[发明专利]在GGR竖炉中燃烧含碳材料的方法

说明书

本发明涉及一种在具有交替作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井(12，14)的同向流‑逆流再生竖炉(10)中燃烧和冷却材料(诸如碳酸盐岩)的方法，其中材料流动通过预热区(32，34)、至少一个燃烧区(50，52)以及冷却区(60，62)到材料出口(24，26)，其中燃料被供给到预热区(32，34)内或预热区(32，34)上方，使得燃料在进入燃烧区(50，52)之前在预热区(32，34)中被加热。本发明还涉及一种用于燃烧和冷却碳酸盐岩等材料的同向流‑逆流再生竖炉(10)，竖炉(10)具有能够交替作为燃烧竖井和再生竖井运行的两个竖井(12，14)，其中每个竖井(12，14)在材料流动方向上具有用于预热材料的预热区(32，34)、用于燃烧材料的燃烧区(50，52)以及用于冷却材料的冷却区(60，62)，其中在预热区(32，34)上方或预热区(32，34)内布置有燃料入口(20，22)，用于使燃料进入相应的竖井(12，14)中。

本发明涉及一种在同向流-逆流再生竖炉(GGR竖炉或PFCFR竖炉)中燃烧含碳材料的方法，还涉及一种GGR竖炉或PFR竖炉。

例如由2011/072894A1已知的这样的PFR竖炉具有两个竖直的平行的竖井，所述竖井循环地工作，其中，燃烧仅在一个竖井(相应的燃烧竖井)中进行，而另一个竖井作为再生竖井工作。氧化气体与材料和燃料以同向流被供给到燃烧竖井，其中，产生的热废气与从下方供给的被加热的冷却空气一起通过流转移通道(flow transfer channel)被导入废气竖井中，由此废气与材料逆流地向上导出并且材料在此过程中被预热。通常材料与氧化气体一起从上方被给入竖井中，其中燃料被喷入燃烧区中。

在每个竖井中，待燃烧的材料通常穿过用于预热材料的预热区、与预热区连接的燃烧材料的燃烧区以及与燃烧区连接的将冷却空气供给热材料的冷却区。

在周期(例如，持续10-15分钟)期间，待燃烧的材料通过两个竖井上的排出装置被连续地排出。材料柱均匀地在竖井中下降。然后，炉被反转，使得先前作为燃烧竖井运行的竖井变成再生竖井，而先前作为再生竖井运行的竖井再变成燃烧竖井。

例如，这种PFR竖炉用具有高达大约3.3MJ/Nm³的热值的燃料气体来运行，其中具有小于6.6MJ/Nm³的热值的燃料气体在PFR竖炉的运行中带来显著的缺点。举例而言，在热值小于6.6MJ/Nm³的燃料气体中存在高比例的不可燃的组分。因此，在PFR竖炉的运行中产生相对较大量的燃料气体，这与燃烧空气和石灰冷却空气一起产生相对较大量的废气。相对较大量的废气包含不再能够被PFR竖炉的预热区中的石灰石床吸收的余热。因此，废气温度从大约100℃升高到大约300℃。

较高的废气温度和较高的废气体积导致较高的热损失，因此，与用天然气点火的PFR竖炉相比，当根据现有技术实体化的PFR竖炉用仅具有3.3MJ/Nm³热值的气体点火时，需要多出约20％的热能或燃料。

由于较大的废气体积，与天然气点火的PFR竖炉相比，根据现有技术实体化的PFR竖炉在用仅具有3.3MJ/Nm³热值的燃料气体运行时，压力损失增加大约35％。同样地，为了压缩燃料气体和工艺空气，将导致更高的电能需求。

EP 1 634 026 B1公开了一种方法，这种方法减少了上述缺点。然而，这种方法的缺点在于，其需要昂贵的大型热气体换热器，由于运行温度较高，热气体换热器也可能被灰尘堵塞。

基于此，本发明的目的在于提供一种用于操作PFR竖炉的方法，所述方法克服了上述缺点。

根据本发明，所述目的通过具有独立方法权利要求1的特征的一种方法和通过具有独立设备权利要求9的特征的一种设备来实现。有利的改进在从属权利要求中将是显而易见的。