Шахтная печь для обжига известняка

 

Изобретение относится к шахтным печам известняка и может быть использовано в черной и цветной металлургии в химической, пищевой и строительной отраслях промышленности. Шахтная печь для обжига известняка включает зону подогрева, обжига и охлаждения для увеличения производительности печи и улучшения качества готового продукта за счет равномерного распределения газового потока по всему сечению печи, основание зоны обжига выполнено с сужением профиля, в которое встроены камеры сгорания топлива, соединенные между собой кольцевым каналом с отверстиями, связывающими камеры сгорания с рабочим объемом печи в нижней части сужения профиля. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к шахтным печам для обжига известняка и может быть использовано в черной и цветной металлургии, в химической, пищевой и строительной областях промышленности.

Известны шахтные печи для обжига известняка производительностью 80, 100, 150 и 200 т/сут. имеющие зоны подогрева, обжига, охлаждения, расположенные в несколько ярусов периферийные фурменные и центральные балочные водоохлаждаемые горелки, механизмы загрузки и выгрузки [1] К недостаткам печей относятся неравномерность температурного поля в объеме печи, неполнота сгорания топлива в межкусковом пространстве известняка и, как следствие, неравномерность обжига материала при повышенном расходе топлива.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и цели является шахтная печь, содержащая зоны подогрева, обжига, охлаждения, два яруса периферийных фурменных горелок, механизмы загрузки и выгрузки, отличающаяся тем, что для обеспечения равномерности прогревания потока известняка по всему сечению печи она снабжена вертикальной вставкой, концентрично установленной в зоне обжига между ярусами горелок [2] Недостатком печи является использование периферийных фурменных горелок для сжигания топлива в межкусковом пространстве известняка, которые создают перегретые зоны над горелками и недогретые между ними. При сжигании газов в межкусковом пространстве обжигаемого материала топливе и воздух смешиваются медленно и горение происходит на 3-5 м выше места его ввода. Создается значительная по величине захоложенная высота печи [1, с.105] в объеме которой процессы декарбонизации не идут. Кроме того, установка вертикальной вставки уменьшает полезный объем зоны обжига, что приводит к снижению удельной производительности печи.

Цель изобретения обеспечение равномерного распределения потока нагретых газов по всему сечению печи для увеличения производительности печи при одновременном повышении качества извести.

Это достигается созданием в основании зоны обжига эллипсоидов выпуска и разрыхления и вводом продуктов горения в их основание с большой скоростью.

Известно, что при свободном истечении сыпучего материала через донное отверстие, над ним образуются разрыхленные зоны в виде эллипсоидов выпуска и разрыхления [2] Направленный поток газов от периферии к центру равномерно распределяется по сечению эллипсоидов. Для создания разрыхленных эллипсоидов в основании зоны обжига профиль шахты внутри сужается с диаметра основания D₀ до диаметра D₁.

На чертеже изображен продольный разрез печи.

Рабочее пространство печи состоит из трех зон: подогрева I, обжига II, охлаждения III.

Печь состоит из шахты 1, внутри которой профиль сужается с диаметра основания D₀ до диаметра сужения D₁. Величина отношения диаметров D₁/D₀ составляет 0,4^oC0,7. В сужении профиля 2 в огнеупорную кладку встраиваются камеры сгорания газообразного топлива 3, соединенные между собой кольцевым каналом 4. По периметру внутренней стенки кольцевого канала, в ее основании, имеются отверстия 5, соединяющие камеры сгорания с рабочим пространством печи.

Камеры сгорания 3 предназначены для полного сжигания топлива, а с целью уменьшения потерь тепла в окружающее пространство они размещаются в объеме суженного профиля печи. Сжигание топлива в камерах производится с коэффициентами расхода воздуха от 1,0 до 2,0, что позволяет изменять температуру поступающих в печь газов в пределах 1900-1250^oC и поддерживать заданный температурный режим обжига.

Кольцевой канал 4 служит для выравнивания давления газов в камерах сгорания и распределения газов по периметру зоны D₁. В нижней части стенки канала имеются отверстия одинакового сечения. Для защиты от засорения кусками обжигаемого материала с отверстия имеют наклон 15-25^o. Количество и площадь сечения отверстий вычисляются из условия скорости истечения газов из них, равной 70-150 м/с.

Движущийся сверху вниз столб сыпучего материала в шахте 1 встречает на своем пути сужение профиля 2. Проходя зону малого диаметра D₁, материал приобретает скорость, в два раза большую, чем средняя скорость движения в шахте. При этом в зоне D₁ и над ней образуется разрыхленный эллипсоид выпуска 6, а еще выше эллипсоид разрыхления 7. На выходе из зоны профиль печи вновь расширяется и движущийся поток материала дополнительно разрыхляется.

Нагретые газы с заранее заданной температурой и одинаковым давлением выходят из камер сгорания 3 в кольцевой канал 4 и через наклонные отверстия 5, расположенные по окружности зоны D₁, со скоростью 70-150 м/с направляются от периферии к центру. Проникая в разрыхленный столб движущегося материала небольшого диаметра на глубину радиуса, нагретые газы вначале распределяются по сечению зоны D₁ и, поднимаясь вверх, при расширении профиля до D₀ равномерно распределяются по всему сечению печи.

Предлагаемая конструкция шахтной печи позволяет производить непрерывный процесс обжига известняка в автоматическом режиме, при заранее заданных температурах, с повышенной производительностью и выходом годного продукта не менее 97% Указанная конструкция шахтной печи для обжига известняка опробована на Белорецком металлургическом заводе. Удельная производительность печи увеличена с 0,4 до 1,1 т/м³ · сут. а содержание активных компонентов CaO + MgO в извести возросло до 95-97%

Формула изобретения

1. Шахтная печь для обжига известняка, включающая зоны подогрева, обжига и охлаждения, отличающаяся тем, что для увеличения производительности печи и улучшения качества готового продукта за счет равномерного распределения газового потока по всему сечению печи основание зоны обжига выполнено с сужением профиля, в которое встроены камеры сгорания топлива, соединенные между собой кольцевым каналом с отверстиями, связывающими камеры сгорания с рабочим объемом печи в нижней части сушения профиля, причем диаметр сужения равен 0,4 0,7 диаметра основания шахты.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что нагретые газы из отверстий кольцевого канала выходят в рабочее пространство печи со скоростью 70 150 м/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1