Печь кипящего слоя

 

1. ПЕЧЬ КИПЯЩЕГО СЛОЯ для обжига преимущественно сульфидного материала, содержащая корпус, короб подвода дутьевого воздуха, установленный снизу воздухораспределительной решетки, и размещенные в слое трубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых выполнен с кольцевой перегородкой, разделяющей его на две камеры - наружную кольцевую с циркулирующим в ней хладагентом и внутреннюю , отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи путем интенсификации теплообмена в слое, внутренняя камера охлаждающего элемента выполнена с входным отверстием для прохода через неематериала слоя и дутьевыми соплами, соединенными трубопроводом с коробом подвода дутьевого воздуха через регулятор расхода, и снабжена выходным патрубком для вьшуска материала слоя в печь, расположенным выще входного отверстия. i 2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевая камера (Л охлаждающего элемента выполнена в виде термосифона, зона испарения которого размещена в кипящем слое, а зона конденсации выведена за пределы корпуса печи. N0 сд 4 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(5D F 27 В 15/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3371326/29-33 . (22) 23.12.81 (46) 23.11.84. Бюл. В 43 (72) Л.А, Старков, В.С. Домрачев, В.А. Зорков и Г.П. Севидов (71) Производственное объединение нуралэнергоцветмет"

{53) 66;096.662.041(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 309222, кл. F 27 В 15/16, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

В 405009, кл. F 27 В 15/16, 1972 (прототип). (54)(57). 1. ПЕЧЬ КИПЯЩЕГО СЛОЯ для обжига преимущественно сульфидно. го материала, содержащая корпус, короб подвода дутьевого воздуха, установленный снизу воздухораспредели-. тельной решетки, и размещенные в слое трубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых выполнен с кольцевой перегородкой, разделяющей его на две камеры — наружную кольцевую с циркулирующим в ней хладагентом и внутрен. нюю, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи путем интенсификации теплообмена в слое, внутренняя камера охлаждающего элемента выполнена с входным отверстием для прохода через нее материала слоя и дутьевыми соплами, соединенными трубопроводом с коробом подвода дутьевого воздуха через регулятор расхода, и снабжена выходным патрубком для выпуска материала слоя в печь, расположенным выше входного отверстия. 2. Печь по и. 1, отличающ а я с я тем, что кольцевая камера охлаждающего элемента выполнена в виде термосифона, зона испарения которого размещена в кипящем слое, а зона конденсации выведена за пределы корпуса печи.

1 1125

Изобретение относится к металлургической теплотехнике, например к устройству печей для обжига сульфидных материалов в кипящем слое и может найти применение в металлургической, S химической и других отраслях промьппленности.

Технологический процесс обжига серосодержащих магериалов в печах кипящего слоя требует, как правило, отъема избыточного тепла из слоя для поддержания заданного температурного режима перерабатываемого материала.

В печах кипящего слоя протекают экзотермические реакции, в результате которых развивается высокая температура, которая по условиям технологического процесса не должна превышать определенных заданньгх значе20 ний, в связи с чем возникает необходимость в отводе избыточного тепла из слоя. При этом чем больше отводится тепла, тем выше производительность печи, поскольку в единицу времени загружается больше концентрата в печь.

Известно устройство печи кипящего слоя с элементами для отъема избыточного тепла из слоя, выполненными в виде теплообменных поверхнос30 тей, помещенных в слой и охлаждаемых .теплоносителем, например водой Ц, Однако в печах большой производительности теплообменные поверхности размещены в два яруса, занимая 35 почти все свободное прострачство в корпусе лечи в зоне кипящего слоя.

Дальнейшее повышение производительности печи лимитируется воэможностью размещения дополнительного количества теплообменных поверхностей в слое для отвода из него тепла.

Кроме того, с увеличением числа теплообменных поверхностей. проходящих через корпус печи, усложняются их,подводящие и отводящие коммуникации, увеличивается количество точек, требующих тщательного уплотнения, и увеличиваются трудозатраты на текущее обслуживание сис- 0 темы охлаждения. При этом отсутствует также возможность обеспечения регулирования количество отнимаемого из слоя избыточного тепла.

Наиболее близкой по технической 55 сущнбсти к изобретению является лечь кипящего слоя, содержащая корпус, короб подвода дутьевого воздуха, 457 2 установленный снизу воздухораспр делительной решетки и рамещенные в слое трубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых выполнен с кольцевой перегородкой, разделяющей его на две камеры: наружную кольцевую с циркулирующим хладагентом и внутреннюю (2) .

Недостатком известного устройства является возможность аварии в случае прогара охлаждающего элемента, поскольку охлаждающая среда (вода) при этом неизбежно попадает в печь кипящего слоя.

Целью изобретения является повышение производительности печи путем интенсификации теплообмена в слое.

Указанная пель достигается ..ем, что в печи кипящего слоя для обжига преимущественно сульфидного материала, содержащей корпус, .короб подвода дутьевого воздуха, установленный снизу воздухораспределительной решетки, и размещенные в слое трубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых выполнен с кольцевой перегородкой, разделяюшей его на две .камеры — наружную кольцевую с циркулирующим в ней хладагентом и внутреннюю, последняя выполнена с входным отверстием для прохода через нее материала слоя и дутьевыми соплами, соединенными трубопроводом с коробом подвода дутьевого воздуха через регулятор расхода и снабжена выходным патрубком для выпуска материала слоя в печь, расположенным вьппе входного отверстия, Кроме того, целесообразно кольцевую камеру охлаждающего элемента выполнять в виде термосифона, зона испарения которого размещена в кипящем слое, а зона конценсации выведена за пределы корпуса печи.

На фиг. 1 изображена печь кипящего слоя, частичный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Печь кипящего слоя содержи корпус с коробом 2 .подвода дутьевого воздуха, расположенным внизу ноздухораспределительной решетки 3, на которой размещен материал 4 слоя. Ло периметру корпуса 1 установлены амбразуры 5 с закрепленными в них трубчатыми охлажцающими элементами 6 с наружной теплообменной поверхностью

7. Внутри каждого охлаждающего эле— мента 6 установлена кольцевая продольная перегородка Я, закрепленная з 112545 . по концам при помощи донышек 9, причем один ее торец, находящийся снаружи корпуса 1, закрыт прозрачной съемной заглушкой 10, а другой торец, находящийся в слое, открыт и образует

5 входное окно 11 для прохода через него материала 4 слоя во внутреннюю камеру 12.

Кольцевая ка ера 13, отделенная от внутренней камеры кольцевой продольной перегородкой 8, предназначена для циркуляции в ней хладагента, поступающего по патрубку 14 и отводимого через патрубок 15. Через кольцевую камеру 13 вблизи корпуса 1 про- 15 ходит выходной канал 16, открывающийся ,на верхней образующей теплообменной поверхности 7 и предназначенный для выхода в слой охлажденного во внутренней камере 12 материала слоя 4.

Для псевдоожижения материала слоя и побуждения его движения во внутренней камере 12, в нижней ее части установлена перегородка 17 с вмонтированными в нее беспровальными дутьевыми соплами 18, для подачи воздуха к которым служит трубопровод 19 с установленным на нем регулятором 20 расхода, при помощи. которого дутьевой воздух из короба 2 подается в канал 21, обра30 зованный кольцевой продольной перегородкой 8 и перегородкой 17.

Работа лечи КС осуществляется сле« дующим образом.

В результате подвода дутьевого воздуха из короба 2 через воздухораспределительную решетку 3 снизу слоя обжигаемого материала 4, он

Псевдоожижается. Б процессе окчсления серы выделяется тепло, которое воспринимают и передают в сис- 40 тему охлаждения печи интенсивно смываемые горячим материалом слоя

4 охлаждающие элементы 6.

Ч том случае, когда регулятор

20 расхода закрыт и отсутствует пода- 45 ча воздуха через дутьевые.сопла 18 во внутреннюю камеру 12, она заполнена неподвижным материалом слоя 4, охлажденным в результате контакта с омываемой хнадагентом кольцевой продольной перегородкой 8, которая после охлаждения этого неподвижного материала слоя 4, вследствие его ббльшого термического сопротивления, не отнимает избыточное тепло из слоя и оно отводится из него только через наружную геплообменную поверхность

7 охлаждающего элемента 6.

7 4

При подводе воздуха из дутьевого короба 2 через открытый регулятор расхода 20, трубопровод 19, дутьевые сопла 18 в статически неподвижный материал слоя 4, находящийся во внутренней камере 12, он псевдоожижается. Изменяя установку регулятора 20, устанавливают такой расход воздуха через дутьевые сопла 18, при котором псевдоожиженный материал слоя 4 во внутренней камере 12 увлекается потоком воздуха в направлении вдоль камеры 12 через вьгходной канал 16 и поступает в кипящий слой печи.

Поскольку охлаждающий элемент установлен в печи с наклоном, а окно 11 расположено ниже выходного канала 16, т.е. находится глубже в слое, где давление ожижающего слоя воздуха выше его давления на уровне выходного канала 16,то воздух, стремясь пройти вдоль камеры 12 через выходной канал 16 в зону с меньшим давлением, увлекает с собой в камеру 12 находящиеся в состоянии "кипения" частицы материала слоя 4. Материал слоя в псевдоожиженном состоянни от.дает свое тепло кольцевой продольной перегородке 8 при его направленном перемещении в сторону выходного

I канала 16, создавая циркуляцию потока материала 4 через камеру 12.

В таком режиме работы охлаждающего элемента 6, когда его наружная теплообменная поверхность 7 и теплообменная поверхность кольцевой продольной перегородки 8 соприкасаются с рас каленными частицами материала слоя 4, из слоя отводится максимальное количество тепла.

Конструкция охлаждающих элементов

6, которая позволяет с помощью регулятора 20 расхода отключать или

I включать в работу теплообменную поверхность кольцевой продольной перегородки 8, может, при необходимости, обеспечивать регулирование отъема избыточного тепла из слоя при изменениях технологических параметров обжига серосодержлцего концентрата. Регулирование может осуществляться автоматически или вручную, а контроль за наличием направленного движения материала 4 во внутренней камере 12 — визуально через прозрачную заглушку 10.

Преимущество использования предлагаемой печи обеспечивается за счет ичтенсификацни теплоотъема из слоя, 5 1 t25457 повышение охлаждающей способности элементов слоя, достигаемое за счет увеличения тепловоснринимающей поверхности элемента без увеличения

его габаритов, позволяет повысить производительность печи при сохранении неизменным количество трубчатых охлаждающих элементов, размещенных в слое печи, или сократить количество этих элементов при сохранении той же производительности печи, обеспече. ния возможности (в ручном или автома. тическом режиме) регулирования количества отнимаемого из слоя избыточного тепла; упрощения текущего обслуживания и снижения трудозатрат на технический уход с учетом повышения надежности охлаждающих элементов, выполненньпс по типу "тер

10 мосифонов".

SHHHIIH Заказ 8525/29 Тираж 577 Подписное филиал IIIIQ "Патент", г.Узгород, ул.Проектная, 4