Установка для переработки доменного шлакового расплава

 

Изобретение относится к производству строительных материалов из шлаковых расплавов как непосредственно у печи, так и за пределами доменного цеха. Технический результат: повышение эффективности работы установки. Установка для переработки доменного шлакового расплава содержит копильник с горелками, выполненными с возможностью перемещения, устройство для получения твердого шлака, теплообменник с конвективными поверхностями нагрева, воздухоподогреватель, последовательно соединенный с камерой аэрации посредством трубопровода, и гребенку, жестко связанную с горелками копильника и камерой аэрации. Камера аэрации снабжена диффузором и суживающимся соплом, при этом диффузор соединен с трубопроводом воздухоподогревателя, а суживающееся сопло жестко связано пневмовоздухопроводом гребенки с горелками копильника, кроме того, на внутренней поверхности диффузора и суживающегося сопла выполнены винтообразные канавки, продольно расположенные от входного до выходного отверстия как диффузора, так и суживающегося сопла, причем у большего отверстия суживающегося сопла расположена кольцевая канавка, соединенная с продольными винтообразными канавками. 3 ил.

Изобретение относится к производству строительных материалов из шлаковых расплавов как непосредственно у печи, так и за пределами доменного цеха.

Известно устройство для ввода в расплав порошковых добавок (см. а.с. N 620446, Мкл. C 04 B 5/00, бюл. 31, 1978), содержащее бункер для подачи добавок, камеру для аэрирования добавок и соединенную с ней пневмотрубопроводом головку в виде полой гребенки с соплами.

Недостатком данного устройства является высокая энергоемкость, обусловленная отсутствием процесса утилизации тепла жидкого шлака.

Известна установка для переработки доменного шлакового расплава (см. а. с. N 1435560, МКИ C 04 B 5/00, бюл. 41, 1988), содержащая копильник с горелками, выполненными с возможностью перемещения, устройство для получения твердого шлака, теплообменник с конвективными поверхностями нагрева, воздухоподогреватель, последовательно соединенный с камерой аэрации посредством трубопровода, и гребенку, жестко связанную с горелками копильника и камерой аэрации посредством пневмовоздухопровода.

Недостатком является невысокая эффективность работы, обусловленная некачественной подачей добавки пневмовоздухопроводом в копильник из-за возможности образования застойных зон в периферийных местах корпуса камеры аэрации.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы установки путем совершенствования подачи порошкообразных добавок из камеры аэрации по пневмовоздухопроводу через сопла в копильник с жидким шлаком, достигаемой за счет устранения застойных зон в корпусе камеры аэрации и дополнительной обработки порошкообразной добавки перед поступлением в горелки.

Технический результат достигается тем, что установка для переработки доменного шлакового расплава, содержит копильник с горелками, выполненными с возможностью перемещения, устройство для получения твердого шлака, теплообменник с конвективными поверхностями нагрева, воздухоподогреватель, последовательно соединенный с камерой аэрации посредством трубопровода, и гребенку, жестко связанную с горелками копильника и камерой аэрации посредством пневмовоздухопровода. Камера аэрации снабжена диффузором и суживающимся соплом, при этом диффузор соединен с трубопроводом воздухоподогревателя, а суживающееся сопло жестко связано с пневмовоздухопроводом гребенки с горелками копильника, кроме того, на внутренней поверхности диффузора и суживающегося сопла выполнены винтообразные канавки, продольно расположенные от входного до выходного отверстия как диффузора, так и суживающегося сопла, причем у большего отверстия суживающегося сопла расположена кольцевая канавка, соединенная с продольными винтообразными канавками.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки; на фиг. 2 - развертка внутренней поверхности диффузора; на фиг. 3 - развертка внутренней поверхности суживающегося сопла.

Установка для переработки доменного шлакового расплава содержит копильник 1 с погруженными горелками 2, устройство 3 для получения твердого шлака, теплообменник 4 с конвективными поверхностями нагрева, установленный на выходе из копильника 1, воздухоподогреватель 5, установленный за теплообменником 4 по ходу уходящих газов, камеру аэрации 6, соединенную через суживающееся сопло 7 пневмовоздухопроводом 8 с полой гребенкой 9, жестко связанную с горелками 2, корректирующий регулятор 10, электрически связанный с клапанами 11 и 12, находящимися на трубопроводах 13 подачи воздуха через диффузор 14 в камеру аэрации 6 и горелки 2, датчик температуры 15, взаимодействующий с внутренним объемом копильника 1. При этом на внутренней поверхности диффузора 14 выполнены винтообразные канавки 16, продольно расположенные от входного отверстия 17 до выходного отверстия 18, а на внутренней поверхности суживающегося сопла 7 выполнены винтообразные канавки 19, продольно расположенные от входного отверстия 20 до выходного отверстия 21, кроме того, у входного отверстия 20 выполнена кольцевая канавка 22, соединенная с винтообразными канавками 19.

Установка работает следующим образом.

Жидкий шлак (при температуре 1500-1700 градусов) поступает в копильник 1 и далее в устройство 3 для получения твердого шлака с заданными параметрами шлаковых строительных материалов, где охлаждается (до температуры 1000-1200 градусов), отдавая тепло посредством уходящих газов теплообменнику 4 и воздухоподогревателю 5, в котором сжатый воздух нагревается до температуры, исключающей возможность спекания пылеобразных добавок в камере аэрации 6. Часть нагретого сжатого воздуха по трубопроводам 13 через клапаны 12, электрически управляемые корректирующим регулятором 10 поступает в горелки 2, где с повышенным значением энтальпии более экономно поддерживает процесс выделения тепла при истечении огневой струи сгорающего топлива. Одновременно остальная часть нагретого сжатого воздуха, имеющего низкую относительную влажность, направляется в камеру 6 аэрирования порошкообразной добавки, в качестве которой может использоваться зола, например с ТЭС. Сжатый воздух, движущийся по трубопроводу 13, через клапан 11, электрически управляемый корректирующим регулятором 10, поступает в диффузор 14, где, начиная от входного отверстия 17, перемещается по винтообразным канавкам 16, закручивается и в виде вихря выходит из отверстия 18, интенсивно перемешивая порошкообразную добавку, что препятствует образованию застойных зон в периферийных местах корпуса камеры аэрации 6, сопутствующих уплотнению, т.е. ухудшению качественной структуры порошкообразной добавки.

Транспортируемая масса порошкообразной добавки поступает к входному отверстию 20 суживающегося сопла 7, перемещается по винтообразным канавкам 19 и на выходе из отверстия 21 в виде закрученного потока движется по пневмовоздухопроводу 8 к соплам полой гребенки 9. По мере перемещения по винтообразным канавкам 19 транспортируемая масса закручивается, и частицы порошкообразных добавок, отличающиеся в большую сторону от усредненных гостированных, отбрасываются к внутренней поверхности суживающегося сопла 7 и, контактируя с винтообразными канавками 19, слипаются, утяжеляются и перемещаются в сторону кольцевой канавки 22, где скапливаются и по мере накопления сбрасываются, под действием собственного веса в полость камеры аэрации 6, здесь разрушаются вихревым потоком, поступающим из диффузора 14 до величин, соответствующих усредненным гостированным значениям для последующего поступления через пневмовоздухопровод 8 к полой гребенке 9.

В золе ТЭС может находиться до 30% топлива, которое в контакте с жидким шлаком (температура 1500-1700 градусов) выгорает с выделением определенного количества тепла. В результате имеется возможность уменьшить количество основного топлива, поступающего в горелки 2, на величину, эквивалентную выделению тепла при дожигании дополнительного топлива, входящего составной частью в золу, поступающую из сопел полой гребенки 9. Поддержание температурного режима в копильнике 1 осуществляется корректирующим регулятором 10, контролирующим посредством датчика температуры 15 тепловые процессы в шлаковом расплаве. Причем соотношение поступающего в копильник 1 топлива и воды регулируется также заданной технологией получения шлакового строительного материала, так как свыше 70% объема золы в данном случае является добавкой в расплав и соответствующим образом влияет на качество получаемого изделия.

Оригинальность технического решения заключается в том, что снабжение камеры аэрации как диффузором, соединенным с трубопроводом и имеющим на внутренней поверхности винтообразные канавки, так и суживающимся соплом, соединенным с пневмовоздухопроводом и имеющим на внутренней поверхности винтообразные канавки, соединенные с кольцевой канавкой, повышает эффективность работы установки для переработки доменного шлакового расплава, которая достигается обеспечением качественной подачи порошкообразных добавок в копильник, определяемой устранением застойных зон и вихреобразным ее пневмотранспортированием с дополнительной обработки перед поступлением в полую гребенку.

Формула изобретения

Установка для переработки доменного шлакового расплава, содержащая копильник с горелками, выполненными с возможностью перемещения, устройство для получения твердого шлака, теплообменник с конвективными поверхностями нагрева, воздухоподогреватель, последовательно соединенный с камерой аэрации посредством трубопровода, и гребенку, жестко связанную с горелками копильника и камерой аэрации, отличающаяся тем, что камера аэрации снабжена диффузором и суживающимся соплом, при этом диффузор соединен с трубопроводом воздухоподогревателя, а суживающееся сопло жестко связано пневмовоздухопроводом гребенки с горелками копильника, кроме того, на внутренней поверхности диффузора и суживающегося сопла выполнены винтообразные канавки, продольно расположенные от входного до выходного отверстия как диффузора, так и суживающегося сопла, причем у большего отверстия суживающегося сопла расположена кольцевая канавка, соединенная с продольными винтообразными канавками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3