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Oxygen enrichment in rotary lime kilns

Authors


Abstract

The operation of a pilot-scale rotary lime kiln, fired with natural gas, was studied to determine the effects of enriching the combustion air with oxygen. The variables of interest were the temperature, calcination and heat flow patterns within the kiln as functions of the fuel rate, oxgyen concentration and limestone feed rate. All tests were conducted with essentially a stoichiometric fuel/oxygen ratio and employed two different limestones. Data are presented to show the increase in kiln throughput that can be achieved using oxygen enrichment. The results are interpreted using detailed measurements of axial solids, gas and wall temperatures and axial calcination profiles. These permit the evaluation of the driving forces for the various heat exchange processes, and of local heat flow to the solids bed.

Abstract

On a étudié le fonctionnement, à l'échelle pilote, d'un four à chaux rotatif chauffé au gaz naturel; le but était de déterminer les effets résultant de l'enrichissement de l'air nécessaire à la combustion, avec de l'oxygène. Les variables auxquelles on s'est intéressé sont la température, les trajectoires de calcination et de transfert de chaleur à l'intérieur du four en fonction du débit du combustible, de la concentration en oxygène et de la vitesse d'alimentation en calcaire. On a fait toutes les expériences en employant essentiellement un rapport stoechiométrique entre le combustible et l'oxygène et en utilisant deux sortes de calcaire différentes. On présente des données qui indiquent l'accroissement de production du four qu'on peut réaliser en ayant recours à un enrichissement en oxygène. On interprète les résultats au moyen de mesures détaillées des températures axiales des solides, des gaz et des parois, ainsi que des profils axiaux de calcination; ces données permettent l'évaluation des différences opérationnelles de température pour les divers procédés de transfert de chaleur, et du flux thermique local vers le lit de solides.

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