مقایسه کوره دوار و ایستاده پخت آهک
مقایسه کوره دوار و ایستاده پخت آهک
فرایند تولید آهک شامل پختن کربنات کلسیم/منیزیم در دمای 900 تا 1200 درجه سلسیوس میباشد که این دما برای آزاد شدن دی اکسید کربن موجود در سنگ آهک و تولید اکسید آهک (آهک زنده) مناسب است.
کلسیناسیون سنگ آهک در کوره:
فرآیند عبور آهک از داخل کوره را می توان به سه مرحله یا سه ناحیه تبادل گرمایی در طول کوره تقسیم کرد:
- ناحیه پیشگرم کردن: سنگ آهک در تماس مستقیم با گازهای احتراق و دی اکسید کربن آزاد شده در ناحیه کلسیناسیون، از دمای محیط تا دمای حدود 800 درجه سلسیوس گرم میشود.
- ناحیه پخت یا کلسیناسیون: سوخت پس از ترکیب با هوای پیش گرم شده در منطقه سرمایش و (بسته به نوع طراحی) با هوای احتراق اضافه شده به سوخت مشتعل میشود. در این ناحیه، دماهای بالای 900 درجه سلسیوس ایجاد میشود. از800 تا 900 درجه سلسیوس، سطح دانههای سنگ آهک شروع به تجزیه شدن میکنند. در دماهای بالاتر از دمای کلسیناسیون آهک یعنی 900 درجه، تجزیه در زیر سطح دانه های سنگ آهک نیز اتفاق می افتد. دانه های سنگ آهک پس از این مرحله در دمای 900 درجه سلسیوس از ناحیه کلسیناسیون خارج میشوند که برخی اوقات ممکن است بخشی از این مواد در این ناحیه باقی مانده و در صورت تجزیه کامل و آزاد کردن تمام دی اکسید کربن خود، شروع به زینترینگ کنند.
- ناحیه سرمایش: آهک زنده که ناحیه کلسیناسیون را در دمای 900 درجه سلسیوس ترک میکند، در تماس مستقیم با هوای فن کولر، سرد شده و در عوض هوای این منطقه برای احتراق با گاز مشعل پیشگرم میشود. در نهایت آهک در دمای کمتر از 100 درجه سلسیوس از ناحیه سرمایش خارج میشود.
انواع کوره های آهک - تکنیکها و طرحها:
طرحها و تکنیکهای مختلفی برای ساخت و طراحی کوره آهک در سرتا سر دنیا مورد استفاده قرار میگیرد. اگر چه در سالهای اخیر صنعت کوره های آهک در انحصار طرحهای محدود و مشخصی قرار گرفته است با این حال گزینه های متنوع دیگری نیز وجود دارد که به ویژه برای کاربردهای خاص قابل استفاده هستند. در انتخاب نوع کوره، مواردی نظیر مشخصات فیزیکی، دانه بندی و شیمیایی سنگ آهک، استحکام سنگ آهک قبل و بعد از پخت، نوع سوخت در دسترس و کیفیت محصول باید مدنظر قرار گیرد. بسیاری از تولیدکنندگان آهک، از چندین نوع کوره برای تولید آهک با دانه بندیها و کیفیتهای مختلف استفاده میکنند که منجر به استفاده بهتر از منابع طبیعی میگردد.
کوره دوار بلند:
- • طیف بسیار گسترده ظرفیت تولید
- • پاسخ بسیار سریع به تغییر پارامترهای کاری کوره
- • استفاده از طیف گسترده دانه بندیهای سنگ آهک برای بهرهوری بیشتر از منابع
- • سطح بسیار پایین دی اکسید کربن باقیمانده در محصول
- • قابلیت تنظیم سرعت واکنش برای پخت نرم و پخت سخت و امکان تولید دولومیت مرده
- • استفاده از انواع سوختها
- • قابلیت استفاده از نرمه آهک که برای کوره آهک ایستاده مناسب نیستند.
- • مصرف بالای انرژی (دمای بالای گازهای خروجی و دمای بالای بدنه کوره)
- • ایجاد رسوبات حلقوی در داخل کوره (ناشی از خاکستر زغال سنگ، سولفات کلسیم و خاک رس)
کوره دوار با پیشگرمکن:
- • طیف بسیار گسترده ظرفیت تولید
- • پاسخ بسیار سریع به تغییر پارامترهای کاری کوره
- • استفاده از طیف گسترده دانه بندیهای سنگ آهک برای بهرهوری بیشتر از منابع
- • سطح بسیار پایین دی اکسید کربن باقیمانده در محصول
- • قابلیت تنظیم سرعت واکنش برای پخت نرم و پخت سخت و امکان تولید دولومیت مرده
- • استفاده از انواع سوختها
- • قابلیت استفاده از نرمه آهک که برای کوره آهک ایستاده مناسب نیستند.
- • مصرف انرژی کمتر در مقایسه با کوره دوار بلند به دلیل انتقال حرارت بهتر در پیشگرم کن و شروع کلسیناسیون در این بخش
- • نگهداری کمتر نسبت به کوره دوار آهک بلند به علت کاهش طول و تجهیزات کوره
- • تجهیزات کمتر نسبت به باقی کوره ها
کوره احیای جریان موازی (ایستاده دوقلو):
- • طیف گسترده ظرفیت تولید
- • سرعت بالای واکنش برای آهک
- • محدوده معقول برای تنظیم سرعت واکنش از مقادیر بالا تا مقادیر متوسط (در صورتی که نوع سنگ آهک اجازه دهد)
- • توزیع مناسب سوخت به واسطهی کوچک بودن سطح مقطعهای موثر برای هر نازل مشعل
- • کمترین میزان مصرف سوخت
- • مصرف کم انرژی
- • طول عمر بالای جرم نسوز که هر 4 تا 5 سال نیاز به تعویض دارد.
- • محدودیت در دفعات و زمان روشن و خاموش کردن کوره
- • نامناسب برای سنگ آهکهای نرم و شکننده
- • محدودیت دانه بندی
- • استفاده از تجهیزات زیاد
کوره ایستاده حلقوی:
- • سطح پایین دی اکسید کربن باقیمانده در محصول
- • تنظیم سرعت واکنش از مقادیر بالا تا مقادیر متوسط
- • صرفه جویی در سوخت بواسطه بازیابی انرژی حرارتی
- • محدودیت در قطر کوره
- • توزیع مناسب حرارت
- • تعمیر و نگهداری تجهیزات حرارتی
- • هزینه نسبتاً بالای ساخت به دلیل ماهیت ساختاری آن
- • محدودیت دانه بندی
کوره ایستاده تکی:
این گروه از کوره ها دارای طرحهای مختلفی هستند. در این طراحی، سوخت از دیوارههای کوره وارد شده و در منطقه کلسیناسیون مشتعل میشود و گازهای حاصل از احتراق به سمت بالا(در خلاف جهت ورود مواد) حرکت میکنند. سوخت میتواند از طریق مشعل مرکزی یا مشعلهای محیطی وارد کوره شود.
