Шахтная печь для обработки твердых веществ газами

 

№ .26264

Класс Ьеа;-1",-40-&;-- 3- - и--=7ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ

/ шахтной печи для обработки твердых веществ газами.

К патенту ин-ной фирмы „Акционерное о-во Нврвежская сталь" лектриск-Газ-Редукцион" (Aktieselskapet Norsk-Staal-ElektriskGas-Reduktion), в г. Осло, Норвегия, заявленному 16 января

1929 года (заяв. свид. М 38949).

Действительный изобретатель, ин-ц Эмиль Эдвин (Emil Edwin).

Приоритет от 22 августа 1927 года на основании ст, 2 Советсконорвежского соглашения.

О выдаче патента опубликовано 30 апреля 1932 года. Действие патента, распространяется на 15 лет от 30 апреля 1932 года.

При реакциях между твердыми веществами и газами имеет большое значение, чтобы газы возможно непосредственно приходили в соприкосновение со всей поверхностью твердых веществ, что лучше всего достигается пропусканием газа через расположенный слоями твердый материал, как это встречается в шахтной печи с высокой шахтой, представляющей простейшее и во многих случаях лучшее приспособление для названной цели. Тем не менее область применения печи шахтного типа значительно ограничена. Это объясняется различными свойствами твердых веществ и в особенности, теми свойствами, которые проявляются при высокой температуре. Так, многие твердые вещества имеют при высокой температуре большую склонность спекаться, что затрудняет нормальную эксплоатацию или даже делает ее невозможной. Другие вещества имеют свойство терять свою механическую прочность при

1 обработке газом и, под влиянием ббльшего . давления в нижней . части шахты, распадаются в порошок, который, загромождая шахту, часто делает невозможным применение шахтной печи. Таким образом, обработка порошкообразного материала в шахтной печи; весьма затруднительна, когда же подлежат обработке такие вещества, то их надо сперва превращать в куски, причем механическая прочность кусков должна быть такова, чтобы не могли проявиться указанные выше недостатки. Так как агломерирование или брикетирование с сообщением очень большой прочности обычно трудно и всегда сравнительно дорого, то для целого ряда порошкообразных веществ применение шахтной печи совершенно исключено.

Для веществ, которые не поддаются обработке в обыкновенной шахтной печи, разработан ряд типов печей, называемых механическими печами. К ним относятся, например, вращающиеся печи, ярусные печи с приспособлениями для перемешивания, печи с перекидыванием загрузки и т. д. Во всех этих печах обще то, что в их механическим движением материала пытаются предотвратить его сиеканне и одновременно непрерывно приводится в соприкосновение. с газами новый материал;.газы в этих печах проходят уже не через материал, но всегда над ним. Поэтому слой материала ни. когда не может быть особо высоким и должен находиться в непрерывном или часто повторяющемся движении. По всей своей природе эти печи менее .приспособлены для проведения реакции между газом и твердым материалом; прежде всего поверхность соприкосновения газа с материалом очень мала сравнительно с потребностью в большом объеме таких печей, и очень часто приходится удовлетворяться черезвычайно низким термическим коэфициентом полезного действия и очень плохим использованием газов.

Предлагаемая конструкция шахтной печи имеет целью, сохраняя важнейшие преимущества шахтных печей, дать воз. можность обрабатывать газамй также такие материалы, которые в обычных шахт,ных печах не могут быть обрабатываемы.

Предлагаемая щахтная печь составляется из ряда установленных один на другом отдельных сосудов, снабженных днищами с отверстиями для прохода газов, в которых располагаются подлежащие обработке твердые материалы.

Фиг. 1 схематического чертежа показывает вертикальный разрез шахтной печи для обработки газами твердых веществ; фиг. 2- вертикальный разрез трех работающих шахт, связанйых в одном агрегате, Предлагаемая шахтная печь А состоит из лещадной части В, головной части С и ряда расположенных между ними сосудов Vl — ХШ (фнг. 1). Каждый из сосудов VI — Х1П имеет днище, снабженное отверстиями для прохода газов, на котором располагается обрабатываемый материал, после чего сосуды устанавливаются один на другом на лещадной части В и сверху насаживается головная часть С.

Употребляемый для обработки газ подается сверху по питающему трубопроводу D в головной части С и внизу отводится по трубопроводу E в лещадной части В. 4

Сосуды VI — XIII загружаются материалом непосредственно, если форма последнего будет в виде ореха или мелких кусков; пораШкообразный же мате-риал сперва агломерируется или брикетируется, Однако агломераты или бри.— кеты не должны обладать большой механической прочностью. Уплотнение мЕжду о дельными сосудами может осуществляться различным образом. Так, например, между сосудами может быть предусмотрен песочный затвор, причем устраиваются вдоль верхней кромки сосудов жолоб, а вдоль нижней кромки— фланец. Могут найти применение также и другие уплотнительные приспособления. Для независимого перемещения нижележащих сосудов в вертикальном и горизонтальном . направлении, с целью предоставления возможности заменять сосуды Vl †XI в равномерной последовательности, предлагаемая печь устроена с возможностью подъема и спуска. Для вертикального перемещения печь (фиг. 1) установлена, например, на гидравлическом подвижном поршне F; замена же сосудов осуществляется сдвиганием, их в горизонтальном направлении на коле- . сах или роликах, установленных на сосудах. При опускании печи колеса эти попадают на рельсы, которые проходят по обе стороны печи на высоте различных ее ярусов (на фиг. 1 не показаны), после чего соответствующий сосуд, например XIII, может быть горизонтально выдвинут, например, движением гидравлического поршня G. При включении вновь загруженных сосудов поступают аналогичным образом. При незначительном опускании печи, начиная от сосуда VI включительно, печь садится на рельсы; установленные немного ниже нижней кромки сосуда VI. При следующем за этим дальнейшем опускании поршня F, захватывается вниз лещадная часть В, так что между последней и сосудом VI образуется пустое пространство, в которое может быть просунут заново загруженный сосуд V (фиг. 2)., Затем вся печь поднимается .на--высоту, соответствующую высоте одного. сосуда, и печь снова эксплоатируется нормально, — 3

Благодаря указанным механическим приспособлениям, замена отдельных сосудов может происходить очень быстро, так что печь эксплоатируется йепрерывно. На фиг. 2 представлена схема печи, имеющей кроме шахты А для собственной обработки материала газом,, шахту А1 для предварительногоподогрева твердого материала и шахту А для его охлаждения. Обе шахты составлены из сосудов той же конструкции, как и печи для обработки газами, и имеют головные части С и С2 и лещадные части В и В . Предполагается, что газ для подогрева в данной шахтной печи направляется по шахте А1 снизу вверх, и так же.направляется газ для охлаждения в шахте А . При таком направлении газов в печи А для обработки газом готовый обработанный материал будет находиться в самом верх° нем сосуде XIII, который и вынимается; сосуд же V с.свеже подогретой загрузкой вставляется в самый низ. В шахте для подогрева А,, наоборот., подогревание самого нижнего сосуда V закончено и он переносится в печь А для обработки газом, тогда как сосуд I с- свежим материалом вводится в шахту наверху. Аналогичные условия и в шахте А для охлаждения. Самый нижний сосуд XVII содержит готовый охлажденный материал, тогда как сосуд Х!И с обработанным в печи А горячим материалом вставляется наверху.

После того, как подача газа к различным шахтам прекращена или переключена на циркуляционный трубопровод,головные части С и С поднимаются на высоту одного сосуда и в этом положении подвешиваются, например, на рельсы. Одновременно лещадная часть В печи А для обработки газом опускается

° на высоту одного сосуда, благодаря чему, во-первых, освобождается самый верхний сосуд XIII и, во-вторых, под сосудом Vl образуется свободное пространство для помещения сосуда V. Вслед за этим производится передвижение сосудов. Сосуд XIII передвигается в шахту А2 для охлаждения, где он окажется самым верхним; сосуд XVII, охлаждение коего закончено, вынимается внизу из.шахты для охлаждения; сосуд V, подогрев коего уже закончен, находящийся внизу шахты А1для подогрева, вводится в печьА для обработки газом внизу ее, и загруженный све ким холодным материалом сосуд 1 вводится наверху в шахту А для подогрева. Когда эти передвижения закончены, лещадные части В и В шахт А1 и А - для подогрева и для охлаждения поднимаются до нижних сосудов этих шахт. Небольшой дальнейший подъем этих тахт освобождает затворы головных частей и самых нижних сосудов. Затем опускаются на высоту одного сосуда шахты А н А- для подогрева и для охлаждения, и одновременно печь А для обработки газами поднимается на высоту одного сосуда до, упора в головную часть С, так что вся система снова находится в эксплоатацчи и все шахты занимают необходимое для следующего передвижения исходное положение.

Таким образом, подъем печи А для обработки газом производится одновременно с опусканием шахт А1 и А для подогрева и для охлаждения. Этим движущиеся массы уравновешиваются так, что в общем движении требуют небольшой мощности, Описанная выше конструкция печи во многих отношениях может быть . изменена, особенно в отношении приспособлений, служащих для удержания сосудов в определенных положениях,,а также для их сдвига и для осуществления их скользящих движений. Также очевидно, что направление движения газов в различных шахтах не должно быть безусловно в печи для обработки газом сверху вниз, а в шахтах для подогрева и охлаждения снизу вверх; с равным успехом можно применять и обратное направление потока.

Указанная выше шахтная печь может вообще применяться для обработки твердых веществ газами, например, для всевозможных обжигательных операций, для восстановления посредством газов, для обработки газовых смесей твердыми катализаторами и т. д, Печь может употребляться для материала с любой величиной зерен, для порошкооб раз ного материала после предшествовавшего агломерирования или брикетирования.

Распределением загрузки между несколькими сосудами достигается, что материал располагается только тонкими слоями. Раздробление его, так легко появляющееся в обычных шахтных печах, совершенно устраняется. При агломерировании или брикетировании достаточно уже слабого связывания, -чтобы избежать излома и крошения материала.

Вполне достаточно брикетирование одним прессованием, без последующего обжига. Далее материал. в сосудах находится совершенно в покое; поэтому прохождение газов во время обработки не изменяется, как это имеет место,у обычных шахтных печей, где опускание материала происходит неравномерно и не может регулироваться. Изобретение .позволяет избежать -всех вытекающих отсюда задержек в эксплоатации. Обработка газом материала будет равномерной. по всей его массе. Ремонт печи может производиться, не прерывая ее эксплоатации, так как испортившиеся сосуды. могут быть заменены новыми, стоящими наготове, запасными сосудами.

Предмет изобретения.

1. Шахтная печь для обработки .твердых веществ газами, отличающаяся тем, что она образована служащими для помещения в них обрабатываемых веществ отдельными, снабженными днищами с отверстиями для прохода газов сосудами. I, II, III и т. д., установленными один на другом, и снабжена присйособлвниями для удержания сосудов на опре-, деленном месте, для возможности независимого перемещения нижележащих сосудов как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

2. Форма выполнения печи по п. 1, отличающаяся. одновременным применением нескольких связанных в одном агрегате идентичных шахт, служащих для предварительного подогрева, собственно обработки материалов и охлаждения.

К патенту ин-ной фириы „Акционерное общество Норвежская сталь

Элентриск-Газ-Редукцион" № 26264

ФИГ /.

Тии. «Hckgsa,