Устройство для термическойобработки химических продуктов

 

Союз Советскнн

Соцналнстнческнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.09.79 (21) 2821356/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.

F 27 В 15/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.81 (53) УДК 628.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Алехин, В. А. Куханов, А. Н, Лазарев и Ю. А. Хохлов

1, 1

c,k 1:

J 1

Приморское ордена"Знак Почета"производственное обйдинЖие;:;;.

«Бор» им. 50-летия СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к обжигу рудного и нерудного сырья, в частности к конструкции печей для обжига дисперсных термочувствительных материалов, и может быть использовано при обжиге и плавлении материалов, чувствительных к загрязнению продуктами неполного сгорания топлива.

Известна кольцевая циклонная печь для варки силикатных расплавов, включающая камеру, осветительный бассейн, установленный внутри его полый элемент, находящийся над уровнем стекломассы и охлаждаемой водой или расплавом металла. Полый элемент способен вращаться (1).

Данная конструкция печи не предусматривает защиты футеровки от соприкосновения ее с расплавом, а сжигание топлива происходит в присутствии силикатного расплава. Частицы топлива внедряются в расплав, ухудшают его качество и соответственно качество готовой продукции, снижают эффективность использования.

Известна также циклонная стекловаренная цепь, которая содержит бункер шихты с питателем, вертикальную циклонную камеру для тепловой обработки материала, снабженную горелками, и бассейн для гомогенизации, осветлс.* ия и охлаждения стекломассы. Шихта в виде аэровзвеси вдувается в камеру, подхватывается находящим высокотемпературным вихрем газов и в виде расплава поступает в бассейн. Отходящие из циклона дымовые газы удаляются через дымоход (2).

Однако данная печь не обеспечивает полноты сгорания топлива, не предотвращает зашлаковывания поверхностей топочной камеры и насыщение продукта несгоревшими частицами топлива, что приводит к снижению качества готового продукта, понижает коэффициент использования сырья, топлива, уменьшает межремонтный пробег печи.

Известны устройства (3) и (4), в которых для интенсификации процесса варки стекла производят охлаждение ванны воздухом либо жидкостью, но при этом полное термическое охлаждение потока расплава производят вне ванны,. что требует установки дополнительного оборудования, усложняет технологическую схему получения продукта, не решает комплексно вопрос использования тепла уходящих газов и обрабатываемого продукта.

846958 4

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для термической обработки химического сырья, содержащее холодильник. Холодильник с целью интенсификации процесса охлаждения выполнен из последовательно установленной решетки, диска, бака и транспортера (5).

Такое выполнение холодильника усложняет конструкцию устройства, приводит к непроизводственным потерям продукта в местах перегрузки, усложняет эксплуатацию устройства, повышает эксплуатационные затраты, не используется тепло горячего продукта.

Цель изобретения — повышение эффективности и утилизация тепла продуктов термической обработки.

Цель достигается тем, что в устройстве для термической обработки химических продуктов, содержащем печь и холодильник, последний выполнен из распределителя и емкости с мешалкой, а распределитель в виде трубы, нижний конец которой имеет отверстия с увеличением диаметра по ходу движения газов.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — распределитель.

Устройство для термической обработки химических продуктов состоит из печи 1, распределителя 2 и емкости 3.

Печь 1 содержит циклонную камеру 4 и камеру 5 смешения, распределитель 2 с отверстиями 6, диаметр которых увеличивается по ходу движения газового потока, а емкость 3 имеет мешалку 7, газоотводящий патрубок 8 и штуцер 9 продукта.

Циклонная камера 4 выполнена из корпуса 10, заключенного в металлическую обечайку 11, между которыми имеется воздушный зазор 12 для прохождения воздуха, камеры 13 горения, камеры 14 обжига, разделительной перегородки 15 и диффузора 16.

Камера 13 горения оборудована форсункой 17 для подачи топлива, тангенциальными соплами 18 первичного воздуха, соединенными с зазором 12.

Камера 14 обжига оборудована фигурными фурмами 19, которые содержат сопло 20 подачи воздуха и сопло 21 подачи продукта, разделенные между собой перегородкой 22.

Разделительная перегородка 15 и диффузор 16 оборудованы, каждый из них, полостью с регулирующими устройствами (не показаны).

Камера 5 смешения имеет сопла 23 и заканчивается диффузором 24, который соединяется с распределителем 2.

Устройство для термической обработки химических продуктов работает следующим образом.

В камеру горения через форсунки !7 поступает топливо, а через тангенциальные сопла 18 — воздух из воздушного зазора 12.

Количество подаваемого воздуха регулируется.

Топливо сжигают с коэффициентом из.бьггка воздуха ц= 1,03 — 1,05, что обеспечивает высокую экономичность процесса горения и высокую температуру факела.

Образовавшиеся продукты сгорания из камеры 13 горения поступают в камеру 14 обжига через кольцевое отверстие в перегородке 15. Перегородка 15 также регу 0 лирует время пребывания топлива в камере 13 горения.

Это осуществляется следующим образом

Воздух из зазора 12 через приемные окна в стенке перегородки 15 поступает в полость, а оттуда в кольцевое отверстие. Количество подаваемого воздуха регулируется устройствами. что способствует качественному сжиганию топлива в камере 13 горения. Продукты сгорания топлива из камеры 13 горения поступают через кольцевое отверстие в перегородке 15 -в ка:-леру 14 обжига.

В камеру 14 обжига тангенциально вводят материал, подвергаемый тепловой обработке, и воздух. Ввод их осуществляется через -опла 20 и 21 фигурных фурм 19.

Воздух служит для защиты футеровки печи от абразивного износа, охлаждения футеровки печи и оттеснения от футеровки агрессивных газов, а также для зашиты футеровки печи от образования на ней настила.

Воздух вводят между слоем материала и футеровкой печи с большой скоростью и относительно низкой темпеоатурой. Воздух должен растекаться по всей поверхности футеровки печи, поэтому сопло 20 вы.полняется специальной фигурной формы.

При тепловой обработке термочувствительных материалов т. е. матерйалов, температура обжига которых и температура начала плавления близки друг к другу, например боросодержащих руд, наблюдается оплавление поверхностных слоев частицы.

Соприкасаясь с пористой поверхностью раскаленной футеровки легкоплавкие частицы продукта прилипают к ней своей оплавленной поверхностью и образуют на футеровке печи настилы. Эти настилы заполняют рабочее пространство камеры 14 обжига, нарушают тепловой и гидродинамический режимы печи и выводят ее из строя. Печь необходимо останавливать на ремонт.

В камере 14 обжига производится тепловая обработка боросодержащей руды топочными газами с температурой до 1800 С. Такая температура позволяет сжигать топливо с минимальными коэффициентами избытка воздуха, что влечет увеличение парциального давления СО; в топочных газах. Увеличение парциального давления в топочных газах до 15О/О делает их пригодными для использования в дальнейшем технологичес46958

Формула изобретения

Устройство для термической обработки химических .продуктов, содержащее печь и холодильник, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы и утилизации тепла продуктов термической

4о обработки, холодильник выполнен из распределителя и емкости с мешалкой, а распределитель — в виде трубы, нижний конец которой имеет отверстия с увеличением диаметра по ходу движения газов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 447373, кл. С 03 В 5/12, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 330114, кл. С 03 В 5/04, 1970.

5о 3. Патент Великобритании № 1262898, кл. С 1 М, 1969.

4. Патент ФPГ 2200331, кл. 24 с1 2, 1972.

5. Авторское свидетельство СССР № 225662, кл. С 23 д 5/04. 1965.

5 8 ком цикле обработки прокаленной боросодержащей руды, однако при высоких температурах топочных газов частицы боросодержащей руды оплавляются снаружи, не успевая пройти фазовый переход в ядре, соприкасаясь друг с другом спекаются, либо переходят в стекловидную углекислотонерастворимую форму, коэффициент использования сырья понижается.

Для ликвидации этого явления обжиг в камере 14 боросодержащей руды проводят в присутствии водяного пара, способствующего гидротермическому извлечению руды и предохраняющему частицы руды от перехода в стекловидную форму.

Диффузор 16 регулирует время пребывания обрабатываемого в камере 14 обжига продукта, увеличивая либо уменьшая выходящее в его центральное отверстие количество воздуха, которое регулирует силу препятствия преодолеваемого потоком продуктов термообработки.

Из камеры 14 обжига продукты термообработки, например датолитовый концентрат, совместно с газами через отверстие в диффузоре 16 поступают в камеру 5 смешения По всей высоте камеры 5 смешения через сопла 23 подается хладоагент, который перемешивается с продуктами термообработки, охлаждает их до 90 — 95 С, конденсирует водяные пары, способствует резкому охлаждению частиц продукта. При конденсации водяных паров происходит повышение парциального давления газов СО г в продуктах термообработки, что делает их пригодными для дальнейшего технологического - процесса.

Из камеры 5 смешения прокаленный и охлажденный продукт, охлажденный газ с повышенной концентрацией СО 2, нагретый хладоагент через диффузор 24 поступа- ет в распределитель 2 и через отверстия 6 поступает в емкость 3.

В емкости 3 находится слой пульпы, состоящий из хладоагента и обжигаемого продукта. Распределитель 2 помещается в слой пульпы так, что верхний ряд его отверстий перекрывается пульпой. Чем дальше удалено отверстие от зеркала пульпы, тем, большего размера оно выполняется. С увеличением расстояния от зеркала пульпы до оси отверстия 6 гидравлическое сопротивление пульпы возрастает, поэтому, чтобы обеспечить равномерный выход продуктов термоббработки по всей глубине слоя пульпы, размер отверстия возрастает.

Равномерный выход продуктов термообработки по всей глубине необходим для тщательного перемешивания выводимого из распределителя 2 потока с пульпой в емкость 3.

При равномерном распределении и тщательном перемешивании улучшается контакт пульпы с газовой фазой продуктов термообработки, повышается количество газа СО, прореагировавшего со спеком, улучшаются технологические показатели процесса переработки прокаленной руды.

Для более качественного перемешивания емкость 3 дополнительно оборудуется мешалкой 7. Отработанные газы удаляются из емкости 3 через патрубок 8, а продукт через

1о штуцер 9.

Выполнение холодильника в виде распределителя и емкости с мешалкой, оборудование распределителя отверстиями, живое сечение которых увеличивается по

15 ходу движения газового потока, позволяе более глубоко утилизировать тепло уходящих газов и тем самым сократить удельный расход тепла на 15 — 20О/о, упростить схему охлаждения газов и продукта и снизить материалоемкость устройства, повы2о сить содержание газов СО в запечных газах до 25 /о и использовать их в дальнейшем технологическом процессе углекислотного разложения боросодержащей руды, повысить коэффициент использования сырья и степени извлечения бора за счет улавлива 5 ния из запеченных газов бора, перешедшего в газовую фазу, при фильтрации газа через слой пульпы, а также за счет уменьшения степени оплавления частиц руды и перехода бора в стекловидную

30форму на 1,5 — 14О/р, интенсифицировать процесс обжига датолитовой руды путем повышения температуры факела до 1800 С.

846958

uz.

Составитель Т. Лепахина

Редактор Н. Ромжа Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5457/58 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4