Устройство для охлаждения крупнокусковых материалов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КРУПНОКУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, преимущественно огарка, содержащее цилиндрическую камеру охлаждения с расположенным по ее оси вертикальным перфорированным распределителем хладагента , кольцевой коллектор, загрузочный и расходный бункеры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьшения эффективности охлаждения и заидаты окружающей среды и обслуживающего персонала от вредных воздействий, оно снабжено сепаратором пара и пыли, установленным коаксиально камере охлажпения и размещенным между бункерами , лабиринтным уплотнением, трубчатым конденсатором и шламоотд лителем , конденсатор выполнен из последовательно соединенных наклонными переходниками вертикально установленных труб с охлаждающей рубашкой, нижние концы которых размещены в шламоотделителе, и соединен с сепаратором , при этом верхняя часть сепаратора соединена с разгрузочным бункером лабиринтным уплотнением, нижняя часть сепаратора соединена с расходным бункером, а стенки камеры охлаждения выполнены перфорированными.. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что общая площадь живого сечения перфораций камеры охлаждения выполнена равной площади ее продольного сечения. 3.Устройство по п. 1, о т л иS чающёеся тем, что диаметр сепаратора пара и гйлли определяется по формуле . д, . где Д - диаметр сепаратора пара и пыли; Д - диаметр камеры охлаждения; Н, - высота камеры охлаждения; &0 Ко 0,125-1,75. 4. Устройство по п. 1, о т л и;& :л ч а ю щ е е с я тем, что, с целью очистки газов от вредных примесей и внутренней поверхности труб кондек сатора от конденсата, оно снабжено форсунками, установленными в верхних торцах труб.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

09) (И) 3Ш С 22 В 1/26 д, - д, >+ ê í„., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3619048/22-02 (22) 16.04.83 (46) 30.12.84. Бюл, g 48 (72) Г.С.Мулява, N.Ã.Çàéöåâ, А.А.Чуриков и А.В.Темник (71) Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии (53) 669.791(088.8) (56) I Требухин. Печи ртутной промышленности. N., "Металлургия", 1980, с. 110.

2. Авторское свидетельство СССР

В 727702, кл. С 22 В 1/26, 1980. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ

КРУПНОКУСКОВЫХ MATEPHAJIOR, преимущественно огарка, содержащее цилиндрическую камеру охлаждения с расположенным по ее оси вертикальным перфорированным распределителем хладаген- та, кольцевой коллектор, загрузочный

:и расходный бункеры, о т л и ч а ю. щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности охлажпения и защиты окружающей срелы и обслуживающего персонала от врепных возпействий, оно снабжено сепаратором пара и пыли, установленным коаксиально камере охлажпения и размещенным межпу бункерами, лабиринтным уплотнением, трубчатым конденсатором и шламоотделителем, конденсатор выполнен из последовательно соединенных наклонными переходниками вертикально установленных труб с охлаждающей рубашкой, нижние концы которых размещены в шламоотделителе, и соединен с сепаратором, при этом верхняя часть сепаратора соединена с разгрузочным бункером лабириитным уплотнением, нижняя часть сепаратора соединена с расходным бункером, а стенки камеры охлаждения выполнены перфорированными.„

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что общая площадь живого сечения перфораций камеры охлаждения выполнена равной площади ее продольного сечения.

3. Устройство по и. 1, о т л и- Я ч а ю щ е е с я тем, что диаметр сепаратора пара и пыли определяется но формуле где Д - диаметр сепаратора пара

С и пыпи;

Д " диаметр камеры охлаждения;

Н вЂ” высота камеры охлаждения;

Ко = 0,125 1.75.

4 ° Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью очистки газов от вредных примесей.и внутренней поверхности трчб конден сатора от конденсата, оно снабжено форсункамн, установленными в верхних торцах труб.

11319

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения и защита окружающей среды и обслуживающего персонала от вредных воздействий.

Поставленная цель достигается 4О тем, что устройство для охлаждения крупнокускового материала; преимущественно огарка, содержащее цилиндрическую камеру охлаждения с расположенным по ее оси вертикальным пер- 4> форированным распределителем хладагента, кольцевой коллектор, загрузочный и расходный бункеры, снабжено сепаратором пара и пыли, установленным коаксиально камере охлаждения 5О и размещенным между бункерами, лабиринтным уплотнением трубчатым конденсатором и шламоотделителем, конденсатор выполнен из последовательно соединенных наклонными переходниками Ы вертикально установленных труб с охлаждающей рубашкой, нижние концы е которых размещены в шламоотделителе, 1

Изобретение относится к металлуртии, а именно к устройствам для охлаждения горячих кусковых материалов, преимущественно огарка из печей ртутного производства.

Известно устроиство для охлаждения огарка руП после обжига, содержащее камеру охлаждения, состоящую из цилиндрической и конусообразной частей, и размезенные внутри камеры jp яыеевиковые трубы охлаждения (1).

Однако конструкция устройства громоздка, требует больших капитальных затрат, а эффективность устройства низка; эксплуатация устройства сложна и отвлекает много труда и средств иа проведение ремонтов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство 2р для охлаждения круннокусковых материалов, содержащее цилиндрическую камеру охлаждения с расположенным по ее оси вертиКальным перфорированным распределителем хладагента, кольцевой коллектор, загрузочный и разгрузочный бункеры (2g.

Недостатками охладителя являются невысокая производительность вследствие периодичности его действия и, главное, невысокая эффективность охлаждения и повышенный расход газа по причине его низкой теплоемкости и осуществления процесса охлаждения по принципу "продуваемый слой".

15 2 и соединен с сепаратором, при этом верхняя часть сепаратора соединена с разгрузочным бункером лабиринтным уплотнением, нижняя часть сепаратора соединена с расходным бункером, а стенки камеры охлаждения выполнены перфорированными.

Кроме того, общая площадь живого сечения перфораций. камеры охлаждения равна площади ее продольного сечения.

Диаметр сепаратора лара и пыли определяется по формуле д, = ll -Г + иоих; (1) где K = 0,125-1 75;

Д вЂ” диаметр сепаратора пара

С и пыли

Д вЂ” диаметр камеры охлаждения;

Н вЂ” высота камеры охлаждения.

Кроме того, с целью очистки газов от вредных примесей и внутренней . поверхности труб конденсатора от конденсата устройство снабжено форсунками, установленными в верхних торцах труб.

На чертеже схематически изображено устройство для охлаждения крупнокускового материала, общий вид.

Устройство содержит цилиндрическую перфорированную камеру 1 охлаждения с загрузочным бункером 2 и расположенным по ее оси вертикальным перфорированным распределителем 3 хладагента. Коаксиально камере 1 установлен сепаратор 4 пара и пыли, верхняя часть которого через лабиринтное уплотнение 5 соединена с загрузочным бункером 2, а нижняя часть герметично соединена с коническим расходным бункером б, который снабжен дозатором

7, регулирующим подачу охлажденного материала на транспортер 8. Сепаратор 4 соединен патрубком 9 с трубчатым конденсатором 10, каждая труба которого снабжена водоохлаждаемой рубашкой 11, а трубы последовательно соединены наклонными перехопниками 12.

В верхних торцах труб установлены форсунки 13 а нижние концы располоЭ жены в шламоотпелителе 14.

Устроиство дополнительно снабжено шламовым насосом 15 и репульпатором

16 вентилятором 17 системой КИПиА (не показана) и насосом 18 подачи оборотного агента с запорной арматурой для регулирования расхода агента через вертикальный распределитель 3 и периферийные распределители, которые подключены к коллектору. крупных частиц пыли.

3 1131

Устройство работает следующим образом.

Крупнокусковой материал, например огарок с температурой выше 150сС (технологическая — 400-550 С) подают ,У о

5 плотным слоем в камеру 1 охлаждения, в которую через распределитель

3 хладагента поступает, например, оборотная вода под напором 2-3 атм.

При высоком теплосодержании горячего огарка его доохлаждение происходит в нижней части камеры 1 и в расходном бункере 6 за счет поступления в слой воды через периферийные распределители, которые питаются от 15 коллектора. Охлажденный огарок, включая просыпи.и пыль сепаратора 4, через дозатор 7 разгрузки поступает на транспортер 8 и транспортируется в отвал.

Пар и пыль через перфорацию камеры 1 поступает в сепаратор 4, где происходит осаждение частиц пыли (диаметром 3 и крупнее) на слой огарка в бункере 6. Предельный диаметр о зависит от диаметра сепаратора Я, который рассчитывается по формуле (1).

Частицы пыли с диаметром, меньшим

J, выносятся паром через патрубок 9 .30 в трубчатый конденсатор 10. Здесь на внутренних поверхностях труб конденсатора 10 осуществляется пленочная конденсация пара. Неосевшие в сепараторе 4 частицы пыли смешиваются с конденсатом, который стекает вшла-! моотделитель. Для предотвращения

;образования на внутренних поверхно,стях труб конденсатора 10 шламовой корки эти поверхности очищаются подпиточной водой, которая подается под напором через форсункй 13 и смешиваются с конденсатом. Количество подпиточной воды зависит от безвозвратно теряемой: с охлажденным огар- . ком, с газом в виде несконденсировавшегося пара через вентилятор и при испарении воды с открытых поверхностей, например, шламоотделителя.

Очищенная в шламоотделителе вода 50 подается насосом 18 вновь на охлаждение материала, а шламы периодичес-, ки откачиваются насосом 15.

Вода, охлаждающая рубашки 11 конденсатора, повышает свою темпера- 55 туру в зависимости от давления на

60-80 С и может быть использована для производственных нужд.

915 4

Снабжение камеры охлаждения перфорацией позволяет отводить пар и сопутствующие ему пылевые частицы в радиальном направлении через слой, что обеспечивает небольшое гидравлическое сопротивление паровому потоку. Для минимизации гидравлического сопротивления перфорации ее общая площадь выбирается из того соображения, чтобы боковая стенка камеры была продолжением пористой среды, какой является кусковой материал.

Характерный размер единичного элемента перфорации должен обеспечивать возможно меньшее просыпание материала в зону сепаратора, где происходит отделение от парапылевого потока

Просыпи и крупные частицы пыли собираются в нижней части сепаратора, которая соединена с расходным бункером. Для предотвращения скапливания мелкой фракции материала в нижней части сепаратора угол раскрытия конуса расходного бункера принимают равным углу внутреннего трения выгружаемого материала.

Диаметр сепаратора необходимо выбирать таким, чтобы возможно большая часть пыли отделилась от парового потока и не попала в конденсатор.

Остальные частицы пыли с паровым потоком попадают в конденсатор и осаждаются с пленкой жидкости на внутренних стенках труб. Смыв этих частиц осуществляется подпитывающим хладагентом, который вводится под напором через форсунки, установленные в верхних торцах труб конденсатора.

Повышение эффективности охладителя достигается за счет приспособления его конструктивных характери- . стик к использованию в качестве охлаждающего агента жидкости, например воды, которая подается под напором в центральные слои огарка и ниже по его ходу в периферийные слои от общего коллектора. Использование тепла фазового перехода, а также оборот охлаждающего агента обеспечивают небольшие габариты устройства и сводят к минимуму безвозвратные потери агента, причем температура материала на выходе снижается до 100+20 С. о

Защита окружающей среды и обслуживающего персонала от вредных воздействий, например, остаточными парами ртути, образующимися в процессе

1131 915 охлаждения, обеспечивается герметичностью устройства. Для этого предусмотрены соответствующие соединения камеры, охлаждения с сепаратором и последнего с трубчатым конденсатором. 5

Дополнительно открытые концы труб конденсатора размещены в заполненном оборотным агентом шламоотделителе (при работе устройства), а отвод пара в радиальном направлении через слой и через боковую. стенку камеры с минимальным гидравлический сопро" тивлением обеспечивают отсутствие потерь пара через слой материала в вертикальном направлении. Кроме того, 1S подаваемый под напором через форсун ки хладагент,распыляясь, приобретает (!

; большую поверхность,что способствует сорбции вредных примесей из парогазового потока и его очистке от щ . этих примесей.

Лабораторные испытания на модели предлагаемого устройства с загрузкой горячего (200-500 С) огарка массой

1 кг показали, что процесс охлаж- д дения проходит с высокой интенсивностью, а температура охлажденного огарка не превышает 100 С. Число ..оборотов охлаждающей воды практически не влияет на ее солевой состав,30 который после двух-трех оборотов стабилизировался и общее солесодержание не превысило 2 г/л. Вынос шламов с паром не превысил 0,57 от массы загруженного огарка. Декрепитация огарка незначительна — отклонения массовых выходов различных фракций охлажденного огарка соста- вили + 103 от выходов соответствующих фракций горячего материала. Анализ состава газовой фазы после конденсатора (без форсунок) показал, что для случая охлаждения огарка с повьппенным содержанием флюорита (до -6X) в газах содержится, мг/м : ртуть 33,6) мышьяк 2,3; сурьма 0,19; фтор 166. Расход газа (за счет подсоса воздуха) 4 м /т.

Сравнение работоспособности предлагаемого устройства с базовым объектом (котлом-охладителем на Никитовском ртутном комбинате) показало, что оно обеспечивает высокоэффективный и надежный замкнутый технологический процесс охлаждения при меньших затратах на его сооружение и, что не достигнуто на,котле НРК, температура охлажденного огарка не превышает 120 С. о

1131915

Поднисное

Заказ 9723/22

Тираж 602

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Красина

Редактор Н. Киштулинец Техред А.Бабинец Корректор И. Муска