کوره آهک پزی

کوره آهک به کوره ای گفته می شود که برای تشدید سنگ آهک یا همان کربنات کلسیم تولید می شود و به شکل آهکی به نام آهک زنده یا اکسید کلسیم تولید می شود. معادله شیمیایی این واکنش است:

CaCO3 + heat → CaO + CO2

این واکنش می تواند در هرجای بالاتر از 840 درجه سانتیگراد (1544 درجه فارنهایت) انجام شود ، اما به طور کلی در 900 درجه سانتیگراد (1655 درجه فارنهایت) اتفاق می افتد ، اما دمای اطراف از 1000 درجه سانتیگراد (1832 درجه فارنهایت) معمولاً استفاده می شود تا واکنش سریع ادامه یابد. از دمای بیش از حد اجتناب می شود زیرا باعث تولید آهک مرده می شود. آهک شکفته یا همان آهک هیدراته را می توان با مخلوط آهک زنده با آب تشکیل داد.

انواع کوره آهک پزی

کوره های آهک دائمی به دو دسته گسترده تقسیم می شوند: "کوره های شومینه" که به کوره های "متناوب" یا "دوره ای" نیز معروف هستند. و "کوره های رسم" که به کوره های "دائمی" یا "در حال اجرا" نیز معروف است در یک کوره شعله ور شدن ، یک لایه زیرین زغال سنگ ساخته شده و کوره بالا فقط با گچ پر شده است. آتش چندین روز روشن بود و سپس کل کوره از آهک خالی شد.

در یک کوره کشش ، معمولاً یک سازه سنگی ، گچ یا سنگ آهک را با چوب ، ذغال سنگ یا کک لایه بندی کرده و روشن می کردند. هنگام سوختن ، آهک از پایین کوره ، از طریق سوراخ کشش استخراج می شد. لایه های بیشتری از سنگ و سوخت به بالا اضافه شد.

کوره های سنتی

ویژگی مشترک کوره های اولیه محفظه سوزاندن فنجان تخم مرغ بود ، دارای ورودی هوا در قاعده ، ساخته شده از آجر. سنگ آهک خرد شد تا توده هایی کاملاً یکنواخت 20-60 میلی متر سنگ ریز رد شد. لایه های پی در پی گنبدی شکل از سنگ آهک و چوب یا زغال سنگ در کوره روی میله های رنده ای از قائده کوره دور جمع شده بودند. هنگامی که بارگیری کامل شد ، کوره در پایین آن شعله ور شد و آتش به تدریج از طریق شارژ به سمت بالا گسترش یافت. هنگام سوختن ، آهک را خنک کرده و از پایه رد می کردند.

فقط سنگ درشت اهک قابل استفاده است. این نیز اندازه کوره ها را محدود می کند و توضیح می دهد که چرا کوره ها همه تقریباً یک اندازه بودند. بالاتر از یک قطر مشخص ، شارژ نیمه سوخته احتمالاً زیر وزن خود فرو می رود و آتش را خاموش می کند. بنابراین کوره ها همیشه به صورت دسته ای 25-30 تن آهک درست می کنند. به طور معمول بارگیری کوره یک روز ، سه روز آتش زدن ، دو روز خنک شدن و یک روز تخلیه طول می کشید ، بنابراین چرخش یک هفته ای طبیعی بود. درجه سوختن با آزمایش و خطا از یک گروه به دسته دیگر با تغییر میزان سوخت مصرفی کنترل می شد. از آنجا که بین مرکز شارژ و مواد نزدیک به دیوار اختلافات زیادی وجود دارد ، به طور معمول مخلوطی از آهک زیر سوخت (یعنی از دست دادن زیاد در اثر احتراق) ، آهک خوب سوخته و سوخته تولید می شود. بازده سوخت معمولی کم بود ، به ازای هر تن آهک تمام شده 0.5 تن یا بیشتر ذغال سنگ استفاده می شد.

تولید آهک گاهی در مقیاس صنعتی انجام می شد. یک مثال در آنری در شمال دوان ، انگلیس ، نزدیک تورینگتون گریت ، از سه کوره تشکیل شده بود که به شکل "L" در کنار هم قرار گرفته بودند و در کنار کانال تورینگتون و رودخانه تورج برای قرار دادن سنگ آهک و زغال سنگ و حمل و نقل قرار داشت. آهک کلسیمی شده را در روزهای قبل از وجود جاده های صحیح فلزی دور کنید.

کوره های مدرن

کوره دسته ای

گرمای حدودی واکنش مورد نیاز برای ساخت آهک پر کلسیم حدود 3.15 MJ در هر کیلوگرم آهک است ، بنابراین کوره های دسته ای فقط حدود 20٪ کارآمد بودند. کلید توسعه در کارایی ، اختراع کوره های مداوم ، اجتناب از چرخه های گرم شدن و خنک کردن بی رویه کوره های دسته ای بود. اولی کوره های شافت ساده بودند ، از نظر ساختمانی مشابه کوره های بلند. این کوره های شفت ضد جریان هستند. انواع مدرن شامل کوره های احیا و حلقوی است. میزان تولید معمولاً در محدوده 100-500 تن در روز است.

کوره دسته‌ای ضد جریان

سوخت به صورت تدریجی از شافت تزریق می شود و در این مرحله حداکثر دما را تولید می کند. خوراک تازه تغذیه شده در قسمت بالا ابتدا خشک شده و سپس در دمای 800 درجه سانتیگراد گرم می شود ، جایی که کربن زدایی آغاز می شود و با افزایش دما به تدریج سریعتر پیش می رود. در زیر مشعل ، آهک داغ گرما را به هوا احتراق منتقل کرده و توسط آن سرد می شود. یک رنده مکانیکی آهک را در پایین آن بیرون می کشد. یک فن گازها را از طریق کوره می کشد و سطح آن در کوره با افزودن خوراک از طریق یک قفل هوا ثابت نگه داشته می شود. برای اطمینان از جریان یکنواخت گاز از طریق شارژ ، مانند کوره های دسته ای ، فقط می توان از سنگ بزرگ و درجه بندی شده استفاده کرد. درجه سوختن را می توان با تغییر میزان برداشت آهک تنظیم کرد. مصرف گرما در حد 4 MJ / kg امکان پذیر است ، اما 4.5 تا 5 MJ / kg معمول تر است. با توجه به اوج دما در مشعل ها تا 1200 درجه سانتیگراد در شرایط کوره شافت برای تولید آهک سوخته متوسط و سخت ایده آل است.

کوره احیاء

این نوع Lime kiln معمولاً از یک جفت شافت تشکیل می شوند که به طور متناوب کار می کنند. اول ، هنگامی که شافت A شاخه "اصلی" و B شفت "ثانویه" باشد ، هوای احتراق از بالای شافت A اضافه می شود ، در حالی که از طریق لانچ های مشعل ، سوخت تا حدودی زیر است. شعله از بالا به پایین است. گازهای داغ به سمت پایین عبور می کنند ، از طریق اصطلاحاً "کانال" به شافت B عبور می کنند و به سمت بالا می روند تا از شافت B خارج شوند. همزمان در هر دو شافت هوای خنک کننده از پایین به منظور خنک سازی آهک و ایجاد گازهای خروجی اضافه می شود از طریق پایین کوره از طریق حفظ فشار مثبت همیشه غیرممکن است. هوای احتراق و هوای خنک کننده از طریق اگزوز در بالای شافت B کوره را ترک می کنند و باعث گرم شدن سنگ می شوند. جهت جریان به صورت دوره ای معکوس می شود (به طور معمول 5-10 بار در ساعت) شافت A و B که نقش شفت "اولیه" و "ثانویه" را تغییر می دهد. کوره دارای سه منطقه است: منطقه پیش گرم در بالا ، منطقه سوختن در وسط و منطقه خنک کننده نزدیک به پایین. دوچرخه سواری یک منطقه سوزان طولانی با دمای ثابت و نسبتاً کم (حدود 950 درجه سانتیگراد) را ایجاد می کند که برای تولید آهک واکنش سوزانده شده با کیفیت بالا ایده آل است. با دمای گازهای خروجی اگزوز تا 120 درجه سانتیگراد و دمای آهک در خروجی کوره در دامنه 80 درجه سانتیگراد ، اتلاف حرارت کوره احیا کننده حداقل است ، مصرف سوخت به اندازه 3.6 مگاژول بر کیلوگرم است. با توجه به این ویژگی ها ، کوره های احیا کننده امروزه تحت شرایط هزینه های قابل توجه سوخت ، فناوری اصلی هستند. کوره های احیا کننده با خروجی 150 تا 800 تن در روز ساخته می شوند که 300 تا 450 نوع معمولی هستند.

کوره حلقوی

این نوع کوره آهک پزی شامل یک استوانه داخلی متحدالمرکز هستند. با این کار هوای گرم شده از منطقه خنک کننده جمع می شود و سپس برای تحت فشار قرار دادن ناحیه حلقوی میانی کوره استفاده می شود. پخش شدن هوا از ناحیه تحت فشار به سمت خارج باعث جریان متضاد جریان به سمت بالا و جریان جریان به سمت پایین می شود. این دوباره یک منطقه طولانی و نسبتاً خنک ایجاد می کند. مصرف سوخت در محدوده 4 تا 4.5 MJ / kg است و آهک به طور متوسط سوزانده می شود.

کوره دوار Rotary

کوره های دوار از ابتدای قرن بیستم برای تولید آهک مورد استفاده قرار گرفتند و اکنون اگر اهمیت انرژی کمتری باشد ، بخش زیادی از تاسیسات جدید را تشکیل می دهد. استفاده زودهنگام از کوره های دوار ساده این مزایا را داشت که می توان طیف وسیع تری از اندازه سنگ آهک را از ریزه کاری ها به بالا استفاده کرد و عناصر نامطلوب مانند گوگرد را از بین برد. از طرف دیگر ، مصرف سوخت به دلیل تبادل حرارت ضعیف در مقایسه با کوره های شافت ، نسبتاً زیاد بود و منجر به اتلاف بیش از حد گرما در گازهای خروجی شد. کوره های دوار "طولانی" به سبک قدیمی با سرعت 7 تا 10 MJ / کیلوگرم کار می کنند. تأسیسات مدرن با افزودن پیش گرم كننده ای كه دارای همان تماس جامد / گاز خوب كوره شفت است ، تا حدی بر این ضعف فائق می آیند ، اما مصرف سوخت هنوز هم تا حدی بیشتر است ، معمولاً در محدوده 4.5 تا 6 MJ / kg. در طراحی نشان داده شده ، دایره ای از شافت (به طور معمول 8-15) در اطراف مجرای بالابر کوره مرتب شده است. سنگ آهک داغ به ترتیب با عمل "صفحه فشار دهنده" هیدرولیکی از شافت تخلیه می شود. کوره های تولید 1000 تن در روز معمول است. کوره دوار انعطاف پذیرترین کوره های آهکی است که قادر به تولید آهک نرم یا متوسط ​​یا سخت سوزانده شده و همچنین آهک یا دولومیت سوزانده شده است.