Газоход отражательной печи

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к медерафинировочным отражательным печам с устройством газоотводящего тракта. Газоход отражательной печи состоит из охлаждаемого вертикального и соединенного с ним горизонтального газоотводящего тракта с бункерами для отвода пыли. Печь снабжена установленным на выходе из горизонтального газоотводящего тракта неохлаждаемым шибером. Устройство печи отличается тем, что вертикальный газоотводящий тракт на входе снабжен системой подачи горячего воздуха, выполненной в виде сопел, а на входе - охлаждаемой стенкой и установленным над ней регулирующим охлаждаемым шибером, причем сопла установлены в горизонтальной плоскости под углом 25-45^o, а в вертикальной плоскости - под углом 10-25^o к стенкам газоотводящего тракта, регулирующий охлаждаемый шибер выполнен поворотным с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси в сторону движения газов, а соотношение высоты охлаждаемой стенки и регулирующего охлаждаемого шибера составляет 2:1. Устройство позволяет максимально дожигать органические вещества, содержащиеся в отводимых газах, за счет увеличения объема вертикального газоотводящего тракта, что обеспечивает не только снижение выбросов и облегчает их улавливание и удаление, но и значительно повышает срок службы агрегата в целом. 2 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к медерафинировочным отражательным печам с устройством газоотводящего тракта.

Известна отражательная печь, содержащая плавильную ванну, свод, охлаждаемые стены, вертикальный и горизонтальный газоотводящие тракты (О.Н. Багров Испарительное охлаждение печей цветной металлургии, 1979, с.63-64, рис. 32). Недостатки этого устройства заключаются в том, что, вследствие небольшого объема вертикального газоотводящего тракта и переохлаждения отводимых с дымом отдельных компонентов продуктов плавки, частицы органических веществ не успевают полностью сгорать и выносятся в горизонтальный газоход, что отрицательно сказывается на его работе и возможности обеспыливания газов методом фильтрации.

Анализ описанной выше конструкции выявил, что в ней не достигается желаемый результат - создание условий, способствующих максимальному дожиганию органических веществ, содержащихся в отводимых газах за счет увеличения объема вертикального газоотводящего тракта, что обеспечивает не только снижение выбросов и облегчение их улавливания и удаления, но и значительно повышает срок службы агрегата в целом.

Авторами настоящей заявки на изобретение создана конструкция газохода отражательной печи с достижением указанного технического результата.

Она содержит охлаждаемые вертикальный и соединенный с ним горизонтальный газоотводящий трак с бункерами для отвода пыли и снабженный установленным на выходе из горизонтального газоотводящего тракта неохлаждаемым шибером, вертикальный газоотводящий тракт на входе снабжен системой подачи горячего воздуха, выполненной в виде сопел, а на выходе - охлаждаемой стенкой и установленным над ней регулирующим охлаждаемым шибером, причем сопла установлены в горизонтальной плоскости под углом 25-45^o, а в вертикальной плоскости под углом 10-25^o к стенкам газоотводящего тракта, регулирующий охлаждаемый шибер выполнен поворотным с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси в сторону движения газов, а соотношение высоты охлаждаемой стенки и регулирующего охлаждаемого шибера составляет 2:1.

Такое конструктивное решение позволяет увеличить высоту вертикального газоотводящего тракта (за счет установки на его выходе стенки), что, в свою очередь, позволяет увеличить время пребывания разогретых несгоревших органических веществ в вертикальном газоотводящем тракте более чем на 80%, а установка в нижней его части, на выходе, системы подачи горячего воздуха обеспечит турбулизацию газового потока и интенсификацию процесса дожигания, благодаря чему вертикальный газоотводящий тракт используется как камера для дожигания с температурным режимом, обеспечивающим полное дожигание пылевидных частиц и жидкостных органических веществ, капелек мазута, несгоревших газов (СО, СН₄, Н₂ и др.) и предотвращение образования из последних сажи.

При установке на выходе в вертикальный газоотводящий тракт системы подачи горячего воздуха, выполненной в виде сопел, учитывалось влияние подаваемого воздуха на такие параметры, как температура отходящих газов, тепловые потоки на стеновые панели, содержание кислорода в отходящих газах, скорость газового потока и степень его турбулизации.

При установке сопел углы наклона их к стенкам вертикального газоотводящего тракта: 25-45^oC - в вертикальной плоскости и 10-25^o - в горизонтальной плоскости, были выбраны с таким учетом, чтобы обеспечить оптимальную степень турбулизации газового потока (равную 2) и интенсификацию процесса дожигания органических веществ, которые зависят от равномерности перемешивания газового потока по всему объему вертикального газоотводящего тракта.

Уменьшение углов приводит к уменьшению степени турбулизации газового потока, в увеличение этих углов ухудшает равномерность перемешивания газового потока по всему объему тракта, что снижает эффективность процесса дожигания и способствует образованию сажистого углерода, что является недопустимым по экологическим соображениям, а также приводит к образованию на охлаждаемых панелях газоотводящего тракта большого слоя гарнисажа.

За счет того, что на выходе из вертикального газоотводящего тракта установлены охлаждаемая стенка и регулирующий охлаждаемый шибер, а соотношение их высоты составляет 2:1, не только обеспечивается увеличение объема камеры дожигания в вертикальном газоотводящем тракте, но и в период восстановительно-окислительных режимов плавки обеспечивается перекрытие вертикального газоотводящего тракта посредством закрытия регулирующего охлаждаемого шибера, что позволяет поддерживать технологический режим плавки (заданные давления и температур в печи) и снижают расход мазута.

Соотношение высоты охлаждаемой стенки и регулирующего шибера выбрано из условий максимального увеличения объема камеры дожигания, образованной в вертикальном газоотводящем тракте за счет установки охлаждаемой стенки и минимальных нагрузок в месте закрепления регулирующего охлаждаемого шибера, что позволяет обеспечить его надежную эксплуатацию.

Заявляемое устройство газохода отражательной печи отвечает всем критериям патентоспособности.

Оно ново, т.к. аналогичные известные из уровня техники решения не обладают тождественной совокупностью признаков, о чем свидетельствует проведенной выше анализ известных конструкций.

Предлагаемое для патентной защиты изобретение имеет изобретательский уровень, т.к. сущность для специалиста явным образом не следует из известного уровня техники, т. е. не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемой конструкции, а, значит, и не может быть подтверждена известность отличительных признаков на указанный заявителем технический результат.

Заявляемое изобретение является промышленно применим, т.к. оно может быть использовано в производстве рафинированной меди в условиях АО "Уралэлектромедь" по своему назначению, т.е. для дожигания органических веществ, содержащихся в отводимых газах. Ни один признак, взятый в отдельности, ни вся совокупность признаков изобретения не противоречит возможности их применения в промышленности и не препятствует достижению усматриваемого заявителем технического результата.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами, на которых: фиг.1 - общий вид устройства; фиг.2 - вертикальный газоотводящий тракт в разрезе в месте установки сопел.

Анодная печь содержит плавильную ванну 1 со сводом 2, охлаждаемой вертикальный газоотводящий тракт 3, соединенный с ним горизонтальный газоотводящий тракт 4, который снабжен бункерами 5 для отвода пыли. На выходе из горизонтального газоотводящего тракта 4 установлен неохлаждаемый шибер (не указан). Вертикальный газоотводящий тракт 3 на выходе снабжен системой подачи горячего воздуха, выполненной в виде сопел 6, а на выходе - охлаждаемой стенкой 7 и установленным над ней регулирующим охлаждаемым шибером 8, который выполнен поворотным с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси в сторону движения газов. При этом соотношение высоты охлаждаемой стенки 7 и регулирующего охлаждаемого шибера 8 составляет 2:1. А сопла 6 установлены под углом к стенкам вертикального газоотводящего тракта 3 в горизонтальной плоскости под углом α = 25-45^o, а в вертикальной плоскости - под углом β = 10-25^o.

Работает описанное выше устройство следующим образом.

В анодной печи осуществляется процесс огневого рафинирования меди. Отапливается печь природным газом и мазутом. Из рабочего пространства печи, включающего плавильную ванну 1 со сводом 2, отводятся газы, содержащие пыль и продукты сгорания топлива. В составе пылевидных частиц имеют место частицы не полностью сгоревшей органики, капельки мазута и продукты недожига газообразного топлива (СО, СН₄, Н₂ и др.). Эти отходящие дымовые газы поступают в вертикальный газоотводящий тракт 3.

Вертикальный газоотводящий тракт 3 за счет установки на его выходе охлаждаемой стенки 7 и регулирующего охлаждаемого шибера 8, а на выходе - системы подачи горячего воздуха, выполненной в виде сопел 6, используется как камера дожигания отходящих газов с температурным режимом, обеспечивающим за счет необходимой степени турбулизации и интенсификации процесса полное дожигание пылевидных частиц и жидкостных органических веществ, капелек мазута, несгоревших газов и предотвращение образования из последних сажи.

Подача воздуха для дожигания пылевидных и жидкостных органических веществ может осуществляться высоконапорным вентилятором типа ДН-9У (ВДН-8У). Скорость истечения дутьевого воздуха, подаваемого в нижнюю часть вертикального газоотводящего тракта 3 через сопла 6, составляет не менее 50-80 м/сек при расходе до 3 тыс.нм³/ч.

Из вертикального газоотводящего тракта 3 горячий газовый поток переходит в горизонтальный газоотводящий тракт 4, снабженный тепловоспринимающими поверхностями 9, воздухонагревателем (не показан) и бункерами 5 для улавливания и накопления крупнодисперсной пыли. В горизонтальном газоотводящем тракте 4 горячие газы отдают свое тепло тепловоспринимающим поверхностям 9, а частицы крупнодисперсной пыли выпадают в бункера 5 для улавливания и удаления пыли.

Формула изобретения

Газоход отражательной печи, состоящий из охлаждаемого вертикального и соединенного с ним горизонтального газоотводящего тракта с бункерами для отвода пыли и снабженный установленным на выходе из горизонтального газоотводящего тракта неохлаждаемым шибером, отличающийся тем, что вертикальный газоотводящий тракт на входе снабжен системой подачи горячего воздуха, выполненной в виде сопел, а на выходе - охлаждаемой стенкой и установленным над ней регулирующим охлаждаемым шибером, причем сопла установлены в горизонтальной плоскости под углом 25 - 45^o, а в вертикальной плоскости - под углом 10 - 25^o к стенкам газоотводящего тракта, регулирующий охлаждаемый шибер выполнен поворотным с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси в сторону движения газов, а соотношение высоты охлаждаемой стенки и регулирующего охлаждаемого шибера составляет 2:1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2