RS66619B1 - Postupak za kalcinaciju mineralne stene u vertikalnoj šahtnoj regenerativnoj peći sa paralelnim tokom i za to upotrebljena peć - Google Patents

Description

Opis

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na postupak kalcinacije karbonatne mineralne stene u vertikalnoj šahtnoj regenerativnoj peći sa paralelnim tokom, kao i na peć koja se za to koristi.

[0002] Vertikalna šahtna regenerativna peć sa paralelnim tokom ili regenerativna peć za kreč poznata kao „PFRK“ (Parallel Flow Regenerative Kiln) ima energetsku efikasnost od 85% do 90%; najveću u sektoru prerade kreča, pa čak i u celom energetski intenzivnom industrijskom sektoru: cementa, čelika, stakla...; 60% kreča u Evropi se proizvodi u ovoj vrsti peći. Ova proporcija će se povećati u Evropi i širom sveta, uzimajući u obzir smernice energetske i ekološke tranzicije.

[0003] Peć „PFRK“ je šahtna peć sa duplim vertikalnim šahtovima kod koje se gorivo ubrizgava naizmenično u jedan šaht, a zatim u drugi u trajanju od približno 10 do 15' sa periodom zaustavljanja između ciklusa od približno 1' do 2' u cilju inverzije tokova vazduha i goriva. Ovo je period „inverzije“. Dva šahta su povezana spojnim dimovodom. Dok se u jednom šahtu odvija sagorevanje (režim pečenja), vruća isparenja od sagorevanja prolaze kroz spojni dimovod (kanal za prenos gasa) i predaju deo svoje toplote mineralnoj steni koja se kalciniše da bi se postiglo njeno predgrevanje u drugom šahtu, označenom kao šaht u režimu regeneracije ili predgrevanja. Šahtovi PFRK peći su cilindrični ili pravougaoni. U nekim slučajevima postoje tri šahta, dva za predgrevanje i jedan za pečenje. Dole navedeni problemi i rešenja važe za sve geometrije PFRK peći.

[0004] Postupak koji se sprovodi u ovim poznatim pećima obuhvata, u proizvodnom režimu,

− utovar karbonatne mineralne stene na vrhu peći,

− predgrevanje ove stene,

− pečenje ove stene sa njenom dekarbonizacijom u kalcinisani materijal,

− hlađenje kalcinisanog materijala rashladnim vazduhom, i

− istovar kalcinisanog materijala na dnu šahtova,

− svaki šaht radi naizmenično u režimu pečenja i u režimu predgrevanja, pri čemu je jedan šaht u režimu pečenja u unapred određenom vremenskom periodu, dok je najmanje jedan drugi šaht u režimu predgrevanja, i obrnuto,

− gde režim pečenja uključuje:

navedeni utovar karbonatne mineralne stene na vrhu šahta u režimu pečenja, u prisustvu pomenute karbonatne mineralne stene, prethodno zagrejane, koja se kreće naniže u ovom šahtu, sagorevanje goriva u prisustvu kiseonika, tako da se postigne pomenuto pečenje ove stene i njena dekarbonizacija u kalcinisani materijal uz oslobađanje isparenja od sagorevanja u obliku struje gasa koja se u istom smeru kreće naniže u šahtu u režimu pečenja, i

prelazak pomenute struje gasa koja sadrži ova isparenja od sagorevanja iz šahta u režimu pečenja u pomenuti najmanje jedan šaht u režimu predgrevanja putem pomenutog kanala za prenos gasa,

− gde režim predgrevanja obuhvata:

navedeno predgrevanje utovarene karbonatne mineralne stene razmenom toplote sa strujom gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja iz kanala za prenos gasa, koja se kreće naviše u pomenutom najmanje jednom šahtu u režimu predgrevanja, protivstrujno u odnosu na pomenutu utovarenu karbonatnu mineralnu stenu, i ispuštanje iz peći izlaznog toka gasa na bazi struje gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja, na vrhu pomenutog najmanje jednog šahta u režimu predgrevanja.

[0005] Pod karbonatnom mineralnom stenom, u smislu ovog pronalaska, podrazumevaju se naročito krečnjačka stena, dolomitna stena i/ili magnezit koji se redom kalcinišu u živi kreč, dolomitski kreč i/ili magnezijum oksid. Jednačina kalcinacije krečnjaka u kreč je sledeća:

CaCO3(čvrst) toplota ←→ CaO (čvrst)+ CO2(gasovit)

[0006] To je reverzibilna endotermna reakcija i kreč se ponovo kombinuje sa CO2čim je temperatura niža od 900 °C, sa ravnotežom i manje ili više brzom kinetikom koje zavise od temperature i ambijentalne koncentracije CO2.

[0007] Tokom ovog postupka, početna krečnjačka ili dolomitska stena stoga oslobađa veliku količinu CO2prilikom kalcinacije u kreč ili dolomitski kreč. Pored toga, da bi se izvršila kalcinacija, potrebno je dostići visoke temperature i u tom cilju sagorevati gorivo, što zauzvrat izaziva značajno oslobađanje CO2. Ukupno uzevši, nedostatak postupaka kalcinacije je u tome što oni aktivno doprinose povećanju efekta staklene bašte.

[0008] Ovaj veoma uobičajen postupak kalcinacije takođe ima nedostatak u tome što obezbeđuje sagorevanje goriva sa vazduhom i hlađenje kalcinisanog proizvoda vazduhom. Ovo rezultuje oslobađanjem na vrhu peći izlaznog toka gasa koji ima visok udeo dvoatomskog azota i relativno nizak udeo CO2(zapreminska koncentracija reda veličine od 20% do 27% na bazi suvog gasa), koji je skupo prečišćavati zbog prisustva velike količine dvoatomskog azota koji potiče iz korišćenog vazduha.

[0009] Za uklanjanje ovog CO2može da se razmatra korišćenje postupka redukovanja pomoću hemijskog rastvarača poznatog kao „amini“, što je najrasprostranjenija tehnika koja se primenjuje na isparenja iz peći na kraju linije, nakon filtera za uklanjanje prašine. Međutim, ciklična priroda rada PFRK peći sa zaustavljanjem peći na 1' do 2' na svakih 10' do 15' je nekompatibilna sa ovom tehnikom, koja je takođe veoma skupa i koristi rastvarač koji je neodrživ u smislu zakona o zaštiti životne sredine.

[0010] U cilju uklanjanja CO2koji se emituje iz PFRK peći, već je predloženo da se u implementiranom postupku sav procesni vazduh, vazduh za sagorevanje koji nosi čvrsto gorivo i rashladni vazduh zameni recikliranim isparenjima od sagorevanja i da se u šaht u režimu pečenja uvede čist kiseonik (videti CN105000811). Svakom stručnjaku u ovoj oblasti jasno je da je ovaj postupak nepraktičan, jer će kreč podleći ponovnoj karbonizaciji tokom hlađenja. Kao što se vidi gore, CO2u recirkulaciji ne može da se koristi za hlađenje kreča, jer bi se kreč odmah kombinovao sa ovim CO2obrazujući ponovo CaCO3. S druge strane, upotreba čistog kiseonika na vrhu peći bi predstavljala ozbiljan problem u smislu kompatibilnosti materijala i zbog toga što njegov udeo neće dati maseni protok dovoljan za efikasnu rekuperaciju toplote akumulirane u zoni regeneracije. Nedostaci i problemi izvodljivosti ovog postupka su već razmatrani u prijavi patenta US2020/0048146.

[0011] Takođe treba napomenuti da rashladni vazduh u PFRK peći, za razliku od rotacione peći na primer, nema direktan uticaj na sagorevanje i odvijanje kalcinacije u šahtu u režimu pečenja. Nema očekivanog uticaja na kvalitet proizvoda.

[0012] Pod proizvodnim režimom podrazumeva se da je peć u režimu svog normalnog rada tokom koga kontinuirano proizvodi kalcinisani materijal. Stoga se ovaj režim ne odnosi na faze pokretanja peći, njenog zaustavljanja ili održavanja u slučaju kvara.

[0013] Ovaj pronalazak ima za cilj da bar delimično reši problem značajnih emisija CO2u atmosferu iz peći tipa PFRK, bez modifikacije njihovog cikličnog rada, i sa malo ili nimalo modifikacija njihove strukture. On dakle takođe ima za cilj da omogući uklanjanje CO2prisutnog u izlaznim tokovima gasa koje emituje peć.

[0014] Da bi se ovaj problem rešio, obezbeđen je, u skladu sa pronalaskom, postupak za kalcinaciju mineralne stene u vertikalnoj šahtnoj regenerativnoj peći sa paralelnim tokom, kao što je naznačeno na početku, gde ovaj postupak dalje obuhvata

− prikupljanje dela izlaznog toka gasa ispuštenog iz peći,

− formiranje oksidujuće smeše mešanjem ovog prikupljenog dela izlaznog toka gasa ispuštenog iz peći sa koncentrovanim dvoatomskim kiseonikom, i

− uvođenje ove oksidujuće smeše na vrh šahta u režimu pečenja kako bi se obezbedilo navedeno sagorevanje goriva u prisustvu kiseonika,

[0015] pri čemu izlazni tok gasa koji se ispušta iz peći ima visoku koncentraciju CO2.

[0016] Sagorevanje goriva u koncentrovanom dvoatomskim kiseoniku bi rezultovalo temperaturama plamena koje su previsoke za uobičajenu opremu peći. Takođe, prema pronalasku je predviđeno da se deo izlaznog toka gasa bogatog u CO2prikupi i pomeša sa dvoatomskim kiseonikom. Umesto uobičajenog oksidansa formiranog od smeše O2+ N2iz vazduha, tako se dobija smeša O2+ CO2na odgovarajućoj temperaturi plamena.

[0017] Sagorevanjem goriva u dvoatomskom kiseoniku ostvaruje se nastanak struje gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja i kalcinacija karbonatne stene. Ovo ima za posledicu proizvodnju pretežno CO2, pored nekih nečistoća, prisutnih u obliku tragova u gorivu i materijalu koji se kalciniše, i malo kiseonika koji nije potrošen sagorevanjem goriva. Ova isparenja od sagorevanja prirodno takođe sadrže CO2unet u oksidujuću smešu. Ovo očigledno rezultuje, u poređenju sa konvencionalnim postupkom, drastičnim povećanjem sadržaja CO2u izlaznom toku gasa koji se oslobađa na vrhu peći. Prema pronalasku treba podrazumevati da izlazni tok gasa koji ima visoku koncentraciju CO2ima sadržaj CO2od najmanje 60 zapr.%, posebno najmanje 80 zapr.%, a posebno povoljno najmanje 90 zapr.% na bazi suvog gasa. Ovaj CO2tako postaje upotrebljiv ili sekvestrabilan pod povoljnim uslovima, što omogućava radikalno smanjenje doprinosa efektu staklene bašte od strane peći.

[0018] Implementacija ovog postupka ne zahteva nužno bilo kakvo posebno uređenje same peći. Jedine modifikacije koje mogu da se izvrše na njoj mogu jednostavno da se izvedu van peći i sastoje se od promene vodova za izlazne tokove koji se ispuštaju iz peći i obezbeđivanja najmanje jednog izvora koncentrovanog dvoatomskog kiseonika.

[0019] Pod koncentrovanim dvoatomskim kiseonikom (koji se u daljem tekstu takođe naziva kiseonik), prema pronalasku, podrazumeva se gas u kome udeo kiseonika prelazi 50 zapr.%. Poželjno će biti jednak ili veći od 90 zapr.%, posebno 93 zapr.%, poželjno 98 do 100 zapr.%. Izvor koncentrovanog dvoatomskog kiseonika može da bude, na primer, jedinica za razdvajanje vazduha koja razdvaja vazduh na dvoatomski kiseonik i dvoatomski azot i koja radi paralelno sa peći, ili rezervoar za dvoatomski kiseonik instaliran pored peći. Pogodno je da se sagorevanje goriva odvija u prisustvu viška kiseonika, poželjno reda od 5 do 50 zapr.%, posebno 10 do 30 zapr.%, poželjno 15 do 25 zapr.% u odnosu na stehiometriju sagorevanja.

[0020] Pod gorivom se, prema pronalasku, podrazumeva bilo koje čvrsto, tečno ili gasovito gorivo, na primer prirodni gas, vodonik, biogas, lož-ulje, ulja, ugalj ili koks u prahu, čvrsta biomasa, kao što je piljevina, regenerisano čvrsto gorivo, kao npr. plastika, papir, karton itd. Pogodno, u slučaju čvrstog goriva, njegovo unošenje u šaht u režimu pečenja se vrši u obliku granula ili praha korišćenjem dela pomenutog prikupljenog dela izlaznog toka gasa ispuštenog iz peći, kao gasa nosača. Kao gas-nosač može da se obezbedi i CO2iz bilo kog drugog izvora.

[0021] Prema jednom primeru izvođenja pronalaska, hlađenje kalcinisanog materijala obuhvata, na dnu svakog od šahtova, dovod rashladnog vazduha koji teče protivstrujno kroz kalcinisani materijal koji se kreće naniže i zagreva se u kontaktu sa njim, zagrejani rashladni vazduh se meša, u šahtu u režimu pečenja, sa strujom gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja, pre njenog prolaska kroz kanal za prenos gasa, i, u pomenutom najmanje jednom šahtu u režimu predgrevanja, sa ovom strujom gasa posle tog prolaska, pri čemu izlazni tok gasa sa visokom koncentracijom CO2ispušten iz peći sadrži isparenja od sagorevanja i rashladni vazduh. U ovom slučaju, samo se vazduh za sagorevanje konvencionalnog postupka zamenjuje oksidujućom smešom na bazi izlaznog toka gasa sa visokom koncentracijom CO2ispuštenog iz peći, i kiseonika. Takav postupak omogućava povećanje sadržaja CO2izlaznog toka gasa koji se ispušta iz konvencionalne PFRK peći sa 20 do 27 zapr.% na bazi suvog gasa do vrednosti od najmanje 35 zapr.%, poželjno najmanje 45 zapr.%, pa čak i do 65 zapr.% na bazi suvog gasa u peći prema pronalasku. Ilustracije radi, PFRK peć koja implementira ovaj postupak može povoljno da zameni koksnu peć koja se trenutno koristi u fabrikama sode, da obezbedi isparenja sa 40 zapr.% CO2. Štaviše, PFRK je „održiva“, energetski efikasna peć, i iznad svega eliminiše sve ekološke probleme povezane sa koksnim pećima, uključujući značajne emisije zagađujućih materija (CO, NH3, H2S...).

[0022] U skladu sa posebnim primerom izvođenja pronalaska, rashladni vazduh se dovodi u peć u ukupnoj zapremini koja je ekvivalentna ili manja od termodinamičkog minimuma neophodnog da se kalcinisani materijal ohladi na referentnu temperaturu od 100 °C. Povoljno, ukupna zapremina rashladnog vazduha dovedena u peć može biti reda veličine 40 do 60% navedenog termodinamičkog minimuma, poželjno jednaka 50% istog. U ovom slučaju, istovareni proizvod će imati temperaturu višu od one pri normalnom radu. Stoga će biti neophodno prilagoditi opremu za istovar korišćenjem materijala otpornih na ovu temperaturu.

[0023] Takođe se može povoljno predvideti da pomenuto hlađenje kalcinisanog materijala uključuje, na dnu jedinog šahta u režimu pečenja, dovod rashladnog vazduha koji protivstrujno teče kroz kalcinisani materijal koji se kreće naniže i zagreva se u kontaktu sa njim, zagrejani rashladni vazduh se meša sa strujom gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja, pre njenog prolaska kroz kanal za prenos gasa, i izlazni tok gasa sa visokom koncentracijom CO2koji se ispušta iz peći sadrži isparenja od sagorevanja i rashladni vazduh. I u ovom slučaju, rashladni vazduh se može dovoditi u peć u ukupnoj zapremini manjoj od termodinamičkog minimuma neophodnog da se kalcinisani materijal ohladi na referentnu temperaturu od 100 °C. Povoljno, ukupna zapremina rashladnog vazduha dovedena u peć tako može da bude reda veličine 40 do 60% navedenog termodinamičkog minimuma, poželjno da bude jednaka 50% istog.

[0024] Prema posebno povoljnom primeru izvođenja pronalaska, pomenuto hlađenje kalcinisanog materijala obuhvata, na dnu svakog od šahtova ili na dnu jedinog šahta u režimu pečenja, dovod rashladnog vazduha koji protivstrujno teče kroz kalcinisani materijal koji se kreće naniže i zagreva se u kontaktu sa njim, pri čemu postupak dalje obuhvata izvlačenje iz peći zagrejanog rashladnog vazduha, izlazni tok gasa koji se ispušta iz peći ima sadržaj CO2od najmanje 90 zapr.% na bazi suvog gasa, poželjno najmanje 95 zapr.%. U ovom slučaju, izlazni tok gasa koji se ispušta iz peći se formira skoro isključivo od isparenja od sagorevanja. Postaje moguće koristiti takav gas u specijalizovanim industrijama ili ga sekvestrirati.

[0025] Prema određenom primeru izvođenja pronalaska, postupak dalje obuhvata razmenu toplote između zagrejanog rashladnog vazduha, izvučenog iz peći, i pomenutog prikupljenog dela izlaznog toka gasa koji je ispušten iz peći, pre ili posle njegovog mešanja sa koncentrovanim dvoatomskim kiseonikom. Ovo omogućava rekuperaciju toplote u oksidujuću smešu koja se uvodi u šaht u režimu pečenja.

[0026] Ostali detalji i posebnosti postupka prema pronalasku su navedeni u priloženim zahtevima.

[0027] Predmetni pronalazak se takođe odnosi na vertikalnu šahtnu regenerativnu peć sa paralelnim tokom, tipa PFRK.

[0028] Takva peć sadrži

− najmanje dva šahta međusobno povezana kanalom za prenos gasa,

svaki od navedenih šahtova sadrži, u položaju u radu ili van rada,

− najmanje jedan uređaj za dovod goriva,

− najmanje jedan otvor za dovod oksidansa koji sadrži kiseonik za sagorevanje goriva, − ulaz za utovar karbonatne mineralne stene, na vrhu šahtova,

− izlaz za istovar proizvedenog kalcinisanog materijala, na dnu šahtova,

− ispusni vod za izlazni tok gasa na vrhu šahtova, koji je povezan sa dimnjakom, i − dovod rashladnog vazduha za hlađenje proizvedenog kalcinisanog materijala, gde peć sadrži sistem inverzije rada šahtova, raspoređen tako da svaki šaht radi, u proizvodnom režimu, naizmenično u režimu pečenja i u režimu predgrevanja, gde je jedan šaht u režimu pečenja tokom unapred određenog vremenskog perioda, dok je najmanje jedan drugi šaht u režimu predgrevanja, i obrnuto, pri čemu ovaj sistem inverzije u ovu svrhu upravlja pomenutim položajima u radu i van rada.

[0029] Prema pronalasku, peć dalje sadrži

− recirkulaciono kolo postavljeno između gore pomenutog ispusnog voda za izlazni tok gasa iz šahtova i pomenutih otvora za dovod oksidansa u šahtove i u kome navedeni sistem inverzije upravlja prikupljanjem najmanje dela izlaznog toka gasa ispuštenog iz šahta u režimu predgrevanja, i

− izvor koncentrovanog dvoatomskog kiseonika koji je povezan sa recirkulacionim kolom da bi ga snabdevao koncentrovanim dvoatomskim kiseonikom i na taj način formirao oksidujuću smešu, pri čemu se pomenuti otvor za dovod oksidansa u šaht u režimu pečenja dovodi u položaj u radu pomoću navedenog sistema inverzije da bi se obezbedilo sagorevanje goriva.

[0030] Kao što je gore objašnjeno, peć PFRK ima ciklični rad, pri čemu svaki šaht radi u unapred određenom vremenskom periodu u režimu pečenja, zatim, nakon 1 -2 minuta inverzije, u režimu predgrevanja, itd. Tokom vremena inverzije, sistem inverzije sinhrono upravlja svim promenama neophodnim za prelazak sa jednog režima na drugi, na primer otvaranjem mlaznica uređaja za dovod goriva u šaht kada je u režimu pečenja i zatvaranjem kada se prebaci u režim predgrevanja. Sistem inverzije dakle upravlja ne samo brojnim klapnama i ventilima, već i radom opreme za utovar i istovar ili raznih elemenata za usisavanje, pumpanje ili ubrizgavanje.

[0031] Kao što se može videti, peć prema pronalasku ima samo nekoliko strukturnih modifikacija napravljenih na spoljašnjosti peći. Stoga se postojeće peći mogu lako prilagoditi za sprovođenje postupka kalcinacije prema pronalasku.

[0032] Prema pronalasku, šahtovi su kružnog preseka, pomenuti kanal za prenos gasa je spojni dimovod koji povezuje periferne kanale raspoređene oko svakog šahta tako da se omogući prenos gasa, ispod spojnog dimovoda, šahtovi su opremljeni sabirnim prstenom koji je povezan sa elementom za ekstrahovanje kako bi se omogućilo izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha iz peći, pri čemu kružni šahtovi povoljno dodatno sadrže, na dnu šahta, centralni sabirni element povezan sa elementom za ekstrahovanje kako bi se omogućilo izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha iz peći, ispod spojnog dimovoda; ili su šahtovi pravougaonog preseka, gde je prva strana jednog šahta okrenuta prema prvoj strani drugog susednog šahta i svaki šaht ima drugu stranu naspram onih koje su okrenute jedna prema drugoj, pri čemu je kanal za prenos gasa spojni dimovod koji direktno povezuje jedan šaht sa drugim preko njihovih prvih strana, a ispod spojnog dimovoda, svaka od navedenih prvih strana i navedenih drugih strana šahtova ima sabirni tunel koji je povezan sa elementom za ekstrahovanje kako bi se omogućilo izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha iz peći.

[0033] Prema jednom primeru izvođenja pronalaska, peć sadrži, kao izvor dvoatomskog kiseonika za recirkulaciono kolo, jedinicu za razdvajanje vazduha koja može da odvoji vazduh na dvoatomski kiseonik i dvoatomski azot. Takođe je moguće obezbediti rezervoar za kiseonik. Pogodno, na recirkulaciono kolo se postavlja izmenjivač toplote u koji se dovodi zagrejani rashladni vazduh, ekstrahovan iz peći, da bi zagrevao gore pomenutu oksidujuću smešu pre nego što se ona dovede u šaht u režimu pečenja.

[0034] Dodatni detalji i karakteristike peći prema pronalasku su navedeni u priloženim zahtevima.

[0035] Druge specifičnosti pronalaska će takođe proizaći iz opisa datog u nastavku, na neograničavajući način, i pozivajući se na priložene crteže.

Slika 1 šematski predstavlja klasičnu PFRK peć.

Slike 2a i 2b predstavljaju digitalno modeliranje koncentracije kiseonika u mas.% struja gasa u PFRK peći sa konvencionalnim kružnim presekom i u PFRK peći sa konvencionalnim pravougaonim presekom.

Slike 3 i 4 šematski ilustruju nekoliko primera izvođenja peći kružnog preseka prema pronalasku.

Slika 5 je delimični prikaz primera izvođenja peći pravougaonog preseka prema pronalasku.

[0036] Na slikama identični ili slični elementi nose iste oznake. Konvencionalno, šaht ilustrovan sa leve strane je u režimu pečenja, a šaht ilustrovan sa desne strane je u režimu predgrevanja. Da bi se izbeglo pretrpavanje crteža standardnim elementima, kao što je oprema za utovar ili istovar, oni nisu predstavljeni ili su prikazani na veoma šematski način.

[0037] Kao što se može videti na slici 1, ilustrovana PFRK peć je šahtna peć sa duplim šahtovima 1, 2 gde se gorivo naizmenično ubrizgava u jedan šaht 1, a zatim u drugi šaht 2 tokom približno 12' sa periodom zaustavljanja između ciklusa od 1' i 2' za inverziju tokova. Ovo je period „inverzije“. Dva šahta imaju kružni presek i imaju periferne kanale 13 koji su međusobno povezani pomoću spojnog dimovoda 3. Šahtovi su podeljeni po visini u tri zone, zonu A predgrevanja, gde se karbonatna stena prethodno zagreva pre kalcinacije, zonu B sagorevanja, gde se odvija pečenje karbonatne stene i zonu C hlađenja, gde se odvija hlađenje kalcinisanog materijala.

[0038] Kada je šaht, ovde šaht 1, u režimu pečenja, uređaj za dovod goriva u obliku mlaznica 4 ubrizgava u šaht gorivo 9, koje je, u ilustrovanom primeru, prirodni gas. Karbonatna stena, utovarena na vrhu šahta kroz ulaz 5 u otvorenom položaju, postepeno se u njemu kreće naniže. Vazduh za sagorevanje se uvodi na vrh šahta kroz ulazni otvor 6, koji omogućava sagorevanje goriva na izlazu iz mlaznica 4 i dekarbonizaciju karbonatne stene u kalcinisani materijal 10. Struja 11 gasa nastala sagorevanjem i dekarbonizacijom se kreće naniže u istom smeru sa kalcinisanim materijalom i preko perifernog kanala 13 prolazi u spojni dimovod 3. Rashladni vazduh se, preko dovodnog voda 7, uvodi na dno šahta, protivstrujno u odnosu na kalcinisani materijal, da bi ga ohladio. Zagrejani rashladni vazduh 12 se meša sa strujom gasa koja sadrži isparenja 11 od sagorevanja da bi prošao u spojni dimovod 3. Kalcinisani materijal se istovara kroz izlaz 8 u opremu 24 za istovar.

[0039] Kada je šaht, ovde šaht 2, u režimu predgrevanja, uređaj za dovod goriva je zatvoren i mlaznice 4 su stoga van upotrebe. Isto važi i za ulaz 5 za karbonatnu stenu i otvor 6 za dovod vazduha za sagorevanje. S druge strane, dovodni vod 7 za rashladni vazduh i izlaz 8 za kalcinisani materijal ostaju u otvorenom položaju. Posle razmene toplote sa kalcinisanim materijalom 10 koji se kreće naniže, zagrejani rashladni vazduh se meša sa strujom 11 gasa koja, dolazeći iz spojnog dimovoda 3, stiže do šahta preko perifernog kanala 13. Ova struja 11 gasa napreduje sve do vrha šahta, gde se ispušta iz peći ispusnim vodom 14 i prenosi u dimnjak 15. U šahtu 1 u režimu pečenja ovaj ispusni vod 14 je zatvoren.

[0040] Peć takođe uključuje sistem 16 inverzije prikazan šematski. Sinhrono kontroliše rad šahtova za vreme inverzije šahtova, direktno ili daljinski. On kontroliše uključivanje ili isključivanje svih elemenata peći tako da, u proizvodnom režimu, svaki šaht radi naizmenično u režimu pečenja i u režimu predgrevanja.

[0041] U nekim slučajevima postoje tri šahta, dva za predgrevanje i jedan za pečenje.

[0042] Slika 1 prikazuje peć dizajniranu za proizvodnju 430 tona kreča dnevno. Sve dole navedene brzine protoka gasa izražene su u Nm<3>/t proizvedenog kreča.

[0043] Za reakciju sa gasom ubrizganim kao gorivo u šaht 1, koristi se 1120 Nm<3>/t vazduha za sagorevanje, tako da se dobije višak vazduha od 19 tež.% u odnosu na stehiometrijske zahteve, i tako da se formira zapremina od 100 Nm<3>/t CO2pri sagorevanju. Masena koncentracija kiseonika u gasu koji se uvodi je 23%, pošto je u pitanju vazduh. Tada je dostignuta temperatura znatno iznad 900 °C, što rezultuje dekarbonizacijom krečnjačke stene sa oslobađanjem 380 Nm<3>/t CO2. Za hlađenje proizvedenog kreča na temperaturu od oko 100 °C, kroz dno dva šahta uvodi se 290 Nm<3>/t rashladnog vazduha, što čini ukupno 580 Nm<3>/t. Na dimnjaku se dobija 2250 Nm<3>/t izlaznog toka gasa koji sadrži 480 Nm<3>/t CO2, odnosno ovaj izlazni tok gasa ima sadržaj CO2od 23% na bazi suvog gasa. Na ovom niskom nivou, CO2je teško eksploatisati ili sekvestrirati i stoga se izlazni tok gasa potpuno ispušta u atmosferu.

[0044] Slika 2a predstavlja digitalno modeliranje PFRK peći sa kružnim presekom koje prikazuje putanje gasova u funkciji njihovog sadržaja kiseonika. Prikazuje samo zonu B sagorevanja, od kraja mlaznica, i zonu C hlađenja, te stoga vrh šahta nije predstavljen.

[0045] Zone a: u šahtu u režimu pečenja, rashladni vazduh (dole) i vazduh za sagorevanje (gore, odmah iznad kraja mlaznica) sa sadržajem O2od 23 tež.%.

[0046] Zone b: mlazovi isparenja od sagorevanja koje emituju mlaznice, u kojima skoro da i nema kiseonika i između kojih još uvek može da se nađe malo O2koji nije reagovao.

[0047] Zona c: isparenja prodiru duboko u zonu C hlađenja, mešajući se malo po malo sa rashladnim vazduhom. Ona potiskuju mešavinu gasa periferno u periferni kanal 13, zatim u spojni dimovod 3.

[0048] Zona d: u šahtu u režimu predgrevanja, rashladni vazduh.

[0049] Zona e: mešavina između struje gasa koja dolazi iz perifernog kanala 13 i rashladnog vazduha. Što se više približava centru šahta, to se preostali sadržaj O2više povećava.

[0050] Slika 2b predstavlja ovakvo digitalno modeliranje na PFRK peći čiji šahtovi imaju pravougaoni presek. Ovde raspodela tokova gasa više nije simetrična kao u slučaju kružnih šahtova.

[0051] Slika 3 je pogled na peć prema predmetnom pronalasku. U ovom slučaju nema modifikacije strukture peći. Spolja je, na ispusnom vodu 14, obezbeđen deo 17 za odvajanje, koji može da prikupi deo izlaznog toka gasa koji je ispušten iz peći i uvede ga u recirkulaciono kolo 18. U ovom kolu se prikupljeni deo izlaznog toka gasa pogodno tretira u jedinici 19 za obradu, gde može, na primer, da se filtrira i/ili suši. Jedinica 20 za razdvajanje vazduha razdvaja vazduh koji se dovodi kroz vod 21 na N2koji se ispušta kroz vod 22 i na O2koji se dovodi u recirkulaciono kolo 18 dovodnim vodom 23. Ovo kolo 18 zatim sprovodi oksidujuću smešu formiranu od recirkulisane frakcije izlaznog toka gasa i koncentrisanog O2do vrha svakog od šahtova do ulaznog otvora 6.

[0052] Rad peći sa slike 3 je sličan onome kod PFRK peći. Deo 17 za odvajanje je u neprekidnom radu, kao i jedinica 19 za obradu i jedinica 20 za razdvajanje vazduha. Kao što je već prikazano, sistem 16 inverzije zatvara ispusni vod 14 na vrhu šahta u režimu pečenja. Sa druge strane, na vrhu ovog šahta otvara ulazni otvor 6 da bi se omogućilo uvođenje oksidujuće smeše, dok je isti zatvoren na vrhu šahta u režimu predgrevanja.

[0053] Ista količina karbonatne stene i iste brzine protoka goriva i rashladnog vazduha se koriste kao u konvencionalnoj peći opisanoj gore. Kroz recirkulacioni vod 18 prikuplja se 830 Nm<3>/t izlaznog toka gasa ispuštenog iz peći, bogatog u CO2. Sa ovim recirkulisanim izlaznim tokom meša se 160 Nm<3>/t O2, tako da se u tako formiranoj oksidujućoj smeši održava ista masena koncentracija O2od 23% i da se tokom sagorevanja dobije isti višak kiseonika od 19 tež.% u odnosu na stehiometrijske zahteve. Azot N2iz vazduha za sagorevanje se tako zamenjuje njegovim masenim ekvivalentom CO2. Pošto je ovaj teži od dvoatomskog azota (specifična težina od 1,977 u odnosu na 1,25 g/Nm<3>), ukupna zapremina isparenja u peći se smanjuje, što uzrokuje smanjenje gubitka pritiska od 13% u poređenju sa konvencionalnom peći. Na dimnjaku se oslobađa 1240 Nm<3>/t izlaznog toka gasa koji sada sadrži 43 zapr.% na bazi suvog gasa CO2. Na ovom nivou, kao što je gore objašnjeno, postaje moguća industrijska eksploatacija, kao na primer u fabrikama sode.

[0054] Kao varijanta takve peći prema pronalasku, moguće je, da bi se, dodatno povoljno, smanjio dovod vazduha u postupku, smanjiti brzinu protoka rashladnog vazduha. Na primer, ovaj unos može da se smanji za 50%, što čini 290 Nm<3>/t rashladnog vazduha. Ova smanjena zapremina se može uvesti kroz dovodni vod 7 jedinog šahta u režimu pečenja ili korišćenjem dovodnih vodova 7 dva šahta. Ova mera utiče na smanjenje razblaženja isparenja za 50%. Ovo dovodi do manjeg hlađenja kalcinisanog materijala koji se ispušta kroz otvore 8. Tada postaje neophodno obezbediti opremu za istovar koja može da izdrži temperaturu veću od 100 °C, na primer sto za istovar napravljen od vatrostalnog čelika i čelične vučne lance. Kako kreč izlazi topliji, to je rekuperacija toplote od strane rashladnog vazduha manja, što se nadoknađuje blagim povećanjem dovoda goriva takvom brzinom protoka da pri sagorevanju nastaje 120 Nm<3>/t CO2. Ovo povećanje zauzvrat zahteva, u 1730 Nm<3>/t izlaznog toka gasa ispuštenog iz peći, prilagođavanje njegovog prikupljanja u recirkulaciono kolo na 865 Nm<3>/t i mešanje ovog prikupljenog izlaznog toka sa 200 Nm<3>/t O2tako da se u tako formiranoj oksidujućoj smeši održava ista masena koncentracija O2od 23% i da se tokom sagorevanja dobije isti višak kiseonika od 19 tež.% u odnosu na stehiometrijske zahteve. Na dimnjaku se tada dobija samo 865 Nm<3>/t izlaznog toka gasa sa visokim sadržajem CO2od 63 zapr.% na bazi suvog gasa.

[0055] U stvari, koncentracija CO2podešena između 40 zapr.% i 65 zapr.% CO2može se uspostaviti na dimnjaku podešavanjem količine rashladnog vazduha između 100% i 50% minimalne termodinamičke zapremine neophodne da se kalcinisani materijal ohladi na referentnu temperaturu od 100 °C. Veća koncentracija CO2može se postići smanjenjem dovoda rashladnog vazduha ispod 50%, u granicama kompatibilnosti temperature kreča sa visokotemperaturnim sistemom istovara i transporta koji je za to instaliran.

[0056] Slika 4 je prikaz pogodne peći prema ovom pronalasku. Kao što se može videti, ovaj primer izvođenja uključuje karakteristike primera izvođenja sa slike 3, ali, pored toga, uključuje i blagu transformaciju spoljašnje strukture peći.

[0057] To podrazumeva izvlačenje rashladnog vazduha zagrejanog kontaktom sa kalcinisanim materijalom, ugradnjom sistema za ekstrakciju. Svaki od šahtova 1 i 2 ima, ispod spojnog dimovoda 3 i perifernih kanala 13, sabirni prsten 25 koji je povezan sa elementom 26 za ekstrahovanje kako bi se omogućilo izvlačenje iz peći zagrejanog rashladnog vazduha. Na ovaj način se može izvući deo ili sav vazduh za sagorevanje, a po potrebi se istovremeno izvlači mali deo isparenja od sagorevanja. Zaista, kao što je prikazano na slici 2a, pošto gasovi koji se spuštaju duboko prodiru u zonu C hlađenja, rashladni vazduh se potiskuje ka spoljašnjim zidovima peći gde je postavljen sabirni prsten. Šahtovi mogu takođe opciono da sadrže, na dnu, centralni sabirni element 27 koji komunicira sa elementom 26 za ekstrahovanje, tako da takođe omogućava centralno izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha, ispod spojnog dimovoda 3.

[0058] U slučaju pravougaonih peći, takođe je moguće izvlačenje rashladnog vazduha bez sabirnog prstena, kroz bočne povrate. Kao što se može videti na slici 5, svaki šaht ima 4 strane. Jedna strana 28 šahta je okrenuta prema strani 29 susednog šahta i svaki šaht ima drugu stranu 30, odnosno 31, koja je naspram onih koje su okrenute jedna prema drugoj. Kanal za prenos gasa je spojni dimovod 3 koji direktno povezuje jedan šaht sa drugim preko njihovih strana 28 i 29. Ispod spojnog dimovoda, svaka od strana 28 do 31 ima sabirni tunel 32, redom do 35, koji komunicira sa elementom 26 za ekstrahovanje tako da omogući izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha iz peći.

[0059] Kako distribucija struja gasa u pravougaonoj šahtnoj peći nije simetrična (videti sliku 2b), rashladni vazduh se potiskuje vrelim isparenjima samo ka jednoj strani. Takođe, u prikazanoj peći gde je šaht 1 u režimu pečenja, a šaht 2 u režimu predgrevanja, sistem 16 inverzije otvara samo sabirne tunele 32 i 34. Tokom sledećeg ciklusa biće otvoreni samo sabirni tuneli 33 i 35.

[0060] U peći ilustrovanoj na slici 4, koristi se ista količina karbonatne stene i iste brzine protoka rashladnog vazduha kao u konvencionalnoj peći opisanoj gore. Zagrejani rashladni vazduh se izvlači iz peći pomoću elementa 26 za ekstrahovanje. U šaht 1 gorivo se uvodi tako da se dobija formiranje 105 Nm<3>/t CO2pri sagorevanju. Na vrhu šahta 2 se ispušta 1330 Nm<3>/t izlaznog toka gasa. Kroz recirkulacioni vod 18 se prikuplja 730 Nm<3>/t ovog ispuštenog izlaznog toka gasa, bogatog u CO2. Sa ovim recirkulisanim izlaznim tokom meša se 220 Nm<3>/t O2, tako da se u tako formiranoj oksidujućoj smeši održava ista masena koncentracija O2od 23% i da se tokom sagorevanja dobije isti višak kiseonika od 19 tež.% u odnosu na stehiometrijske zahteve. Time se na dimnjaku dobija samo 600 Nm<3>/t izlaznog toka gasa sa sadržajem CO2od 96% na bazi suvog gasa.

[0061] U peći ilustrovanoj na slici 4, za rekuperaciju dela energije iz toplog vazduha izvučenog pomoću elementa 26 za ekstrahovanje, može se obezbediti razmena toplote sa delom recirkulisanog izlaznog toka gasa preko izmenjivača 36 toplote, pre ili posle njegovog mešanja sa koncentrovanim dvoatomskim kiseonikom.

[0062] Takođe je moguće obezbediti ubrizgavanje frakcije pomenutog prikupljenog dela izlaznog toka gasa koji se ispušta iz peći u spojni dimovod 3 i periferne kanale 13, preko voda 37 za ubrizgavanje. Opciono prethodno, razmena toplote između zagrejanog rashladnog vazduha, izvučenog iz peći, i ove gore pomenute frakcije koja se ubrizgava može se odvijati pomoću izmenjivača toplote, na primer izmenjivača 36 toplote. U nedostatku ovoga, izmenjivač toplote koji nije prikazan može se postaviti na vod 37 za ubrizgavanje.

[0063] Prema još jednoj varijanti, temperatura u spojnom dimovodu se može smanjiti ubrizgavanjem vode na odabranim mestima dimovoda i/ili perifernog prstena. Ova dodata voda nema efekat razblaživanja na koncentraciju CO2na bazi suvog gasa.

[0064] Ovakvi aranžmani za rekuperaciju toplote iz zagrejanog rashladnog vazduha, izvučenog iz peći, korišćenjem izmenjivača toplote, kao i ovakvi uređaji za ubrizgavanje CO2ili vode u spojni dimovod, očigledno se mogu obezbediti i kod peći sa pravougaonim šahtovima.

[0065] Očigledno je da može da se dizajnira i peć slična onoj prikazanoj na slici 4, gde se rashladni vazduh ubrizgava na dno samo jednog od dva šahta.

[0066] U tabeli 1 ispod prikazane su brzine protoka u konvencionalnoj peći i u različitim varijantama peći prema pronalasku, a u tabeli 2 količine različitih gasovitih elemenata na ulazu peći.

[0067] U koloni primera, 1 označava klasičnu PFRK peć, 2 i 3 su peći prema slici 3 sa promenljivim brzinama protoka rashladnog vazduha, a 4 i 5 su peći prema slici 4 sa i bez izmenjivača toplote.

Tabela 1

Tabela 2

[0068] Naravno, podrazumeva se da ovaj pronalazak ni na koji način nije ograničen na gore opisane primere izvođenja i da se mnoge modifikacije mogu napraviti bez odstupanja od obima priloženih zahteva.

[0069] Na primer, moguće je pogodno predvideti zamenu mlaznica za ubrizgavanje goriva, hlađenih vazduhom, toplotno izolovanim mlaznicama.

Claims (16)

Patentni zahtevi

1. Postupak za kalcinaciju mineralne stene u vertikalnoj šahtnoj regenerativnoj peći sa paralelnim tokom, u kojoj su najmanje dva šahta međusobno povezana kanalom za prenos gasa, gde ovaj postupak obuhvata, u proizvodnom režimu,

- utovar karbonatne mineralne stene na vrhu peći,

- predgrevanje pomenute stene,

- pečenje pomenute stene sa njenom dekarbonizacijom u kalcinisani materijal, - hlađenje kalcinisanog materijala rashladnim vazduhom, i

- istovar kalcinisanog materijala na dnu šahtova,

- pri čemu svaki šaht radi naizmenično u režimu pečenja i u režimu predgrevanja, pri čemu je jedan šaht u režimu pečenja tokom unapred određenog vremenskog perioda dok je najmanje jedan drugi šaht u režimu predgrevanja, i obrnuto,

- gde režim pečenja obuhvata:

navedeni utovar karbonatne mineralne stene na vrhu šahta u režimu pečenja, u prisustvu pomenute karbonatne mineralne stene, prethodno zagrejane, koja se kreće naniže u ovom šahtu, sagorevanje goriva u prisustvu kiseonika, tako da se postigne pomenuto pečenje ove stene i njena dekarbonizacija u kalcinisani materijal uz oslobađanje isparenja od sagorevanja u obliku struje gasa koja se u istom smeru kreće naniže u šahtu u režimu pečenja, i prelazak pomenute struje gasa koja sadrži ova isparenja od sagorevanja iz šahta u režimu pečenja u pomenuti najmanje jedan šaht u režimu predgrevanja putem pomenutog kanala za prenos gasa,

- gde režim predgrevanja obuhvata:

navedeno predgrevanje utovarene karbonatne mineralne stene razmenom toplote sa strujom gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja iz kanala za prenos gasa, koja se kreće naviše u pomenutom najmanje jednom šahtu u režimu predgrevanja, protivstrujno u odnosu na pomenutu utovarenu karbonatnu mineralnu stenu, i

ispuštanje iz peći izlaznog toka gasa na bazi struje gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja, na vrhu pomenutog najmanje jednog šahta u režimu predgrevanja,

naznačen time, što dalje sadrži

- prikupljanje dela izlaznog toka gasa ispuštenog iz peći,

- formiranje oksidujuće smeše mešanjem navedenog prikupljenog dela izlaznog toka gasa ispuštenog iz peći sa koncentrovanim dvoatomskim kiseonikom, i

- uvođenje ove oksidujuće smeše na vrh šahta u režimu pečenja kako bi se obezbedilo navedeno sagorevanje goriva u prisustvu kiseonika,

pri čemu izlazni tok gasa koji se ispušta iz peći ima visoku koncentraciju CO2i ima sadržaj CO2od najmanje 60%, naročito najmanje 80%, i posebno povoljno najmanje 90 zapr.% na bazi suvog gasa.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što navedeno hlađenje kalcinisanog materijala obuhvata, na dnu svakog od šahtova, dovod rashladnog vazduha koji protivstrujno protiče kroz kalcinisani materijal koji se kreće naniže i zagreva se u kontaktu sa njim, time što se zagrejani rashladni vazduh meša, u šahtu u režimu pečenja, sa strujom gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja pre njenog prolaska kroz kanal za prenos gasa i, u pomenutom najmanje jednom šahtu u režimu predgrevanja, sa ovom strujom gasa nakon njenog prolaska, i time što izlazni tok gasa sa visokom koncentracijom CO2koji se ispušta iz peći sadrži isparenja od sagorevanja i rashladni vazduh.

3. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što navedeno hlađenje kalcinisanog materijala obuhvata, na dnu jedinog šahta u režimu pečenja, dovod rashladnog vazduha koji protivstrujno protiče kroz kalcinisani materijal koji se kreće naniže i zagreva se u kontaktu sa njim, time što se zagrejani rashladni vazduh meša sa strujom gasa koja sadrži isparenja od sagorevanja pre njenog prolaska kroz kanal za prenos gasa, i time što izlazni tok gasa sa visokom koncentracijom CO2koji se ispušta iz peći sadrži isparenja od sagorevanja i rashladni vazduh.

4. Postupak prema jednom od zahteva 2 i 3, naznačen time što je ukupna zapremina rashladnog vazduha koji se dovodi u peć jednaka ili manja od termodinamičkog minimuma neophodnog da se kalcinisani materijal ohladi na referentnu temperaturu od 100 °C.

5. Postupak prema zahtevu 4, naznačen time što je ukupna zapremina rashladnog vazduha koji se dovodi u peć reda veličine 40 do 60% navedenog termodinamičkog minimuma, poželjno je jednaka 50% istog.

6. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što navedeno hlađenje kalcinisanog materijala obuhvata, na dnu svakog od šahtova ili na dnu jedinog šahta u režimu pečenja, dovođenje rashladnog vazduha koji protivstrujno protiče kroz kalcinisani materijal koji se kreće naniže i zagreva se u kontaktu sa njim, time što postupak dalje obuhvata izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha iz peći, i time što izlazni tok gasa koji se ispušta iz peći ima sadržaj CO2od najmanje 90 zapr.% na bazi suvog gasa.

7. Postupak prema zahtevu 6, naznačen time što dalje obuhvata razmenu toplote između zagrejanog rashladnog vazduha, izvučenog iz peći, i navedenog prikupljenog dela izlaznog toka gasa koji se ispušta iz peći, pre ili nakon što se pomeša sa koncentrovanim dvoatomskim kiseonikom.

8. Postupak prema jednom od zahteva 6 i 7, naznačen time što dalje obuhvata ubrizgavanje frakcije navedenog prikupljenog dela izlaznog toka gasa koji se ispušta iz peći u kanal za prenos gasa i, opciono pre ovog ubrizgavanja, razmenu toplote između zagrejanog rashladnog vazduha, izvučenog iz peći, i gore pomenute frakcije koja se ubrizgava.

9. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 8, naznačen time što dalje obuhvata ubrizgavanje vode u kanal za prenos gasa.

10. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 9, naznačen time što navedeno sagorevanje goriva obuhvata uvođenje gasovitog, tečnog ili čvrstog goriva u šaht u režimu pečenja, i time što, u slučaju čvrstog goriva, navedeno uvođenje se vrši korišćenjem dela navedenog prikupljenog dela izlaznog toka gasa koji se ispušta iz peći, ili korišćenjem drugog izvora CO2, kao gasa nosača.

11. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 10, naznačen time što se navedeno sagorevanje goriva odvija u prisustvu viška kiseonika u odnosu na stehiometrijske zahteve.

12. Vertikalna šahtna regenerativna peć sa paralelnim tokom za izvođenje postupka prema bilo kom od zahteva 1 do 11, koja sadrži

− najmanje dva šahta (1, 2) međusobno povezana kanalom za prenos gasa,

− gde svaki od navedenih šahtova sadrži, u položaju u radu ili van rada,

− najmanje jedan uređaj (4) za dovod goriva,

− najmanje jedan otvor (6) za dovod oksidansa koji sadrži kiseonik,

− ulaz (5) za utovar karbonatne mineralne stene, na vrhu šahtova,

izlaz (8) za istovar proizvedenog kalcinisanog materijala, na dnu šahtova, ispusni vod (14) za izlazni tok gasa na vrhu šahtova, koji je povezan sa dimnjakom (15), i

dovod (7) rashladnog vazduha za hlađenje proizvedenog kalcinisanog materijala,

gde peć sadrži sistem (16) inverzije rada šahtova, raspoređen tako da svaki šaht radi, u proizvodnom režimu, naizmenično u režimu pečenja i u režimu predgrevanja, gde je jedan šaht u režimu pečenja tokom unapred određenog vremenskog perioda, dok je najmanje jedan drugi šaht u režimu predgrevanja, i obrnuto, pri čemu ovaj sistem (16) inverzije u ovu svrhu upravlja pomenutim položajima u radu i van rada, naznačena time što dalje sadrži

recirkulaciono kolo (18) postavljeno između gore pomenutog ispusnog voda (14) za izlazni tok gasa iz šahtova i pomenutih otvora (6) za dovod oksidansa u šahtove, deo (17) za odvajanje, koji može da prikupi deo izlaznog toka gasa koji je ispušten iz peći preko voda (14) i uvede ga u recirkulaciono kolo (18), i

izvor (20) koncentrovanog dvoatomskog kiseonika koji je povezan sa recirkulacionim kolom (18) da bi ga snabdevao koncentrovanim dvoatomskim kiseonikom i na taj način formirao oksidujuću smešu, pri čemu se pomenuti otvor (6) za dovod oksidansa u šaht (1) u režimu pečenja dovodi u položaj u radu pomoću navedenog sistema (16) inverzije da bi se obezbedilo sagorevanje goriva i,

(i) naznačena time što su šahtovi kružnog preseka, time što je pomenuti kanal za prenos gasa spojni dimovod (3) koji povezuje periferne kanale (13) raspoređene oko svakog šahta tako da se omogući prenos gasa, i time što su, ispod spojnog dimovoda (3), šahtovi opremljeni sabirnim prstenom (25) koji je povezan sa elementom (26) za ekstrahovanje kako bi se omogućilo izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha iz peći, ili (ii) naznačena time što su šahtovi pravougaonog preseka, time što je prva strana (28) jednog šahta (1) okrenuta prema prvoj strani (29) susednog šahta (2) i svaki šaht ima drugu stranu (30, 31) naspram onih strana (28, 29) koje su okrenute jedna prema drugoj, i time što je kanal za prenos gasa spojni dimovod (3) koji direktno povezuje jedan šaht sa drugim preko njihovih prvih strana (28, 29), i time što, ispod spojnog dimovoda, navedene prve strane i navedene druge strane šahtova imaju sabirni tunel (32 do 35) koji je povezan sa elementom (26) za ekstrahovanje kako bi se omogućilo izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha iz peći.

13. Peć prema zahtevu 12, naznačena time što kružni šahtovi dodatno sadrže, na dnu, centralni sabirni element (27) koji je povezan sa elementom (26) za ekstrahovanje, tako da omogućava izvlačenje zagrejanog rashladnog vazduha iz peći, ispod spojnog dimovoda (3).

14. Peć prema bilo kom od zahteva 12 do 13, naznačena time što peć sadrži, kao izvor dvoatomskog kiseonika za recirkulaciono kolo, jedinicu (20) za razdvajanje vazduha na dvoatomski kiseonik i dvoatomski azot.

15. Peć prema bilo kom od zahteva 12 do 14, naznačena time što je na recirkulaciono kolo (18) postavljen izmenjivač (36) toplote u koji se dovodi zagrejani rashladni vazduh, ekstrahovan iz peći.

16. Peć prema bilo kom od zahteva 12 do 15, naznačena time što sadrži opremu (24) za istovar kalcinisanog materijala otpornu na temperature više od 100 °C.