Устройство для термической обработки химических продуктов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ООВОВВОВ

РЕСПУБЛИН (1Е (И) др4 F 27 В 1500

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET OOOO

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPHTlO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AOTOPCMOMV ВВООВВТВООВВУВУ (61) 846938 (21) 3806706!29-33 (22) 26; 10, 84 (46) 15.03.86, Бил. Ф 10 (7l) Приморское ордена ЯЗнак Почета" проиэводственное обьединенне

"Бор" им, 50-летия СССР (72) В.АВйуханов, А.А.Гурский, В.С.Бобошко, В.ИЛиленков, О.И.Творнщенко, ИВЕ,Балакина: и Л.И.Бурдвка (53) 628. 54 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР .У 846958, кл. F 27 В 15/00, 1979. (54)(57) 1; УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРИ1 ЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУК-.

ТОВ но авт.св. В 846958, о т л-ич а в щ е е с я тем, что, с цельв повыиения эффективности очистки гаэовых выбросов и эксплуатационной надемности, газоотвэдящий патрубок оборудован танге.нциальньии соплами и щтуцером слива раствора, днище емкости холодильника выполнено наклоннън 1тод углом 30 - 45 к гориэонту, а конец распределителя - со скосом 30 - 45 ..

2. Устройство по п. 1,, о т л и.ч а в щ е е с я тем, что атуцер слива раствора располвкен в слое пульпы.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а в щ е е с я тем, что днище емкости холодильника выполнено суаающнмся в сторону итуцера вывода продукта.

1,12

Изобретение относится к термической обработке рудного и нерудного сырья, з частности к конструкции печей для обжига дисперсных термочувствительных материалов, и может ,. быть использовано при обжиге и плавлении материалов чувствительных к загрязнению продуктами неполного сгорания топлива и является усовершенствованием известного устройства по аът.св. Ф 846958, Цель изобретения .- повышение эффектмвиости очистки газовых выбросов. и эксплуатационной надежности устройства.

Яа фиг.l представлено устройство для термической. обработки химических продуктов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 - раэт

- реэ В-В иа фиг.l; на фиг.4 - диаграмма межремонтного пробега устройства; на фиг.5 » диаграмма содержания частичек пульпы в заречных газах.

Устройство для термической обработки химических продуктов состоит из печи l распределителя 2 и емкости 3 °

Печь 1 содержит циклонную камеру . 4 и камеру смешения 5. Распределитель 2 имеет отверстия 6, диаметр которых увеличивается по ходу движения rasosoro потока, а емкость 3днище 7, газоотводящий патрубок 8 и штуцер 9 вывода продукта.

Циклонная камера 4 выполнена иэ корпуса 10, заключенного в металлическую обечайку II, между которьии имеется воздушный зазор 12 для прохода воздуха, и содержит камеру горения 13, камеру обжига 14, перегородку )5 с центральным отверстием и диффузор )б.

Камера горения 13 оборудована форсункой 17 для подачи топлива, тангенциальными соплами !8 первичного воздуха, соединенньии с зазором 12.

Камера обжига )4 оборудована фигуриьии фуриамн )9, которые содерwa сопло .20 для подачи воздуха и сопло 21 подачи продукта, разделен-, ные между собой перегородкой 22.

Камера смещения 5 имеет сопла 23 и заканчивается диффуэором 24, который соединяется с распределителем 2о

Янов!е.7 емкости 3 выполнено так, что оио образует с горизонтом угол!

8279 2

5 !

О

1S

30-45 и его сечение суживается по мере продвижения к штуцеру 9 вывода продукта.

Распределитель 2 установлен в расширенной части днища 7 и его кромка скошена параллельно днищу.

Гаэоотводящий патрубок 8, который служит для уменьшения выброса частиц пульпы в атмосферу, включает в себя гаэоэаборные устройства, 25, отводящую трубу 2б, штуцер 27 слива раствора и фланец 28.

Устройство для термической обработки химических продуктов работает следующим образом.

В камеру горения 13 через форсунку 17 поступает топливо,,а через тангенциальные сопла 18 - воздух иэ воздушного зазора 12. Количество по-., даваемого воздуха регулируется.

Топливо сжигают с коэффициентом избытка воздуха 1,03 - I 05, что обеспечивает высокую экономичность процесса горения и высокую темпера" туру факела. Образовавшиеся продукты из камеры горения 13 поступают в камеру обжига 14 через центральное отверстие в перегородке 15.

Последняя также регулирует время пребывания топлива в камере горения !3. Это осуществляется следующим образом.

Из воздушного зазора 12 через приемные окна в стенке перегородки

15 воздух поступает в полость, а оттуда в центральное отверстие. Количество подаваемого воздуха регулируется устройствами, что способствует качественному сжиганию топлива в камере горения 13.

В камеру обжига 14 тангенциально вводятся материал, подвергаемый тепловой обработке, и воздух. Ввод их осуществляется через сопла 20 и 21 фигурных фурм 19.

Воздух служит для защиты футеровки печи от абразивного износа, охлаждения футеровки печи и оттеснения от футеровки агрессивных газов, а также защиты футеровки от образования на ней настылей.

Воздух вводят между слоем материала и футеровки печи с большей скоростью и относительно низкой температурой. Воздух должен растекаться по всей поверхности футеровки печи, поэтому сопла 20 выполняются специальной фигурной формы.

1218279

40

При тепловой обработке термочув" ствительных материалов, т,е. материалов, температура обжига. которых и температура начала плавления близки друг к другу, например борсодержащих руд; наблюдается сплавление поверхностных слоев частицы.

Соприкасаясь с пористой поверхностью раскаленной футеровки, легкоплавкие частицы продукта прилипают к ней своей оплавленной поверх» ностью и образуют на футеронке печи настыли, заполняют рабочее пространство камеры обжига 14, нарушают тепловой и гидродинамический режим печи и выводят ее из строя. Печь необходимо останавливать на ремонт.

В камере обжига 14 производится тепловая обработка борсодержащей руды топочными газами с температурой

1800 С. Такая температура позволяо ет сжигать топливо с. минимальными коэффициентами избытка воздуха, что влечет увеличение парциального дав.ления СО в топочных газах. Увеличение парциального давления н топочных газах до 153 делает их пригодными для использования в дальнейшем технологическом цикле обработки про- . каленной борсодержащей руды, годнако при высоких температурах топочных газов частицы борсодержащей руды опланляются снаружи, не успеная пройФ ти фазовый переход в ядре, соприкасаясь друг с другом спекаются, либо переходят в стекловидную углекисло тонерастворимую форму, при этом коэффициент испольэонания сырья понижается.

Для ликвидации этого явления обжиг борсодержащей руды проводят н присутствии водяного пара, способствующего гидротермическому извлечению. руды и предохраняющего частицы руды от перехода в стекловидную форму.

Диффузор 16 регулирует время пребывания обрабатываемого в камере обжига 14 продукта, увеличивая или уменьшая входящее в его центральное отверстие количество воздуха, которое регулирует силу препятствия, преодолеваемого потоком процуктов термообработки.

Из камеры обжига 14 продукты термообработки, например датолитовый концентрат, совместно с газами через диффузор 16 поступают в камеру смешения 5. По всей высоте камеры смешения 5 через сопла 23 подается хладагент, который перемешивается с продуктами термообра- ботки, охлаждает их до 90-95, кон4 денсирует водяные пары, способствует резкому охлаждению частиц продукта, При конденсации водяных паров происходит повышение парциального давления газов СОд в продуктах термообработки, что делает их пригодными для дальнейшего технологического процесса.

Иэ камеры смешения 5 прокаленный и охлажденный продукт, охлажденный гвз с повышенной концентрацией

СО, нагретый хладагент через диффузор 24 поступает в распределитель

2 и через отверстия 6 - в .емкость 3.

В емкости 3 находится слой пульпы, состоящий иэ хладагента и обжигаемого продукта. Распределитель 2 помещается в слой пульпы так, что верхний ряд его отнерстий перекрывается пульпой. Чем дальше удалено отверстие от зеркала пульпы, тем большего размера оно выполняется.

С увеличением расстояния от зеркала пульпы до оси отверстия 6 гидравлическое сопротивление пульпы возрастает, поэтому, чтобы обеспечить равномерный выход продуктов термообработки по всей глубине слоя пульпы, размеры отверстий возрастают.

Равномерный выход продуктов термообработки по всей глубине необходимы для тщательного перемешивания выводимого из распределителя 2 потока с пульпой в емкость 3.

При равномерном распределении и тщательном перемешивании улучшается контакт пульпы с газовой фазой продуктов термообработкн. повышается количество газа СО прореагировавшего со спеком, улучшаются технологические показатели процесса пере работки прокаленной руды.

Днище 7 емкости 3 выполнено на-. о клонным к горизонту под углом 30-45

На один конец днища 7 выведен распределитель 2, другой конец днища 7 оборудован штуцером 9 для вывода продукта. Кромка распределителя 2 выполняется также со скосом 30-45 и устас нанлнвается.параллельно днищу 7.

Такое выполнение днища 7 и кромки распределителя 2 необходимо для обеспечения высокой эксплуатационной о надежности устройства. Угол 30-45угол естественного откоса многих сы1218279

Тнп сушилки

Показатели

2500

2500

Температура в камеа ре горения, С

1850-1900

1850-1900

S пучих материалов в том числе и даталитового концентрата. Если угол наклона днища к горизонту от распределителя 2 к штуцеру 9 принять меньше 30, то происходит отложение про-..; .дукта на днище емкости холодильника, Отложения продукта постепенно увеличиваются, перекрывают емкость, затем перекрывают отверстия 6 распределителя 2, живое сечение отверстий .6 уменьшается, гидравлическое сопротивление возрастает, продукты термообработки не успевают выводиться иэ печи I, нагрузка печи падает, ее необходимо останавливать на ремонт, Диафрагма .(фиг.4) поясняет зави" симость межремонтного пробега устройства в эавйсимости от угла наклона днища 7 к горизонту. о

Если угол выполнить 45, то объем емкости 3 уменьшается, что приведет к снижению объема пульпы, находящейся в ней и времени контактирования продуктов термообработки с пульпой.

Днище 7 суживается .ог распределителя 2 в сторону .штуцера 9. Это делается для того, чтобы осевшие частицы направлялись,в штуцер 9 и их отложение на днище 7 исключалось. Выполнение кромки распределителя 2 параллельно днищу 7 также препятствует отложению твердых частиц на днище 7 и способствует транспортировке их к штуцеру 9.

Когда газообразные продукты термообработки (запечные газы) проходят через зеркало пульпы, они захватывают с собой частицы пульпы.

В этих частицах имеется вода, растворенные химические вещества, .мелкодисперсиые твердые частицы про-, дукта. Вынос этих частиц за пределы

Производительность по обожженному продукту» . кс/ч устройства весьма нежелателен, так как происходит загрязнение окружающей среды и снижение коэффициента использования сырья °

Гаэоэаборные устройства 25 выполнены в виде тангенциальных сопел.

Запечные газы, пройдя через зеркало

:пульпы, уносят с собой ее .частицы.

1ó В, этим частицах содержится вода, химические вещества, мелкодисперсные частицы продукта..Совместно с запечными газами частицы пульпы попадают в гаэозаборные устройства 25, выпол1 ненные в виде тангенциальиых патрубков, и приобретают центробежное вращение. Скорость запечных газов в газозаборных устройствах 25 20-30 м/с, в результате чего под действием цент20 робежных сил частицы пульпы отбрасываются иа стенки гаэоотводящего патрубка и по стенкам его через штуцер. 27 слива раствора поступают под зеркало пульпы, в слой пульпы.

25 Такое расположение штуцера 27 слива раствора делает ненужньэюи устройства, в,виде мигалок шлюзовых затворов и т.п., предохраняющие гаэоотводящий патрубок от попадания в него saЗО печных газов помимо гаэоваборных устройств 25. Осушенные эапечные газы через отводящую трубу 26 выводятся за пределы устройства. На фиг.5 показано содержание частичек пульпы в запечных газах при выводе. их через газоотводящий патрубок известной 1 н предлагаемой конструк-. ции 2 °

В таблице приведены показатели о I известного и предлагаемого устройств для термической обработки химических продуктов.

Известный Предлагаемый

Тип сушилки

Показатели

Обем эапечных газом м /ч

12000!

2000

Температура эяпечных газов перед входом в гаэоотводящий патрубок, С

80-90

80 90

) 0-)5

20-30

Не требуется

) 6-24

2500-2000

100-150

Таким образом оборудование гаэоотводящего патрубка тангенциальиымн соплами и штуцером слива раствора выведенного ниже зеркала пульпы, выполнение днища емкости холо-. дильнике наклонным к горизонту под о углом 30-45 и выполнение распределителя со скощенным под углом 30Скорость газов в газоотводящем патрубке, м/с

Интенсивность эарастания емкости холодильника продуктом, ч (остановка аппарата на чистку) Содержание пульпы в газах за пределами устройства, мг/м

1218279 8 !

Продолжение таблицы

Известный Предлагаемый

М 45 концом, установлениьк параллельно днищу в его.широкой части, позволило снизить содержание пульпы

Ф в .запенных газах, удаляемых из. устройства на 1850-2400 мг/м и иовы40 сить эксплуатационну» надежность устройства и обеспечить его беснере . бойну» экс луатацно ° .

12) 8279

Щиг. Я

1218279

12

30 фиг.4

ЯЯЮ

2000 арпа

1000,PfSPjs

0 7000

Составитель Т.Лепахина

Техред А.Комарницкая Корректор В.Бутяга

Редактор И.Сегляник

Заказ .1126/51 Тираж 561

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðîä, ул.Проектная, 4