Способ отопления печи со ступенчатовзвешенным слоем

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ()883182

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (51)М. Кл 3

С 21 В 13/10 (22) Заявлено 240380 (21) 2897203/22-02 с присоединением заявки ¹(23} Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231 181. Бюллетень No 43

Дата опубликования описания 2 31181 (53} УДК бб9.1-622.782.42 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. Ф. Кузнецов, Б.A. Боковиков., Л. С., Грабко, В.A. Найденов, Г.М. Антуганова и В.А. Тверитин

Всесоюзный научно-исследовательский, институт металлургической теплотехники.. (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПЕЧИ СО СТУПЕНЧАТО-ВЗВЕШЕННЫМ

СЛОЕМ

Изобретение относится к подготовке металлургического сырья в черной металлургии.

Известны способы отопления печи для восстановительного обжига полидисперсных железных руд,. включающие сжигание газообразного топлива в выносной камере и подачу продуктов сгорания в рабочее пространство печи (1). 0

Недостатками известных способов являются. наличие выносной камеры, усложняющей конструкцию печи, невозможность совместного сжигания газообразного и твердого топлив вследствие засорения продуктов сгорания его золой и забивания газораспределительной решетки.в печи, т.е. невозможностью даже частичной замены природного гаэа дешевыми видами твердых топлив.

Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемому результату является способ отопления печи со сту.— пенчато-взвешенным слоем для восстановительного обжига полидисперсных железных руд, включающий совместное 25 сжигание твердого и газообразного топлива в рабочем пространстве печи и -. подачу пбдогретых до 900-1000в С частиц твердого топлива в камеру довосстановления, По этому способу газо- 30 образное тоПливо подают через газовоздушные фурмы, а твердое топливо подмешивают к шихте P2 ).

Недостатками известного способа являются значительный вынос твердого топлива из печи в зоне сушки, в результате чего возрастают расходы удельного топлива на процесс, снижение количества твердого топлива в зоне восстановления вследствие его выноса в зоне сушки и частичного сгорания в зоне подогрева (поэтому в зоне частичного восстановления снижается количество восстановительных компонентов в газовой среде и падает производительность агрегата); низкая степень восстановления руды в печи

СВС вследствие значительных количеств содержания О на большей половине длины установки.

Цель изобретения — повышение степени восстановления руды и снижение удельного расхода топлива на процесс.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему сввместное сжигание газообразного и твердого топлива в рабочем устройстве печи и подачу подогретых до 9001000 С частиц твердого топлива в камеру довосстановления, твердое топли883182 во измельчают до средней крупности в

1,4-1,6 раза большей крупности обжигаемой руды и вводят непосредственно в скоростной газовоэдушный поток в зонах подогрева и частичного восстановления руды, причем в 1-м по ходу материала ряду форм зоны подогрена соотношение газообразного и твердого топлива по теплу устанавли/ вают равным 1:(1,1-1,2), а в каждом последующем ряду фургл долю твердого топлива увеличивают на 8-20Ъ. 1О

3 агружаемая в агрегат,. шихт а средней крупностью 0,1-0,4 мм поступает в печь со ступенчато-взвешенным слоем, в которой из нее удаляется влага, осуществляется разогрев до 900-1000 C )$ и происходит ее частичное восстановление (до 20-30Ъ ) оттуда шихта подается в камеру довосстановления. При этом шихта в печи передается со ступени на ступень во взвешенном состоянии по 2О направлению к камере довосстановления под воздействием высокоскорост= ных, подаваемых через фурмы газовоздушных потоков. Высокоскоростные потоки после затухания скорости перемещаются под сводом печи в сторону камеры довосстановления, опускаются вниз и двигаются, как показали опыты, потоком высотой 1,5-2,0 м от уровня фурм в сторону газсотводящего патрубка. В районе 1-ro ряда фурм газовый поток поднимается вверх через псевдоожиженный слой шихты и отводится из печи.

В настоящее время шихта состоит из смеси железной руды и твердого топ-З5 лива. Вследствие пересечения потока шихты потоком отходящих газов имеет место значительный унос мелких фракций твердого топлива. В результате происходят безвозвратные потери твер- QQ дого топлива и увеличивается расход тепла на процесс. Кроме того, присутствие твердого топлива в шихте в зоне сушки (т.е. в низкотемпературной зоне) является бесполезным и толь-4 ко ухудшает транспортировку шихты по длине печи. Поэтому представляется целесообразной подача твердого топлива в печь уже в зоне высоких температур (подогрева и частичного восстановления). При этом твердое топливо следует подавать непосредственно в тран- спортирующие газовоздушные фурмы. Подача твердого топлива через какие-либо другие дополнительные устройства нецелесообразна,так как не улучшая процесса, усложняется конструкция установки. Подача твердо-о топлива через фурмы непЬсредственно в скоростной газовоздушный роток обеспечивает, вопервых подачу твердого топлива в за- gg данных количествах, заданной крупности в заданные точки печи, во-вторых повышение светимости факела, вследствие сжигания части топлива в состоянии газовзвеси, т.е. интенсификацию д процессов тепло- и массопереноса, в-третьих существенное снижение уноса твердого топлива с пылью отходящих газов, т.е. уменьшение удельного расхода топлива на процесс, в-четвертых, снижение расхода природного газа и замена его дешевыми недефицитными сортами твердого топлива (по существу могут быть использованы любые виды гоплива).

Крупность твердого топлива, подаваемого в газовоэдушные формы,, должна быть в 1,4-1,6 раза больше средней крупности частиц обжигаемой руды.При меньшей крупности твердого топлива (менее 1,4 от средней крупности руды происходит сгорание большей части топлива уже в объеме печи ступенчатовзвешенного слоя и на завершение восстановительных реакций в камере довосстановления углерода не хватает, что является недопустимым. При боль-. шей крупности твердого топлива (более

1,6 от средней крупности кусков руды ) ухудшается транспортировка по длине печи.

Соотношение газообразного и твердого топлива в 1-ом по ходу материала ряду фурм зоны подогрева по теплу должно составлять 1:(1,1-1,2). Подача твердого топлива в количестве меньшем 1,1 от газообразного усложняет формирование слабовосстановительной газовой среды в печи ступенчато-взвешенного слоя и процессы восстановления в ней развиваются недостаточно интенсивно. При подаче твердого топлива в количестве большем 1,2 от газообразного повышается вынос топлива с готовой продукцией, и, следовательно, увеличивается расход тепла на процесс.

В последующих рядах фурм для создания устойчивой восстановительной газовой среды в печи долю твердого топлива в общем балансе необходимо увеличивать от ряда к ряду на 8-20Ъ.

При увеличении доли твердого топлива от ряда к ряду менее, чем на 8Ъ в печи возможно появление кислорода, что является нежелательным. При увеличении доли твердого топлива более, чем на 20Ъ процессы восстановления в печи уже не интенсифицируются, а потери топлива с готовой продукцией возрастают.

Сущность изобретения заключается в подаче твердого топлива непосредственно в скоростной газовоздушный поток в фурмах зоны подогрева и час тичного восстановления руды в заданных количествах, заданной крупности и в заданные точки печи ступенчатовзвешенного слоя.

На фиг. 1 представлено принципиальное устройство и схема газовых и материальных потбков печи ступенчатовзвешенного слоя; на фиг. 2 — узел на фиг. 1.

883182

Способ осуществляют следующим образом.

Кусковой материал через загрузочное устройство 1 подают в печь 2. Под воздействием направленных газовоэдушных потоков, подаваемых через фурмы

3, расположенные между соседними ступеньками, и имеющие скорость, превышающую скорость витания отдельно взятого куска, материал передают во взвешенном состоянии со ступени на ступень по направлению к камере довосста овления. Топливовоздушную смесь формируют из смеси газообразного топлива, через,патрубки 4 и топлива, подаваемого через патрубки 5 и воздуха горения, подаваемого через патрубки 6.

При этом топливовоздушную смесь сжигают в рабочем объеме печи 2. В лервые по ходу материала, например, три ряда фурм (зону сушки) подают нагретый до 150-400 С воздух. В следующий 20 ряд (1-й по ходу материала в зоне подогрева) подают смесь природного газа, твердого угля И воздуха. При удельном расходе топлива, например, 400 ккал/кг и производительности ус- 25 танонки 100 т/ч природного газа в 1-и .. 400000 ряд фурм подают -------------- . 100

= 450 м /ч, где 8500 ккал/м — теплотворная способность природного газа 30

5 — число отопливаемых рядов фурм.

Твердое топливо в 1-й ряд фурм при теплотворной способности 5000 ккал/мг

5 ° (1+1, 1). 5000 35

840 кг/ч, где 5000 ккал/кг — теплотворная способность угля.

Количество ноздуха определяют с учетом коэффициента расхода воздуха и температуры в печи по стандартной 4О методике.

Расходы газа, угля и воздуха регулируют регулировочными вентилями и шиберами и контролируют по стандартным диафрагмам и весоизмерительным устройствам.

В следующий по ходу материала ряд фурм количество угля и природного газа устанавливают соответственно

840 + 0,1е840 = 924 кг/ч 5О

0 1 ° 840. 5000 400 мЗ/ч

Расходы газа и угля в последукщих рядах Фурмы определяются аналогичным образом.

Подаваемый в хурмы уголь должен быть в 1,5 раза крупнее среднего куска обрабатываемой руды. Например, при средней крупности руды 0,35 мм (характерной для Лисаковских солитоных 66 руд) крупность среднего куска угля составит 0,35 1,5 = 0,53 мм. Измельчение угля осуществляют в размольных мельницах, регулируют изменением режима из работы и контролируют рассевами на стандартных ситах.

Твердый восстановитель шихты обеспечивает создание в печи восстановительной атмосферы и, следовательно, частичное восстановление железйой руды. Непрореагировавший уголь вместе с рудой попадает в камеру довосстановления и обеспечивает завершение в ней восстановительных процессов.

Газовый поток в печи со ступенчато-взвешенным слоем выполняет транспортирующие функции и осуществляет развитие тепло-, и массообменных процессов.

Восстановленная шихта из камеры довосстановления разгружается и поступает на тракт готовой продукции.

Применение предлагаемого изобретения обеспечивает увеличение производительности агрегата на 13-15Ъ и увеличение конечной степени восстановления готовой продукции на 17-20Ъ.

Степень извлечения железа при этом возрастает с 75-80Ъ до 90-92Ъ.

Формула изобретения

Способ отопления печи со ступенчато-взвешенным слоем, преимущественно для восстановительного обжига полидисперсных железных руд, включающий совместное сжигание газообразного и твердого топлива в рабочем пространстве печи и подачу подогретых до 900-1000 С частиц твердого топлива в камеру довосстановления, о т1 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени восстановления руды и снижения удельного расхода топлива на процесс, твердое топливо измельчают до средней крупности в

1,4-1,6 раза большей крупности обжигаемой руды и вводят непосредственно в скоростной поток в зонах подогрева и частичного восстановления руды, причем в 1-ом по ходу материала . ряду фурм зоны подогрева соотношение газообразного и твердого топлива но теплу устанавливают равным 1:(1,11,2), а в каждом последующем ряду фурм долю. твердого топлива увеличивают на 8-20Ъ.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Забродский С.С. Гидродина; ика и теплообмен н псендосжиженном (кипящем ) слое. И., Госэнергоиздат, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 559957, кл. С 21 В 13/10, 1975.

883182

Составитель П. Шашенков

Техред З.фанта

Корректор Г.Назарова

Редактор Т. Киселева

Заказ 10126/38 Тираж 621.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4