Шахтная печь

 

()903672

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.05.80 (21) 2931288/29-33 с присоединением заявки Ме— (23) Приоритет—

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень Хо 5

Дата опубликования описания 07.02.82 . (51) M. Кл

Г27 В 1/00

Гоеударствеииый комитет (53) ДК669.431 .22 (088:8) по делам изобретеиий и открытий

Л. С. Пиоро, В. Т. Серый, Ю. В. Чаплыгин, Э. В.

И. И. Кабакова, П. П. Криворучко и И. В. Гр (72) Авторы изобретения

Институт газа АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) ШАХТНАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к шахтным печам и может быть использовано в производстве, огнеупоров для высокотемпературного обжига гранулированного материала, в частности корунда.

Известна шахтная печь для термообработки мелкокускового материала, работающая на газообразном топливе, содержащем кольцевую футерованную шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения материала.

По высоте зоны обжига непосредственно в футеровке выполнена кольцевая камера сгорания, охватывающая зону обжига по всей ее высоте, стенки шахты в зойах подогрева и охлаждения выполнены сплошными, а в зоне обжига в стенках шахты имеются каналы, обеспечивающие поперечный ток газа через слой материала. В нижней части зоны подогрева установлены в радиальном направлении балки, являющиеся распреде-. лительным устройством для газов, поступающих в зону подогрева, в верхней части зоны охлаждения, в стенке печи расположены каналы для отбора подогретого воздуха с последующей подачей его в камеру сгорания. Исходный воздух просасывается вентилятором через зону охлаждения и каналы, прорезывающие наружную стенку печи.

Загрузку мелкокускового материала — карбонатного сырья осуществляют через горловину, а выгрузку готового продукта через выгрузочное устройство (1) .

Однако указанная шахтная печь не позволяет повысить температуру до 2000 С и характеризуется значительными потерями тепла в окружающую среду, достигающими

10 — 15 /0 на единицу продукции, обусловленными наличием системы каналов в .футеровке печи.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является шахтная печь для обжига огнеупорных гранул, содержащая шахту переменного сечения, пережимы которой по высоте образуют последовательно сверху вниз камеры подогрева, обжига, выдержки (томления) и охлаждения, расположенные одна под другой. В верхней части камеры охлаждения выполнены горизонтальные каналы для отвода воздуха.

Горизонтальные каналы соединяются с камерами горения, которые располагаются

l вертикально и параллельно шахте по высоте камеры выдержки. В верхней части камеры горения, в месте соединения камер нагрева

903672

4$

so

S$ и . ыдержки, камера горения соединяется наклонным каналом с шахтой. Этот конструктивный элемент образует камеру обжига.

В нижней части камеры горения, оборудованной специальным пережимом, выполненным огнеупорной кладкой, который имеет в сечении конфигурацию трубы Вентури, установлено топливосжигающее устройство, с помощью которого в камеру горения подается топливо (2) .

Недостатком этой конструкции является то, что камера горения, в которой развивается высокая температура, отдалена от камеры обжига. Такое ее положение (она параллельна и равна по высоте камере выдержки, однако не позволяет достигать максимально возможную высокую температуру в зоне обжига, так как через ее стены происходит сток тепла в сторону внешней стенки и в направлении камеры выдержки.

Такая конструкция не обеспечивает получение необходимых высоких температур в зоне обжига, так как температура в камере горения развивается до более высокого уровня, нежели в зоне обжига. В печи этой конструкции обжиг производится при температуре 3000 F, что соответствует 1650 С.

Температура обжига корундового сырья достигает 1950 С и поэтому в печи такой конструкции не может быть проведена необходимая термообработка материала.

Цель изобретения — увеличение производительности и снижение удельных расходов топлива и электроэнергии.

Указанная цель достигается тем, что в шахтной печи, содержащей накопитель, камеры нагрева, горения и обжига, выдержки, охлаждения, воздуховод, соединяющий камеру горения и обжига с камерой охлаждения, и разгрузочное устройство, камеры нагрева и выдержки установлены со смещением относительно друг друга, камера горения и обжига расположена горизонтально, а над воздуховодом размещен свод, выполненный в виде полуцилиндрической поверхности, радиус которой равен диаметру воздуховода.

На фиг. изображена печь, разрез; на фиг. 2 —. камера горения и обжига; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4— разрез Б-Б на фиг. 1.

Печь содержит футерованную огнеупорными материалами шахту, которая по высоте сверху вниз включает камеру нагрева 1, камеру горения и обжига 2, камеру выдержки 3 и камеру охлаждения 4. Сверху над камерой нагрева установлен накопитель исходного материала 5, а снизу шахта оборудована механизмом разгрузки 6 и шлюзовым разгрузочным устройством 7. Футерованная шахта заключена в металлический кожух 8.

Накопитель материала 5 и камера нагрева 1 расположены в шахте на одной вертикальной оси, они соосны. Камера горения и обжига 2

S о

"5

1S зо

3$ ао расположена между камерой нагрева 1 и камерой выдержки 3.

Оси камер нагрева и выдержки смещены относительно друг друга на расстояние, равное 0,5 — 1,5 суммы поперечных размеров входного отверстия камеры выдержки и камеры нагрева. Это расстояние выбирается в зависимости от величины размеров обрабатываемых гранул, их формы и угла естественного откоса в насыпном виде. Во всех случаях обрабатываемый материал не должен попадать в камеру горения.

Таким образом, в камере горения и обжига входное отверстие, по которому материал поступает из камеры нагрева, и отверстие, по которому обожженный материал уходит из камеры горения и обжига в камеру выдержки, смещены. Это способствует увеличению поверхности контакта продуктов горения с гранулами обжигаемого материала уменьшению толщины слоя, что улучшает равномерность прогрева материала в слое.

Кроме этого, смещение осей камер позволяет гидравлически запирать поток воздуха сквозь слой материала из камеры выдержки, так как давление над слоем шаров в камере обжига выше нежели в слое в камере выдержки благодаря гидравлическим потерям. Такой конструкцией устраняется переток. воздуха из камеры охлаждения через камеру выдержки в камеру горения и обжига.

Камера горения и обжига 2, расположенная горизонтально между камерами нагрева 1 и выдержки 3, содержит зону горения и зону обжига.

В камере горения и обжига 2 с торцовой стороны, противоположной поступлению изделий для обжига, установлена горелка 9.

При этом торцовая стенка этой камеры отстоит от оси камеры подогрева на расстоянии 4 — 6 его диаметров, что необходимо для обеспечения смешения и полного сжигания топлива с воздухом в камере горения и обжига.

В нижней стенке камеры горения и обжига 2 выполнено окно 10, к которому перпендикулярно примыкает воздуховод 11 с диаметром d,, для подачи воздуха на горение.

При этом ось окна 10 отстоит от торцовой стенки камеры горения и обжига на расстояние d, что необходимо для подвода воздуха к срезу газового сопла горелки.

Воздуховод 1 для подачи воздуха в. камеру горения и обжига 2 соединен с камерой охлаждения 4 в месте стыка с камерой выдержки 3.

В камере горения и обжига 2 со стороны противоположной воздуховоду 11 в верхней ее части установлен свод 12 с центральным углом 180 и радиусом dL. При этом поверхность свода перпендикулярна оси воздуховода 11 и оси горелки, а также находится

903672 на расстоянии 1,5 d, от торцовой стенки, в которой установлена горелка 9.

Шахтная печь работает следующим образом.

Корундовые гранулы поступают в накопитель 5, где происходит утилизация тепла и предварительная подготовка гранул, Диаметр накопителя значительно больше диаметра шахты печи, что позволяет обеспечить необходимый режим спекания гранул. Из накопителя гранулы последовательно проходят камеру подогрева 1, в которой они нагреваются печными газами до температуры начала спекания гранул (1100 С), затем продвигаются в камеру горения и обжига 2, в которой происходит термическая обработка гранул при 1950 — 2000 С, затем материал поступает в камеру выдержки 3 и из нее— в камеру охлаждения 4, в которой обожженные гранулы отдают тепло воздуху. Воздух, нагретый до 1100 С, по воздуховоду 11 поступает для окисления топлива в камеру горения и обжига 2, что позволяет снизить расход топлива и повысить температуру до

2000 С.

Из камеры охлаждения гранулы с помощью разгрузочного устройства 7 отводятся за пределы устройства.

Использование предлагаемой шахтной печи позволит повысить производительность, снизить расходы на обжиг .за счет повышения температуры обжига, а также улучшить качество материала за счет равномерного обжига гранул в слое и снижения пористости материала.

Формула изобретения

Шахтная печь, содержащая накопитель, о камеры нагрева, горения и обжига, выдержки, охлаждения, воздуховод, соединяющий камеру горения и обжига с камерой охлаждения, и разгрузочное устройство, отличаюи аяся тем, что, с целью увеличения производительности и снижения удельных расходов топлива и электроэнергии, камеры нагрева и выдержки установлены со смещением относительно друг друга, камера горения и обжига расположена горизонтально, а над воздуховодом размещен свод, выполненный

20 в виде полуцилиндрической поверхности, радиус которой равен диаметру воздуховода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 183664, кл.,F 27 В 1/00, 1963.

2. Journ. of Amer. Сег. Soc ., 1946, № 7, 29, с. 183 — 193, рис. 9.

903672

Фи.Z

Редактор Л. Филиппова

Заказ 93/21

Составитель И. Иноземцева

Тех ред А. Бойкас Корректор А. Гриценко

Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Ра ушска я наб., д. 4/5

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