera que la materia quemada pueda ser retirada ya enfriada,
después de haber pasado la zona de enfriamiento 14, en dirección de
las flechas 15, 16. Las llamas formadas en las desembocaduras 17 de
las lanzas de combustión 9 reciben aire de combustión precalentado,
porque fluye a través del material combustible precalentado durante
el periodo de operación previo. El precalentamiento del material
combustible en la zona de calentamiento delantera 8 se realiza
respectivamente en la cuba adyacente (2), ya que los gases
combustibles, después de haber pasado la zona de combustión 18,
pasan a través de un canal de conexión 19 a la cuba adyacente 2
abandonándola como gas de escape hacia arriba como indica la flecha
20.
Según el ejemplo de una forma de realización de
la invención representada en el dibujo, el precalentamiento del gas
de combustión se realiza dentro de un intercambiador térmico 21,
intercambiando calor con un flujo de gas caliente derivado en
pequeñas cantidades del canal de conexión 19 por un conducto 22,
que es a continuación dirigido hacia el flujo de gases de escape
como indica la flecha 20. Cuando se cambia el modo de operación, el
conducto 23 conducido a través del intercambiador térmico 21, puede
ser conectado a la cuba adyacente 2 por una válvula 24 a las lanzas
de combustión 25 de la cuba adyacente 2. De esta manera es posible
hacer funcionar el horno 3 de un modo económico con gas de pequeño
valor calorífico, con un valor calorífico inferior a 7,5 MJ/m^{3}
y por ejemplo de 4 MJ/m^{3}.
Según otra forma de realización de la invención,
se puede realizar el precalentamiento del gas combustible,
adicionalmente del precalentamiento en el intercambiador térmico
21, en la zona de calentamiento delantera por el aire de combustión
precalentado allí, ya que la superficie externa de las lanzas de
combustión 9, 25, por lo menos sobre su lado externo, se realiza
más amplia, p.ej. mediante nervios.
Claims (6)
1. Procedimiento para quemar materia combustible
en trozos, en particular piedra caliza, dentro de un horno de cuba
regenerativo (3) con por lo menos dos cubas de horno (1, 2)
conectadas entre sí por un canal de carga (19),en las cuales esta
materia combustible pasa por una zona de calentamiento delantera
superior (8), una zona de combustión intermedia (18) y una zona de
refrigeración inferior (14), donde se alimenta aire de combustión
al área de la zona de calentamiento delantera (14) y aire de
refrigeración al área de la zona de refrigeración (14) y se realiza
una conducción de gas combustible con un valor calórico inferior a
7,5 megajulios (MJ) por m^{3}_{n} periódicamente de forma
alternativa hacia una de las cubas (1, 2) a través de lanzas de
combustión (9, 25), caracterizado por el hecho de que el gas
combustible transportado por las lanzas de combustión (9, 25) es
precalentado durante el intercambio de calor con el gas de proceso
del proceso de combustión.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el gas combustible en la
zona de calentamiento delantera (8) es adicionalmente calentado por
intercambio de calor con el aire de combustión precalentado
allí.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que el gas combustible es
adicionalmente precalentado al atravesar las lanzas de combustión
(9, 25) que se extienden en la zona de calentamiento delantera (8),
ya que su superficie, por lo menos su cara externa, es efectuada
con una ampliación.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el
gas combustible es precalentado durante el intercambio de calor con
una parte del gas de proceso derivado del horno (3), ya que un
intercambiador térmico (21), previsto fuera del horno, está
conectado por una parte a un conducto de gas de proceso (22) que
llega desde una derivación del horno y por parte está conectado a
un conducto de gas combustible (23) que conduce a las lanzas de
combustión (9, 25).
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que la derivación de una parte
del gas de proceso para el precalentamiento del gas combustible se
realiza desde el canal de sobrecarga (19) del horno.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que
funciona con un gas combustible cuyo valor calórico inferior es
menos de 5 MJ/m^{3}.
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