Вращающаяся печь спекания



Вращающаяся печь спекания
Вращающаяся печь спекания

 


Владельцы патента RU 2452911:

Ягин Василий Петрович (RU)

Изобретение относится преимущественно к глиноземной промышленности, точнее к высокотемпературным трубчатым вращающимся печам спекания с переменным по длине печи режимом тепловой работы. Вращающаяся печь спекания имеет наклонный футерованный с внутренней стороны цилиндрический стальной корпус, который по длине содержит опорные секции, снабженные опорными бандажами, расположенные между опорными секциями пролетные секции, имеющие более тонкую, в сравнении с опорными секциями, стенку, и две секции, каждая из которых образует конец печи. Секция, образующая приподнятый загрузочный конец печи, газоходами последовательно гидравлически сообщена с встроенными в отводящий газовый тракт циклонами, электрофильтрами, дымососом и дымовой трубой. При этом загрузочная секция и, по меньшей мере, ближайшая к ней пролетная секция снабжены теплоизоляционным слоем, расположенным на наружной поверхности стальной стенки секции. Толщина теплоизоляционного слоя уменьшается по мере удаления от загрузочного конца. Изобретение позволяет повысить производительность печи и обеспечивает предохранение оборудования отводящего газового тракта от коррозии и образования настылей. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится преимущественно к глиноземной промышленности, точнее к высокотемпературным трубчатым вращающимся печам спекания с переменным по длине печи режимом тепловой работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является вращающаяся печь спекания, содержащая наклонный футерованный с внутренней стороны цилиндрический стальной корпус, который по длине содержит опорные секции, снабженные опорными бандажами, и расположенные между опорными секциями пролетные секции, имеющие более тонкую, в сравнении с опорными секциями, стенку и две секции, каждая из которых образует конец печи. Секция, образующая приподнятый загрузочный конец печи, газоходами последовательно гидравлически сообщена с встроенными в отводящий газовый тракт циклонами, электрофильтрами, дымососом и дымовой трубой (Техника спекания шихт глиноземной промышленности. Ходоров Е.И., Шморгуненко Н.С. М., «Металлургия», 1978. С.64-70).

В осуществленных вращающихся печах спекания температура стального корпуса и других металлических частей обычно не превышает 300-350°С, так как при более высокой температуре в металле возникают большие напряжения, а его прочность резко падает вследствие приобретения хрупкой структуры (там же, стр.78). Однако современные более теплоустойчивые стали позволяют поднять этот температурный предел корпуса до 400°С и выше.

От влияния высокой температуры стальной корпус защищают футеровкой из огнеупорного и теплоизоляционного кирпича и бетона. Одновременно толщину стенки в пролетных секциях на участке высокотемпературной зоны спекания в современных печах глиноземного производства принимают 45 мм и более, а толщину стенки на участке зоны сушки («холодный» загрузочный конце печи) обычно принимают 30 мм. При этом температура газов на выходе из печи уменьшается до 250°С и ниже, а температура стальной стенки, особенно в зимний период, - до 100°С и ниже.

Недостатки известного технического решения, особенно в зимний период, следующие.

1. На участке зоны сушки шихты, во-первых, металл корпуса относительно температуры не достаточно загружен, во-вторых, через корпус происходят потери тепла в окружающую среду. Первое обстоятельство снижает эффективность работы стального корпуса, второе - снижает эффективность сушки шихты, следовательно, и производительность печи в целом.

2. Относительно низкая температура газа на выходе из печи может привести к снижению температуры газов ниже кислотной точки росы в газоотводящем тракте (там же, стр.109-120). Этому будет способствовать неизбежный подсос в отводящий газовый тракт воздуха (более 15%), в том числе холодного зимнего, и недостаточно качественной теплоизоляции отводящего газового тракта. Все это может привести к образованию конденсата и, соответственно, коррозии оборудования - газоходов, циклонов, электрофильтров, дымососов и дымовой трубы.

3. Относительно низкая температура газа на выходе из печи может вызвать интенсивное образование отложений в виде настылей на стенках оборудования - газоходов, циклонов, электрофильтров, дымососов и дымовой трубы (там же, стр.134).

Все это снижает эффективность работы печи в целом.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности работы печи. Достигаемый же технический результат заключается в повышении производительности печи и в предохранении оборудования отводящего газового тракта от коррозии и образования настылей.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что вращающаяся печь спекания имеет наклонный футерованный с внутренней стороны цилиндрический стальной корпус, который по длине содержит опорные секции, снабженные опорными бандажами, расположенные между опорными секциями пролетные секции, имеющие более тонкую, в сравнении с опорными секциями, стенку, и две секции, каждая из которых образует конец печи. Секция, образующая приподнятый загрузочный конец печи, газоходами последовательно гидравлически сообщена с встроенными в отводящий газовый тракт циклонами, электрофильтрами, дымососом и дымовой трубой. Эта загрузочная секция и, по меньшей мере, ближайшая к ней пролетная секция снабжены теплоизоляционным слоем, расположенным на наружной поверхности стальной стенки секции.

Дополнительно:

- толщина теплоизоляционного слоя уменьшается по мере его удаления от загрузочного конца;

- толщина теплоизоляционного слоя определена расчетом из условия

tмакс≤tд,

где tмакс - максимальная температура стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке;

tд - допускаемая температура стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке;

- допускаемая температура стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке tд=400°С.

Именно покрытие наружной поверхности загрузочной секции и ближайшей к ней пролетной секции теплоизоляционным слоем повышает температуру футеровки и температуру газов внутри этих секций и на выходе из печи, что обеспечивает достижение ранее указанного технического результата: повышение производительности печи и предохранение оборудования отводящего газового тракта от коррозии и от образования настылей.

Предлагаемая вращающаяся печь иллюстрируется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - печь спекания и оборудование отводящего газового тракта, вид с боку;

на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Вращающаяся печь включает цилиндрический стальной корпус (далее: корпус) 1, огнеупорную футеровку 2, расположенную с внутренней стороны корпуса 1, и привод, обеспечивающий вращение печи (на чертежах привод не показан). Корпус 1 по длине состоит из стальных секций: опорных 3, пролетных 4, загрузочной 5 и разгрузочной 6. Корпус 1 наклонен от загрузочной секции 5 к разгрузочной секции 6. Каждая опорная секция 3 имеет утолщенную стенку 7, а расположенные между опорными секциями 3 пролетные секции 4 имеют, в сравнении с опорными секциями 3, более тонкую стенку 8. Каждая опорная секция имеет длину около 1 м и снабжена плотно посаженным на нее такой же ширины опорным бандажом 9, передающим нагрузку на опорные ролики 10 (на фиг.1 позиции 3, 7 и 9 показаны одной выносной линией). Загрузочная секция 5, образующая приподнятый загрузочный конец печи, газоходами 11 последовательно гидравлически сообщена с встроенными в отводящий газовый тракт циклонами 12, электрофильтрами 13, дымососом 14 и дымовой трубой 15. Загрузочная секция 5 и ближайшая к ней пролетная секция 4 снабжены теплоизоляционным слоем 16, расположенным на наружной поверхности их стальной стенки 8.

Толщина теплоизоляционного слоя 16 уменьшается по мере его удаления от загрузочного конца. Эта толщина определена расчетом из условия

tмакс≤tд,

где tмакс - максимальная температура стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке;

tд - допускаемая температура стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке.

Целесообразно в современных печах спекания допускаемую температуру tд стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке принять равную 400°С (Машиностроение. Энциклопедия. Т. II-2. Стали. Чугуны. /Г.Г.Мухин, А.И.Беляков, Н.Н.Александров и др. Под общ. ред. О.А.Банных и Н.Н.Александрова. М.: Машиностроение, 2000. С.270-274, 752-754).

Теплоизоляционный слой 16 может быть выполнен из широкоизвестных традиционных огнестойких минераловатных изделий, а также из современных тканей и полотен на основе кремнеземных, базальтовых или стеклянных волокон. Толщина такого слоя 16 обычно не превышает 3-5 мм. Закрепление теплоизоляционного слоя 16 на поверхности корпуса 1 печи осуществляется в соответствии с проектом. При эксплуатации печи часть теплоизоляционного слоя 16 по длине загрузочной секции 5 на летний период целесообразно снимать, а на зимний период снова устанавливать, причем без остановки вращающейся печи.

На фиг.1 обозначены и другие элементы печи, а именно:

17 - конструкция основания;

18 - холодный стояк;

19 - питатель шихты;

20 - пневмовинтовой насос;

21 - материал (шихта)

22 - газовый тракт (в пределах корпуса).

Снабжение наружной поверхности загрузочной секции 5 и ближайшей к ней пролетной секции 4 теплоизоляционным слоем 16 по ранее указанным правилам уменьшило на теплоизолированном участке потери тепла в окружающую среду, что определило следующие особенности работы печи:

- повысилась температура газов и футеровки 2 на теплоизолированном участке, что повысило эффективность сушки шихты при ее приготовлении мокрым способом, следовательно, и повысило производительность печи в целом (то же: сократило расходы топлива и повысило показатель качества спека);

- повысилась температура газов на выходе из печи, что уменьшило, особенно в холодный период года, вероятность образования конденсата в отводящем газовом тракте (за пределами корпуса печи) и, соответственно, уменьшило коррозию оборудования - газоходов, циклонов, электрофильтров, дымососов и дымовой трубы;

- повысилась температура газов на выходе из печи, что уменьшило вероятность образования настылей на стенках оборудования;

- на теплоизолированном участке практически полностью предотвращены суточные и сезонные колебания температур корпуса 1, что повысило надежность работы огнеупорной футеровки 2 на этом участке.

В высокопроизводительной печи спекания ОАО «РУСАЛ Ачинский глиноземный комбинат», размеры 5×185 м, по данным ООО «Красноярский котельный завод» потеря тепла сжигаемого топлива в окружающую среду через наружную поверхность корпуса составляет около 8%. Изобретение позволяет уменьшить процент этой потери примерно на единицу. Это сбереженное тепло расходуется продуктивно, а именно: одна ее часть расходуется на сушку шихты, а другая - на повышение температуры газов на выходе из печи, улучшая, тем самым, условия в отводящем газовом тракте.

Обозначения

1 - цилиндрический стальной корпус (далее: корпус)

2 - огнеупорная футеровка

3 - опорная секция (корпуса)

4 - пролетная секция

5 - загрузочная секция

6 - разгрузочная секция

7 - стенка опорной секции

8 - стенка пролетной секции

9 - опорный бандаж

10 - опорный ролик

11 - газоход

12 - циклоны

13 - электрофильтры

14 - дымосос

15 - дымовая труба

16 - теплоизоляционный слой

17 - конструкция основания

18 - холодный стояк

19 - питатель шихты

20 - пневмовинтовой насос

21 - материал (шихта)

22 - газовый тракт (в пределах корпуса)

1. Вращающаяся печь спекания, характеризующаяся тем, что она имеет наклонный футерованный с внутренней стороны цилиндрический стальной корпус, который по длине содержит опорные секции, снабженные опорными бандажами, расположенные между опорными секциями пролетные секции, имеющие более тонкую в сравнении с опорными секциями стенку, и две секции, каждая из которых образует конец печи, при этом секция, образующая приподнятый загрузочный конец печи, газоходами последовательно гидравлически сообщена с встроенными в отводящий газовый тракт циклонами, электрофильтрами, дымососом и дымовой трубой, причем эта загрузочная секция и, по меньшей мере, ближайшая к ней пролетная секция снабжены теплоизоляционным слоем, расположенным на наружной поверхности стальной стенки секции.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что толщина теплоизоляционного слоя уменьшается по мере удаления от загрузочного конца.

3. Печь по п.2, отличающаяся тем, что толщина теплоизоляционного слоя определена расчетом из условия
tмакс≤tд,
где tмакс - максимальная температура стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке;
tд - допускаемая температура стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке.

4. Печь по п.3, отличающаяся тем, что допускаемая температура стальной стенки секции на ее теплоизолированном участке составляет tд=400°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства строительных материалов. .

Изобретение относится к способу переработки конденсированных горючих, в том числе твердых горючих отходов, путем пиролиза и газификации органической составляющей топлив.

Изобретение относится к производству цементного клинкера. .

Изобретение относится к производству цементного клинкера из порошкового и мелкозернистого сырья с использованием циклонного подогревателя, предварительного кальцинатора, обжиговой печи и охлаждающего устройства.

Изобретение относится к устройству для подогрева, охлаждения и/или кальцинирования мелкозернистых материалов

Изобретение относится к производству цементного клинкера с одновременной выработкой электроэнергии

Изобретение относится к области охлаждения отработанных печных газов

Изобретение относится к способу и установке для получения цементного клинкера. Установка содержит циклонный подогреватель, реактор предварительного обжига, вращающуюся печь и клинкерный охладитель. Согласно изобретению дымы из печи направляют в реактор предварительного обжига и даже в циклонный подогреватель. В реактор (4) предварительного обжига подают газ (9) с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30% и который является единственным источником кислорода для указанного реактора. Часть (8a) газов, выходящих из циклонного подогревателя, рециркулируют в установку таким образом, чтобы получить соответствующий поток, необходимый для получения взвешенного состояния сырья в указанном подогревателе. Другую часть (8b) с высоким содержанием диоксида углерода адаптируют с целью обработки, позволяющей ограничить выбросы диоксида углерода в атмосферу, в частности такой, как комплексообразование. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способу и установке для получения цементного клинкера. Установка содержит циклонный подогреватель (3, 3а), реактор (4) предварительного обжига, вращающуюся печь (1), клинкерный охладитель (5). Согласно изобретению дымы, производимые вращающейся печью, и газы подогревателя разделяют таким образом, чтобы они не смешивались. В реактор предварительного обжига подают газ с высоким содержанием кислорода и часть (8а) газов (8), выходящих из циклонного подогревателя (3, 3а), рециркулируют в реактор (4) предварительного обжига и даже в циклонный подогреватель (3, 3а), чтобы получить соответствующий поток, необходимый для получения взвешенного состояния сырья в подогревателе. Другую нерециркулируемую часть (8b) газов с высоким содержанием диоксида углерода адаптируют, позволяя ограничить выбросы СО2 в атмосферу, при помощи обработки, такой как комплексообразование. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к цементной промышленности. Способ получения клинкера из сырьевой смеси реализуется посредством установки, которая включает вращающуюся печь (8), в частности прекальцинатор; многоступенчатый циклонный подогреватель (9), присоединенный к указанной вращающейся печи (8) ниже по ходу потока относительно направления потока газообразных продуктов (11) сгорания, происходящего в указанной вращающейся печи (8); электрофильтр (10), присоединенный к указанному подогревателю (9) ниже по ходу потока относительно указанного направления потока газообразных продуктов (11) сгорания. Установка включает первое входное отверстие (17) для ввода сырьевой смеси в указанные газообразные продукты (11) сгорания, причем указанное входное отверстие (17) расположено ниже указанного подогревателя (9) и выше указанного электрофильтра (10) по ходу потока относительно указанного направления потока газообразных продуктов (11) сгорания. Она также включает второе входное отверстие (18) для подачи частично подогретой сырьевой смеси (14) из указанного электрофильтра (10) в указанный подогреватель (9). В данном способе используют электрофильтр в качестве неотъемлемой части подогревателя, что позволяет устранить один или более циклонов в подогревателе и повысить эффективность снижения содержания NOX и SOX на последующих стадиях очистки газообразных продуктов сгорания. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к цепям теплообменных печей. Цепь для цепной завесы ротационной обжиговой печи содержит соединенные между собой звенья. Звенья выполнены так, что поперечное сечение тела каждого звена цепи состоит из прямоугольника, большая сторона которого при сечении тела звена вдоль центральной продольной оси параллельна этой центральной продольной оси и примыкающего к его малой стороне в месте контакта звеньев кругового сегмента, определяющего внутреннюю контактную поверхность звена. При этом радиус дуги окружности кругового сегмента, определяющего внутреннюю контактную поверхность звена, равен радиусу дуги окружности, определяющей профиль отверстия каждого предыдущего звена цепи и каждого последующего звена цепи в месте контакта. По второму варианту изобретения цепь содержит соединенные между собой звенья, выполненные так, что поперечное сечение тела каждого звена цепи состоит из прямоугольника, большая сторона которого при сечении тела звена вдоль центральной продольной оси цепи параллельна этой центральной продольной оси, и двух примыкающих к его малым сторонам круговых сегментов. Один из сегментов определяет внешнюю торцевую поверхность звена и представляет собой полуокружность с диаметром, равным малой стороне прямоугольника. Другой сегмент определяет внутреннюю контактную поверхность звена. При этом радиус дуги окружности кругового сегмента, определяющего внутреннюю контактную поверхность звена, равен радиусу дуги окружности, определяющей профиль отверстия каждого предыдущего звена цепи и каждого последующего звена цепи в месте контакта. Достигается повышение теплопроводных свойств цепи. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

В способе изготовления цементного клинкера согласно изобретению цементная сырьевая мука предварительно нагревается в подогревателе, предварительно нагретая цементная сырьевая мука предварительно кальцинируется в кальцинаторе, а предварительно кальцинированная цементная сырьевая мука обжигается в печи, причем в кальцинаторе используются топливо и воздух для горения с содержанием кислорода, по меньшей мере, 75 мольных %, а цементная сырьевая мука предварительно кальцинируется в кипящем слое в кальцинаторе. Отходящие газы, образующиеся в печи, подаются в подогреватель в обход кальцинатора, а отходящие газы кальцинатора - в устройство для предварительной обработки СО2. Установка для осуществления способа содержит: подогреватель для предварительного нагрева цементной сырьевой муки, по меньшей мере, один, выполненный в качестве реактора с кипящим слоем кальцинатор для предварительного кальцинирования предварительно нагретой цементной сырьевой муки, который имеет пористое или перфорированное продуваемое дно, средство для подачи топлива и средство для подачи воздуха для горения с содержанием кислорода, по меньшей мере, 75 мол.%, а также средства для подачи предварительно нагретой цементной сырьевой муки, причем кальцинатор имеет средства для отвода предварительно кальцинированной цементной сырьевой муки, установленные ниже точки расширения кипящего слоя и соединенные с печью, и при этом кальцинатор соединен с устройством предварительной обработки CO2 для отделения CO2, печь для обжига предварительно кальцинированной цементной сырьевой муки, содержащая линию для отходящего газа печи, соединенную с подогревателем в обход кальцинатора. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к способу и установке для получения клинкерного цемента. Способ включает этапы, на которых предварительно нагревают первую (4) и вторую (6) части сырья, основным компонентом которого является карбонат кальция, соответственно в первом (5) и во втором (7) циклонных подогревателях. Первую (41) и вторую (61) подогретые части сырья предварительно обжигают при использовании газа (9), обеспечивающего горение топлива, в реакторе (1) с псевдоожиженным слоем (13). Поток дымов (8), производимых реактором (1), без возврата в реактор (1) направляют во второй циклонный подогреватель(7). Обжигают прокаленное сырье с получением клинкера во вращающейся печи (2). Дымы (18), производимые вращающейся печью (2), направляют в первый циклонный подогреватель (5). Охлаждают полученный клинкер в охладителе (3) нагнетанием охлаждающего газа через клинкер на уровне выхода из вращающейся печи (2). В качестве газа псевдоожижения используют газ (9), в котором содержание кислорода составляет от 90% до 100% и скорость которого менее 2 м/с. Изобретение облегчает комплексообразование основной части получаемого диоксида углерода. 2 н. и 13 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу и установке для производства цементного клинкера. Способ включает предварительный нагрев сырьевой муки, содержащей карбонат кальция, на стадии предварительного нагрева посредством отработавших газов стадии спекания, соединенных по ходу движения газового потока, нейтрализацию предварительно нагретой сырьевой муки, спекание нейтрализованной сырьевой муки в цементный клинкер на стадии спекания, охлаждение цементного клинкера, полученного на стадии спекания, при помощи газа на стадии охлаждения, при этом отработавшие газы со стадии спекания соединяются с отработавшими газами со стадии нейтрализации, и соединенные отработавшие газы направляются в открытую газовую сеть (10) с постоянным или прерывистым отделением доли соединенных отработавших газов (32) от открытой газовой сети (10), при этом количественная доля отделенной доли соответствует доле, вновь добавляющейся в открытую газовую сеть (10) в результате сгорания и нейтрализации. Раскрыта также установка для производства цементного клинкера. Обеспечивается снижение выбросов СО2 и предотвращение формирования оксидов азота при сгорании атмосферного азота в окислительной среде горелки стадии спекания. 2 н. и 4 з.п.ф-лы, 1 ил.
Наверх