Sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores equipados con un igualador de presión interno y un procedimiento de carga que usa tal sistema.

Horno regenerador (20) que comprende unas cubas primera y segunda (21;

23) y que incluye un sistema (10) para cargar cíclicamente piedra caliza en dichas cubas primera y segunda (21; 23), comprendiendo dicho sistema (10):

- unos medios de almacenamiento y suministro, adaptados para recibir dicha piedra caliza suministrada por unos medios de carga, para almacenarla y suministrarla a las cubas primera y segunda (21; 23) de manera alternativa y cíclica interponiendo unas válvulas de suministro selladas estancas al aire, comprendiendo dichos medios de almacenamiento y suministro:

- al menos un primer depósito intermedio (11) de almacenamiento y suministro que tiene una abertura de conexión superior con dichos medios de carga de dicha piedra caliza interponiendo una válvula de suministro superior y una abertura de conexión inferior con dicha primera cuba (21) de dicho horno (20) interponiendo una válvula de suministro inferior;

- al menos un segundo depósito intermedio (13) de almacenamiento y suministro que tiene una abertura de conexión superior con dichos medios de carga de dicha piedra caliza interponiendo una válvula de suministro superior y una abertura de conexión inferior con dicha segunda cuba (23) de dicho horno (20) interponiendo una válvula de suministro inferior;

caracterizado por que dicho sistema (10) comprende además:

- un dispositivo igualador de la presión interna de dichos medios de almacenamiento con una presión de un ambiente en el que funcionan dichos medios de carga, o una presión interna de dicho horno (20), comprendiendo dicho dispositivo igualador de la presión interna al menos un primer circuito de igualación (30) de dicho primer depósito intermedio (11) y un segundo circuito de igualación (40) de dicho segundo depósito intermedio (13), en donde

- dicho primer circuito de igualación (30) comprende una canalización (31) que sale fuera de dicho primer depósito intermedio respectivo (11) dividiéndose en una primera canalización (33) que se conecta a dicho ambiente con el fin de ser sometida a la misma presión a la cual funcionan dichos medios de carga interponiendo una primera válvula de igualación (37), y en una segunda canalización (35) que se conecta al interior de dicho horno (20), o a un ambiente con una presión que es igual que la presión del interior de dicho horno (20) interponiendo una segunda válvula de igualación (39); y

- dicho segundo circuito de igualación (40) comprende una canalización (41) que sale fuera de dicho segundo depósito intermedio respectivo (13) dividiéndose en una primera canalización (43) que se conecta a dicho entorno con el fin de ser sometida a la misma presión a la cual funcionan dichos medios de carga interponiendo una primera válvula de igualación (47), y en una segunda canalización (45) que se conecta con el interior de dicho horno (20) o a un ambiente, con una presión igual que la presión del interior de dicho horno (20) interponiendo una segunda válvula de igualación (49).

Sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores equipados con un igualador de presión interno y un procedimiento de carga que usa tal sistema La presente invención se refiere a un sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores equipados con un dispositivo igualador de la presión interna; además, la presente invención se refiere a un procedimiento de carga que usa el sistema anterior. Los documentos DE-A1-20 35 458 y US-A-4 708 643 describen aparatos para cargar altos hornos.

Según se conoce, los hornos regeneradores de flujo paralelo para producir cal a partir de piedra caliza están compuestos por dos cubas interconectadas mutuamente a través de un canal de conexión, según se describe en el documento AT 3770078 A.

La piedra caliza se carga en cada cuba y desciende a lo largo del área de precalentamiento en la que tiene lugar el intercambio de calor regenerador a contracorriente con humos, atraviesa las lanzas de inserción de combustible y llega al área de cocción/calcinación. Desde aquí, la piedra caliza alcanza el área de enfriamiento de cal.

La operación del horno proporciona una combustión alterna en cada cuba con un ciclo de combustión que dura de 8 15 a 12 minutos.

En el primer paso del ciclo de combustión, se introduce combustible a través de las lanzas en la cuba de combustión y se la quema con el aire de combustión que se insufla. El calor liberado es absorbido parcialmente por la calcinación de la pieza caliza en la primera cuba. Simultáneamente, se introduce aire de enfriamiento desde la base de cada cuba con el fin de enfriar la cal. El aire de enfriamiento de la cuba de combustión, junto con los gases de combustión y el dióxido de carbono formado a partir de la calcinación, se desplazan dentro del canal transversal interconectado, alcanzando así la segunda cuba a la temperatura de aproximadamente 1050º C. En la segunda cuba, los gases procedentes de la primera cuba se mezclan con el aire de enfriamiento en la base de la segunda cuba y se elevan, calentando así la piedra caliza que pueda encontrarse en el área de calentamiento de la segunda cuba.

Si el modo de funcionamiento anteriormente describo continuara, la temperatura de los gases de escape se elevaría muy por encima de 300º C. Por tanto, después de un periodo de 8-12 minutos, se detienen los flujos de combustible y aire hacia la primera cuba inicialmente en combustión, se despresurizan las cubas, se descarga la cal, se recargan las cubas con piedra caliza nueva y se reviere el proceso; en hornos tradicionales, es importante no superar el ciclo de combustión de 12 minutos, con el fin de evitar un sobrecalentamiento y la posible siguiente calcinación de cal. Después de haber cargado la piedra caliza, se suministran combustible y aire en la segunda cuba y se expulsan los gases de escape desde la parte superior de la primera cuba en dirección a un filtro de manguito para partículas sólidas descendentes antes de su cesión a la atmósfera/entorno.

Dos principios clave son la base de esta manera de funcionar:

ï?­ï?  el área de precalentamiento de cada cuba funciona como un intercambiador de calor regenerador, recuperando de los humos el calor excedente no absorbido completamente por el mineral en la cuba de combustión. Este calor, después de la reversión de la cuba de combustión, precalienta el aire de combustión hasta una temperatura de aproximadamente 800º C durante el ciclo de precalentamiento. Como resultado, los humos procedentes de la combustión y la descarbonización se calientan desde el exterior a una temperatura que puede ser muy inferior a 100º C;

ï?­ï?  la calcinación de la cal se completa en el nivel del canal de conexión transversal de las cubas a una temperatura 40 moderada de aproximadamente 1100º C. Esto favorece la producción de cal calcinada muy reactiva, con un contenido reducido de CaCO3 (internamente calcinado) .

Sin embargo, mediante el uso hornos regeneradores conocidos como se describió anteriormente la cantidad de calor contenida en los gases de escapa del área de precalentamiento del horno es mucho mayor que la cantidad que puede ser absorbida por la piedra caliza. Además, en hornos regeneradores conocidos según se describió

anteriormente, la duración del ciclo de combustión está limitada por el aumento de temperatura de los gases de escape que abandonan el horno.

A partir de lo indicado anteriormente, resulta más claro que el suministro de las cubas con piedra caliza fresca sólo puede tener lugar durante la fase de reversión, en la que el horno se despresuriza y posteriormente se le retorna a la presión ambiente, restringiendo fuertemente la duración del ciclo de combustión/precalentamiento.

Por tanto, es un objeto de la presente invención solucionar los problemas de la técnica anterior proporcionando un sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores equipados con un dispositivo igualador de la presión interna, el cual permite suministrar a las cubas piedra caliza fresca durante el ciclo de combustión.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores que permita prolongar el ciclo de combustión hasta aproximadamente 20 minutos, evitando al mismo

tiempo el aumento de la temperatura de los gases de escape suministrando piedra caliza fresca durante el ciclo de combustión.

Un objeto adicional de la presente invención es proporciona un sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores que permita la recuperación de parte del calor excedente del gas de combustión, 5 disminuyendo y asentando la temperatura del gas de escape.

Otro objeto de la presente invención es proporciona un sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores que permita el aumento de la producción de cal aumentando la duración del periodo de combustión entre una y otra reversiones del horno.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores que permita prolongar la entrega de gases de escape con alto contenido de CO2 durante el ciclo de combustión que le prolonga hasta aproximadamente 20 minutos.

Además, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para cargar piedra caliza en hornos regeneradores que usa el sistema de carga cíclica según la presente invención.

Los anteriores y otros objetos y ventajas de la invención, que resultarán de la siguiente descripción, se logran con un sistema para cargar cíclicamente piedra caliza en hornos regeneradores equipados con un dispositivo igualador de la presión interna según se describe en la reivindicación 1. Además, los anteriores y otros objetos y ventajas de la invención se alcanzan con un procedimiento para cargar piedra caliza en hornos regeneradores según se describe en la reivindicación 9. Realizaciones preferidas y variaciones no triviales de la presente invención son el objeto de las reivindicaciones subordinadas.

La presente invención se describirá mejor mediante algunas reivindicaciones preferidas de la misma, proporcionadas como ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos anexos, en los que:

ï?­ï?  La figura 1 muestra una vista lateral esquemática de una realización para el sistema de carga cíclica de piedra caliza en hornos regeneradores equipados con un dispositivo igualador de la presión interna según la presente invención; y ï?­ï?  La figura 2 muestra una gráfica comparativa del ciclo de combustión o precalentamiento/reversión de un horno regenerador que usa el sistema y/o el procedimiento según la presente invención con respecto al ciclo de combustión o precalentamiento/reversión de un horno regenerador tradicional.

Con referencia a la figura 1, es posible señalar el sistema 10 para cargar cíclicamente piedra caliza según la presente invención coopera con un horno regenerador conocido 20, del cual se muestran las bocas de las cubas 30 primera y segunda, designadas respectivamente con las referencias 21 y 23. El sistema 10 según la presente invención, adaptado para cargar alternativamente, según una operación cíclica, las dos cubas 21, 23 con piedra caliza fresca, comprende unos medios para almacenar y suministrar piedra caliza, adaptados para recibir tal piedra caliza suministrada por unos medios de carga, para almacenarla y suministrarla, a su vez, a las cubas 21, 23 de manera alternativa y cíclica interponiendo las válvulas de suministro mencionadas a continuación. En particular, en 35 la realización preferida mostrada, tales medios de almacenamiento y suministro... [Seguir leyendo]

1. Horno regenerador (20) que comprende unas cubas primera y segunda (21; 23) y que incluye un sistema (10) para cargar cíclicamente piedra caliza en dichas cubas primera y segunda (21; 23) , comprendiendo dicho sistema (10) :

ï?­ï?  unos medios de almacenamiento y suministro, adaptados para recibir dicha piedra caliza suministrada por unos medios de carga, para almacenarla y suministrarla a las cubas primera y segunda (21; 23) de manera alternativa y cíclica interponiendo unas válvulas de suministro selladas estancas al aire, comprendiendo dichos medios de almacenamiento y suministro:

ï?ªï?  al menos un primer depósito intermedio (11) de almacenamiento y suministro que tiene una abertura de conexión superior con dichos medios de carga de dicha piedra caliza interponiendo una válvula de suministro superior y una abertura de conexión inferior con dicha primera cuba (21) de dicho horno (20) interponiendo una válvula de suministro inferior;

ï?ªï?  al menos un segundo depósito intermedio (13) de almacenamiento y suministro que tiene una abertura de conexión superior con dichos medios de carga de dicha piedra caliza interponiendo una válvula de suministro superior y una abertura de conexión inferior con dicha segunda cuba (23) de dicho horno (20) interponiendo una válvula de suministro inferior;

caracterizado por que dicho sistema (10) comprende además:

ï?­ï?  un dispositivo igualador de la presión interna de dichos medios de almacenamiento con una presión de un ambiente en el que funcionan dichos medios de carga, o una presión interna de dicho horno (20) , comprendiendo dicho dispositivo igualador de la presión interna al menos un primer circuito de igualación (30) de dicho primer depósito intermedio (11) y un segundo circuito de igualación (40) de dicho segundo depósito intermedio (13) , en donde ï?ªï?  dicho primer circuito de igualación (30) comprende una canalización (31) que sale fuera de dicho primer depósito intermedio respectivo (11) dividiéndose en una primera canalización (33) que se conecta a dicho ambiente con el fin de ser sometida a la misma presión a la cual funcionan dichos medios de carga interponiendo una primera válvula de igualación (37) , y en una segunda canalización (35) que se conecta al interior de dicho horno (20) , o a un ambiente con una presión que es igual que la presión del interior de dicho horno (20) interponiendo una segunda válvula de igualación (39) ; y ï?ªï?  dicho segundo circuito de igualación (40) comprende una canalización (41) que sale fuera de dicho segundo depósito intermedio respectivo (13) dividiéndose en una primera canalización (43) que se conecta a dicho entorno con el fin de ser sometida a la misma presión a la cual funcionan dichos medios de carga interponiendo una primera válvula de igualación (47) , y en una segunda canalización (45) que se conecta con el interior de dicho horno (20) o a un ambiente, con una presión igual que la presión del interior de dicho horno (20) interponiendo una segunda válvula de igualación (49) .

2. Horno regenerador (20) según la reivindicación 1, caracterizado por que dichos medios de carga son una tolva (15) de carga.

3. Horno regenerador (20) según la reivindicación 1, caracterizado por que dichos medios de almacenamiento y suministro comprenden un depósito de almacenamiento y suministro intermedio que tiene una abertura de conexión superior con dichos medios de carga de dicha piedra caliza interponiendo una válvula de suministro superior y unas aberturas de conexión inferiores con dicha primera cuba (21) y dicha segunda cuba (23) de dicho horno (20) interponiendo unas válvulas de suministro inferiores.

4. Horno regenerador (20) según la reivindicación 1, caracterizado por que dichas válvulas de suministro son puertas superiores (11a; 13a) selladas estancas al aire y puertas inferiores (11b; 13b) selladas estancas al aire.

5. Horno regenerador (20) según la reivindicación 1, caracterizado por que dichas válvulas de suministro son 45 puertas selladas estancas al aire.

6. Horno regenerador (20) según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende unos medios de control y gestión automáticos adaptados para accionar dichas válvulas de suministro (11a, 11b; 13a, 13b) y dicho dispositivo igualador de presión.

7. Horno regenerador (20) según la reivindicación 1, caracterizado por que dichos medios de control y gestión 50 automáticos son sistemas PLC.

8. Procedimiento para cargar piedra caliza en un horno regenerador (20) mediante el sistema (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende los pasos de:

ï?­ï?  igualar dicha presión interna de dicho primer depósito intermedio (11) con dicha presión de dicho ambiente en el cual funcionan dichos medios de carga;

ï?­ï?  abrir dicha válvula de suministro superior de dicho primer depósito intermedio (11) y precipitar dicha piedra caliza, debido a la gravedad, desde dichos medios de carga dentro de dicho primer depósito intermedio (11) ;

ï?­ï?  cerrar dicha válvula de suministro superior de dicho primer depósito intermedio (11) ;

ï?­ï?  igualar dicha presión interna de dicho primer depósito intermedio (11) con dicha presión interna de dicho horno (20) ;

ï?­ï?  abrir dicha válvula de suministro inferior de dicho primer depósito intermedio (11) y precipitar dicha piedra caliza, debido a la gravedad, desde el interior de dicho primer depósito intermedio (11) hasta el interior de dicha primera 10 cuba (21) ;

ï?­ï?  cerrar dicha válvula de suministro inferior de dicho primer depósito intermedio (11) ;

ï?­ï?  igualar dicha presión interna de dicho segundo depósito intermedio (13) con dicha presión de dicho ambiente en el cual funcionan dichos medios de carga;

ï?­ï?  abrir dicha válvula de suministro superior de dicho segundo depósito intermedio (13) y precipitar dicha piedra 15 caliza, debido a la gravedad, desde dichos medios de carga (15) dentro de dicho segundo depósito intermedio (13) ;

ï?­ï?  cerrar dicha válvula de suministro superior de dicho segundo depósito intermedio (13) ;

ï?­ï?  igualar dicha presión interna de dicho segundo depósito intermedio (13) con dicha presión interna de dicho horno (20) ;

ï?­ï?  abrir dicha válvula de suministro inferior de dicho segundo depósito intermedio (13) y precipitar dicha piedra caliza, debido a la gravedad, desde el interior de dicho segundo depósito intermedio (13) hasta el interior de dicha segunda cuba (23) ;

ï?­ï?  cerrar dicha válvula de suministro inferior de dicho segundo depósito intermedio (13) ;

ï?­ï?  repetir cíclicamente los pasos previos.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de igualar dicha presión interna de dicho primer depósito intermedio (11) con dicha presión de dicho ambiente en el cual funcionan los medios de carga comprende el paso de abrir dicha primer válvula de igualación (37) de dicho primer circuito de igualación (30) .

10. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de abrir dicha válvula de suministro superior de dicho primer depósito intermedio (11) comprende el paso de abrir dicha puerta superior (11a) sellada 30 estanca al aire de dicho primer depósito intermedio (11) .

11. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de cerrar dicha válvula de suministro superior de dicho primer depósito intermedio (11) comprende el paso cerrar dicha puerta superior (11a) sellada estanca al aire de dicho primer depósito intermedio (11) y dicha primera válvula de igualación (37) de dicho primer circuito de igualación (30) .

12. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de igualar dicha presión interna de dicho primer depósito intermedio (11) con dicha presión interna de dicho horno (20) comprende el paso de abrir dicha segunda válvula de igualación (39) de dicho primer circuito de igualación (30) .

13. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de abrir dicha válvula de suministro inferior de dicho primer depósito intermedio (11) comprende el paso de abrir dicha puerta inferior (11b) sellada 40 estanca al aire de dicho primer depósito intermedio (11) .

14. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de cerrar dicha válvula de suministro inferior de dicho primer depósito intermedio (11) comprende el paso de cerrar dicha puerta inferior (11b) sellada estanca al aire de dicho primer depósito intermedio (11) y dicha segunda válvula de igualación (39) de dicho primer circuito de igualación (30) .

15. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de igualar dicha presión interna de dicho segundo depósito intermedio (13) con dicha presión de dicho ambiente en el cual funcionan los medios de carga comprende el paso de abrir dicha primera válvula de igualación (47) de dicho segundo circuito de igualación (40) .

16. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de abrir dicha válvula de suministro 8

superior de dicho segundo depósito intermedio (13) comprende el paso de abrir dicha puerta superior (13a) sellada estanca al aire de dicho segundo depósito intermedio (13) .

17. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de cerrar dicha válvula de suministro superior de dicho segundo depósito intermedio (13) comprende el paso de cerrar dicha puerta superior (13a) sellada estanca al aire de dicho segundo depósito intermedio (13) y dicha primera válvula de igualación (47) de dicho segundo circuito de igualación (40) .

18. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de igualar dicha presión interna de dicho segundo depósito intermedio (13) con dicha presión interna de dicho horno (20) comprende el paso de abrir dicha segunda válvula de igualación (49) de dicho segundo circuito de igualación (40) .

19. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de abrir dicha válvula de suministro inferior de dicho segundo depósito intermedio (13) comprende el paso de abrir dicha puerta inferior (13b) sellada estanca al aire de dicho segundo depósito intermedio (13) .

20. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho paso de cerrar dicha válvula de suministro inferior de dicho segundo depósito intermedio (13) comprende el paso de cerrar dicha puerta inferior (13b) sellada estanca al aire de dicho segundo depósito intermedio (13) y dicha segunda válvula de igualación (49) de dicho segundo circuito de igualación (40) .