Horno de cal regenerativo de corriente continua - a contra corriente y procedimiento para su funcionamiento.

Procedimiento para el funcionamiento de un horno de cal regenerativo de corriente continua - a contra corriente con al menos dos cajas

(1, 2), que presentan, respectivamente una zona de pre-calentamiento (V), una zona de combustión (B) y una zona de refrigeración (K) así como un canal de exceso de la corriente (3) que conecta las dos cajas, con las siguientes etapas del procedimiento:

- las dos cajas son accionadas alternando como caja de combustión y caja de escape de gases,

- a la caja de combustión se alimentan aire de la combustión y combustible, de manera que se configura una longitud correspondiente de las llamas, y

- los gases calientes que aparecen en la caja de combustión llegan a través del canal de exceso de la corriente (3) hasta la caja de escape de gases,

caracterizado por que se calcula al menos un parámetro, característico para la configuración de la longitud de las llamas, de los gases calientes a través de una medición directa o indirecta en la zona del canal de exceso de la corriente (3) y se modifica la relación entre combustible y aire de la combustión en función de este parámetro, para ajustar una longitud predeterminada de la llama.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/063559.

Solicitante: MAERZ OFENBAU AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: RICHARD-WAGNER-STR. 28 8027 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: PIRINGER, HANNES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS > PARTES CONSTITUTIVAS O ACCESORIOS DE LOS HORNOS,... > F27D21/00 (Disposición de los dispositivos de vigilancia; Disposición de los dispositivos de seguridad)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS > HORNOS, ESTUFAS, HOGARES O RETORTAS DE DESTILACION,... > Hornos de cuba u hornos verticales similares o con... > F27B1/02 (con dos o más cubas o cámaras, p. ej. de varios pisos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Cal, magnesia o dolomita > C04B2/12 (en hornos de cuba o en hornos verticales)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS > PARTES CONSTITUTIVAS O ACCESORIOS DE LOS HORNOS,... > F27D19/00 (Disposición de los dispositivos de control)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS > HORNOS, ESTUFAS, HOGARES O RETORTAS DE DESTILACION,... > Hornos de cuba u hornos verticales similares o con... > F27B1/26 (Disposición de los dispositivos de control)

PDF original: ES-2511055_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Horno de cal regenerativo de corriente continua - a contra corriente y procedimiento para su funcionamiento.
Ilustración 2 de Horno de cal regenerativo de corriente continua - a contra corriente y procedimiento para su funcionamiento.
Ilustración 3 de Horno de cal regenerativo de corriente continua - a contra corriente y procedimiento para su funcionamiento.
Ilustración 4 de Horno de cal regenerativo de corriente continua - a contra corriente y procedimiento para su funcionamiento.
Horno de cal regenerativo de corriente continua - a contra corriente y procedimiento para su funcionamiento.

Fragmento de la descripción:

Horno de cal regenerativo de corriente continua â?" a contra corriente y procedimiento para su funcionamiento La invención se refiere a un horno de cal regenerativo de corriente continua â?" a contra corriente (horno de cal GGR) así como a un procedimiento para el funcionamiento del mismo Los hornos de cal GGR se emplean para la combustión de piedra caliza y están constituidos de acuerdo con la figura 1 por al menos dos cajas 1, 2, que presentan, respectivamente, una zona de pre-calentamiento V, una zona de combustión B y una zona de refrigeración K. Ambas cajas están conectadas entre sí con un canal de exceso de la corriente 3. El material a quemar es cargado desde arriba en ambas cajas y es descargado por abajo como material quemado.

Ambas cajas son accionada de forma alterna como caja de combustión y caja de escape de gases, de manera que se alimentan a la caja de combustión aire de combustión en la corriente continua con el material y combustible, y los gases de escape calientes que se generan en este caso son conducidos con el aire de refrigeración caliente alimentado desde abajo a través del canal de exceso de la corriente hasta la caja de escape de gases, donde los gases de escape son descargados a contra corriente al material hacia arriba y en este caso pre-calientan el material. Después de un periodo de tiempo predeterminado de, por ejemplo, 15 minutos, se intercambia la función de las dos cajas, es decir, que la caja de combustión pasa a ser la caja de escape de gases y a la inversa. Este procedimiento permite una combustión muy eficiente de la piedra caliza en la corriente continua con los gases de la combustión y un pre-calentamiento regenerativo de la piedra caliza a contra corriente de los gases de escape calientes.

En virtud de diferentes magnitudes de interferencia, como por ejemplo oscilaciones en el valor calorífico del combustible, oscilaciones en el contenido de carbonato de la materia prima y oscilaciones de las pérdidas de calor del horno, puede ser necesaria una regulación posterior de la cantidad de combustible. Otra magnitud de interferencia está formada por componentes querógenos, que están contenidos con frecuencia en la piedra caliza a quemar. En este caso se trata de material orgánico polímero, que libera hidrocarburos durante el calentamiento. Sin embargo, estos querógenos no están distribuidos de una manera homogénea en la materia prima, de modo que es necesaria una regulación posterior de la alimentación de calor específico del horno de cal hasta el 6 %, para conseguir una calidad constante del producto.

La calidad del producto se determina en primer lugar por el contenido de CO2 residual de la cal viva y por su reactividad. Ambos parámetros deben corresponden de la manera más constante posible a los valores teóricos predeterminados. No obstante, estas dos propiedades de la cal solamente se verifican hasta ahora en el producto final, de manera que solamente se ha podido realizar una intervención de la regulación realizada a continuación con una demora de 12 a 16 horas (tiempo de circulación del material) .

El vigilante del horno ha ejercido, en efecto, hasta ahora ya a través de la medición de la temperatura en la zona del canal de exceso de la corriente y a través de una adaptación manual derivada de ella de la alimentación de calor una influencia sobre la calidad del producto, pero este tipo de regulación presupone una medida alta de experiencia y a pesar de todo no siempre conduce a resultados satisfactorios.

Un horno regenerativo de corriente continua se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 29 27 834 A1. La técnica de medición y de regulación de un horno de este tipo se describe, además, por H. Ruch: â??Mess-und Regelungstechnik beim Kalkbrennenâ?? en Zement-Kalk-Gips, Nº 6/1973, páginas 257-263, donde se aplica en particular una regulación de la relación, en la que una modificación de la cantidad de combustible prevé también una adaptación correspondiente de la cantidad de aire de la combustión que sirve para la combustión, siendo realizada esta adaptación proporcionalmente, de manera que la relación entre combustible y aire se mantiene constante.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de indicar un procedimiento para el funcionamiento de un horno de cal GGR y un horno de cal GGR, para garantizar una alta calidad del producto de la cal viva con alta fiabilidad.

De acuerdo con la invención, este cometido se soluciona por medio de las características de las reivindicaciones 1 y 13.

El procedimiento de acuerdo con la invención para el funcionamiento de un horno de cal GGR con al menos dos cajas, que presentan, respectivamente una zona de pre-calentamiento, una zona de combustión y una zona de refrigeración así como un canal de exceso de la corriente que conecta las dos cajas, está constituido esencialmente por las siguientes etapas del procedimiento:

- las dos cajas son accionadas alternando como caja de combustión y caja de escape de gases,

- a la caja de combustión se alimentan aire de la combustión y combustible, de manera que se configura una

longitud correspondiente de las llamas, y

- los gases calientes que aparecen en la caja de combustión llegan a través del canal de exceso de la

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corriente hasta la caja de escape de gases, -en el que se calcula al menos un parámetro, característico para la configuración de la longitud de las llamas, de los gases calientes a través de una medición directa o indirecta en la zona del canal de exceso de la corriente y se modifica la relación entre combustible y aire de la combustión en función de este parámetro, para ajustar una longitud predeterminada de la llama.

El horno de cal GGR de acuerdo con la invención está constituido esencialmente por -al menos dos cajas, que presentan, respectivamente, una zona de pre-calentamiento, una zona de combustión y una zona de refrigeración, en el que las dos cajas son accionadas alternando como caja de combustión y caja de escape de gases, -al menos una instalación de alimentación de combustible asociada a cada caja, -al menos una instalación de alimentación de aire de la combustión asociada a cada caja, -un canal de exceso de la corriente que conecta las dos cajas, -una instalación de medición dispuesta en la zona del canal de exceso de la corriente para la determinación de al menos un parámetro de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente así como -una instalación de control, que está en conexión con la instalación de alimentación de combustible, con la instalación de alimentación de aire de la combustión y con la instalación de medición y está configurada para la modificación de la longitud de la llama de acuerdo con el procedimiento según una o varias de las reivindicaciones anteriores.

La invención se basa en el reconocimiento de que la reactividad de la cal viva se puede mantener lo más constante posible cuando se varía lo menos posible la longitud de la llama que se configura en la zona de combustión, es decir, que se mantiene de la misma manera lo más constante posible. En la figura 1 se representa la longitud normal de la llama 1, en la que las llamas de configuran hasta un extremo inferior de la zona de combustión B y no se extienden precisamente hasta el canal de exceso de la corriente. En este modo de funcionamiento, se distribuye la energía térmica de una manera ideal sobre toda la longitud de la zona de combustión de la caja de combustión. En este modo de funcionamiento, se ajusta correctamente el exceso de aire. Una longitud de la llama demasiado corta l1, como se representa en la figura 2, conduce a altas temperaturas de la combustión en la región superior de la zona de combustión B y a una calidad del producto con menos reactividad. En... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el funcionamiento de un horno de cal regenerativo de corriente continua â?" a contra corriente con al menos dos cajas (1, 2) , que presentan, respectivamente una zona de pre-calentamiento (V) , una zona de combustión (B) y una zona de refrigeración (K) así como un canal de exceso de la corriente (3) que conecta las dos cajas, con las siguientes etapas del procedimiento:

- las dos cajas son accionadas alternando como caja de combustión y caja de escape de gases,

- a la caja de combustión se alimentan aire de la combustión y combustible, de manera que se configura una longitud correspondiente de las llamas, y

- los gases calientes que aparecen en la caja de combustión llegan a través del canal de exceso de la corriente (3) hasta la caja de escape de gases,

caracterizado por que se calcula al menos un parámetro, característico para la configuración de la longitud de las llamas, de los gases calientes a través de una medición directa o indirecta en la zona del canal de exceso de la corriente (3) y se modifica la relación entre combustible y aire de la combustión en función de este parámetro, para ajustar una longitud predeterminada de la llama.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el parámetro se calcula a través de una medición de la temperatura en la zona del canal de exceso de la corriente (3) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el parámetro se calcula a partir de la temperatura media de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente teniendo en cuenta las temperaturas mínimas de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3)

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el parámetro se calcula a partir del contenido de NOx y/o del contenido de CO del gas de escape.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que para el ajuste de la longitud de la llama en la caja de combustión se realizan las siguientes etapas del procedimiento:

a. Determinación de la media de la temperatura de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3) ,

b. Determinación de la media de las temperaturas mínimas de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3) ,

c. Cálculo de la diferencia (Î"T) de las dos medias,

d. Comparación de la diferencia con un valor teórico ajustable y modificación de la cantidad de aire de la combustión a alimentar en función del resultado de la comparación.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que durante la determinación de la media de la temperatura de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3) no se tiene en cuenta un periodo de tiempo ajustable al comienzo y al final de cada tiempo de la combustión que entra en la determinación.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la determinación de la media de las temperaturas mínimas de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3) se realiza a través de un número ajustable de ciclos del horno.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la determinación de la media de la temperatura de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3) se realiza sobre un número ajustable de ciclos del horno.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que en la etapa del procedimiento a) y/o b) se calcula la media vigente.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la cantidad de aire de la combustión a alimentar se eleva cuando la diferencia calculada es demasiado grande frente al valor teórico ajustable y se reduce la cantidad de aire de la combustión a alimentar cuando la diferencia calculada es demasiado pequeña frente al valor teórico ajustable.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que se eleva la cantidad de combustible a alimentar cuando la temperatura de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente y demasiado pequeña y se recude la cantidad de combustible a alimentar cuando la temperatura de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3) es demasiado grande.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que para la temperatura media de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3) se ajusta un valor teórico en función de la capacidad de producción del horno y/o del tamaño de los granos del material a quemar, que se utiliza para la modificación de la cantidad de combustible y/o para la modificación de la cantidad de aire de la combustión.

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13. Horno de cal regenerativo de corriente continua â?" a contra corriente, con -al menos dos cajas (1, 2) , que presentan, respectivamente, una zona de pre-calentamiento (V) , una zona de combustión (B) y una zona de refrigeración (K) , en el que las dos cajas (1, 2) son accionadas alternando como caja de combustión y caja de escape de gases, -al menos una instalación de alimentación de combustible (4, 5) asociada a cada caja, -al menos una instalación de alimentación de aire de la combustión (6, 7) asociada a cada caja, -un canal de exceso de la corriente (3) que conecta las dos cajas (1, 2 ) , -una instalación de medición (13) dispuesta en la zona del canal de exceso de la corriente para la determinación de al menos un parámetro de los gases calientes en el canal de exceso de la corriente (3)

caracterizado por una instalación de control (14) , que está en conexión con la instalación de alimentación de 15 combustible (4, 5) , con la instalación de alimentación de aire de la combustión (6, 7) y con la instalación de medición (13) y está configurada para la modificación de la longitud de la llama de acuerdo con el procedimiento según una o varias de las reivindicaciones anteriores.