Аппарат для охлаждения запыленных газов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и>911117

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 280780 (21) 2964506/22-02 (М)М Кп з.

F 28 С 3/06 с присоединением заявки № -.

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

153) УДК 669 ° 015. 1 (088. 8) Опубликовано 070382. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070302 (72) Авторы изобретения

A.Ã. Алексеев, О.Н. Багров, А.П. Басках н Г.К. Рубцов

Всесоюзный научно-исследовательский и п конструкторский институт металлургическ теплотехники цветной металлургии и огне (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЗАПЫЛЕННЫХ

ГАЗОВ

Изобретение относится к охлаждению отходящих газов пирометаллургических агрегатов и может быть использовано при охлаждении газов, содержащих возгоны и расплавленный унос из агрегатов цветной металлургии.

Охлаждение газов от высокотемпературных пирометаллургических агрегатов цветной металлургии (отражательной печи, печи КС и т.д.) произ-: водят в радиационно-конвективных котлах-утилизаторах..:"При этом не только вырабатывается пар технологических параметров и используется тепло отходящих газов, но также облегчается улавливание ценных компонентов (пыль и возгоны), содержащихся, в газах.

Однако существующие котлы-утилизатофы цветной металлургии- имеют недохваток — при наличии в газах частиц расплавленного уноса (шлак и шихтовый вынос) и возгонов происходитт ин тенсивное з агрязн ение поверхностей теплообмена. Это снижает теплопередачу в котле-. утилизаторе и длительность безостановочной компании котла (и печи).

Предложено добавлять в охлаждаеьые газы относительно крупные (30-50 мкм) твердые частицы. Предполагалось, что добавка таких частиц в газовый поток будет интенсифицировать теп- . лообмен в конвективной части котла и способствовать очистке (самообдувке) поверхностей нагрева (1) .

Недостатками такого предложения являются необходимость отделения

1() мелких частиц после котла и возврат их в газоход перед котлом. Кроме того, добавка частиц в отходящие газы снижает температурный напор и ведет к увеличению поверхностей нагрева котла-утилиэатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат для охлаждения запыленных газов в надслоевом пространстве киПЯЩЕГО СЛОЯт ВКЛЮЧаЮЩИй КОРПУС СО сводом и подиной, газоход, выполненный в виде плоскопараллельного сопла и установленный в передней торцевой стенке корпуса на уровне всплесков кипящего слоя, отводящий газоход и теплообменные поверхности, установленные в кипящем слое °

Работа аппарата происходит следующим образом.

В подрешеточную камеру подается неагрессивный псевдосжижающий агент (воздух или предварительно очищен- д ный отходящий газ) для приведения мелкозернистого материала в состояние неоднородного псевдоожижения с интенсивными выбросами частиц в надслоевое пространство. Выброшенные в надслоевое пространство кипящего слоя холодные частицы контактируют со струей запыленного охлаждаемого газа, подаваемого через патрубок подводящего Жзохода, выполненного 10 в виде сопла. Вследствие своей малости к моменту падения обратно в слой частицы успевают прогреваться до температуры струи над слоем. Таким образом, происходит интенсивный перенос тепла из надслоевого пространства в объем слоя. Иэ объема кипящего слоя тепло забирается теплообменными поверхностями, по которым циркулирует вода. Охлажденные над слоем газы отводятся иэ аппарата через отводящий газоход (2).

К недостаткам известной конструкции относится то, что температура уходящих иэ установки газов достаточ-25 но высока (100-110 С), т.е. теплообмен струи охлаждаеьых газов со слоем недостаточно эффективен. Кроме того, имеет место большой унос с газовой струей материала иэ аппарата.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена и уменьшение уноса материала.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для охлаждения запыленных газов в надслоевом пространстве З5 кипящего слоя, включающий корпус со сводом и подиной, подводящий гаэоход, выполненный в виде плоскопараллельного сопла и установленный в передней торцевой стенке корпуса íà 40 уровне всплесков кипящего слоя, отводящими газоход и теплообменные поверхности, установленные в кипящем слое, снабжен вставкой, выполненной в виде двугранного угла и установлен-4 ной по ширине корпуса выл оси плоскопараллельного сопла, внутренние плоскости вставки обращены к подине и снабжены трубами теплосъема, а отводящий гаэоход размещен на своде. корпуса у передней торцевой.стеЬки

его.

При этом кромка грани вставки, ближняя к плоскопараллельиому соплу, расположена от него на расстоянии, равном.1-2 калибра сопла.

На чертеже представлен аппарат.

Аппарат включает корпус 1, плоскопараллельное сопло 2 для подачи ох.лаждаемого газа в надслоевое пространство, теплообменные поверхности 3,60 помещенные в кипящий слой 4. Аппарат может иметь загрузочное и разгрузочное устройства для подвода и отвода материала на образование кипящего слоя. Кипящий слой опирается на по- 65

911117 4

I ину (газораспределительную решетку)

5. Отводящий газоход 6 связан с трактом очистки и отвода охлаждаемого газа. Чистый воздух (газ) на ожижение слоя подается в подрешеточное пространство через патрубки 7.

На уровне надслоевого пространства по всей ширине аппарата установлена двугранная вставка, выполненная из труб 8 с циркуляционной водой, сваренных между собой листами железа.

Грани 9 и 10 вставки наклонены к уровню кипящего слоя, образуя в надслоевом пространстве двугранный угол. Угол наклона граней 9 и 10 вставки больше угла естественного откоса материала слоя.

Нижняя кромка грани 9 вставки находится в пределах начального участка струй газов. Это достигается тем, что Q — расстояние.от среза сопла, подающего охлаждаеьый газ, до кромки грани 9, по расчету, условно принимая струю охлаждаемых газов за плос кую затопленную, развивающуюся в неограниченном пространстве, составляет не более 1-2 калибров плоскопараллельного сопла 2. Во избежание удара струи,охлаждаемых газов о кромку грани 9 вставки, расстояние h составляет не менее 1-2 калибра плоскопараллельного сопла 2.

Отводящий гаэоход 6 размещен на своде аппарата у передней торцевой стенки аппарата.

Аппарат работает следующим образом.

На подине 5 создают кипящий слой из частиц инертного материала. Для этого через подину подают чистый незапыленный газ от постороннего источника. Это может быть, например, газ после тракта очистки и отвода охлажденного газа. За счет ожижения слоя в надслоевое пространство непрерывно выбрасываются частицы материала,, большая часть .которых выпадает обратно в слой, перенося тепло из надслоевого пространства к слою 4 и теплообменным поверхностям 3. Через сопло 2 в надслоевое пространство подают струю газов, подлежащих охлаждению. Развиваясь в ограниченном пространстве, струя подсасывает иэ него газ, контактирует с выброшенными из слоя частицами и отдает им свое тепло. При этом часть частиц уносится вместе со смесью газов (охлаждаемого и ожндаемого). В пространстве под гранями 9 и 10 вставки струя газов возбуждает замкнутый циркуляционный вихрь, в котором происходит интенсивный теплообмен с выброшеиными в него частицами слоя. Так как на поддержание вихря необходима энергия, происходит торможение струи и уменьшается ее дальнобойность. Охлажденная смесь газов с унесенными частицами направляется к отводящему газо 911117

Формула изобретения

10 ходу 6. Благодаря граням 9 и 10 вставки сечение для прохода газов меняется, поэтому унесенные частицы слоя выпадают из потока газов на грани 9 и 10 и возвращаются в слой.

Кромка грани 9 находится над начальным участком струи охлаждаемых газов (где наблюдается максимальный эжектирующий эффект струи). Поэтому в начальный участок струи поступают высажденные из потока частицы, которые резко усиливают торможение струи и ее теплообмен с частицами.

Испытание конструкции аппарата проводят на плоской модели аппарата с прозрачной передней боковой стенГ ой. Длина модели 530 мм, ширина 40 мм, высота слоя и надслоевого пространства соответственно 220 и

460 мм. Грани 9 и 10 вставки имитированы вставками из прессованного картона. Опыты проводят при комнатной температуре. Струю охлаждаемых газов имитируют сжатым воздухом, подаваемым через плоскопараллельное сопло. Иногда сжатый воздух подкрашивают дымом из специального дымогенератора. Скорость струи равняеМ ся 25 м/с, кипящий слой создается электрокорундом крупностью 500 мкм при скорости ожижения 0,65 м/с. Б опытах замеряется вынос материала из аппарата.

При отсутствии вставки в надслоевом пространстве и расположении отводящего газохода у .задней торцевой стенки аппарата вынос материала слоя из аппарата составляет 56 г/мин а при расположении отводящего газохода у передней торцевой стенки аппарата (над мостом ввода газов в аппарат) вынос равен 11 г/мин. Установка вставки в надслоевое пространство аппарата при расположении отводящего газохода у передней торцевой стенки аппарата дополнительно уменьшает вынос до 7,3 г/мин, т.е.

1 в 1,5 раза. Т.е. такие меры, квас перенос отводящего газохода от задней торцевой стенки аппарата к передней торцевой его стенке и установка

;вставки в надслоевое пространство аппарата, в совокупности уменьшают вынос материала слоя иэ аппарата в

7,6 раза.

Аппарат для охлаждения запыленных газов в надслоевом пространстве ки-! пящего слоя, включающий корпус со

)5 I сводом и подиной, подводящий газоход, выполненный в виде плоско,параллельного сопла и установленный. в передней торцевой стенке корпуса на уровне всплесков кипящего слоя, отводящий газоход и теплообменные поверхности, установленные в кипящем.слое, отличающийся тем, что, с целью интенсификации .теплообмена и уменьшения уноса ма25 териала он снабжен вставкой, выполненной в виде двуграиного угла и установленной по ширине копуса вьые оси плоскопараллельного сопла, внутренние плоскости вставки обращены к подине и снабжены трубами теплосьема, а отводящий газоход раз мещен на своде корпуса у передней торцевой стенки его.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а« ю шийся тем, что кромка грани вставки, ближняя к плоскопараллельному соплу, расположена от не-.о на расстоянии, равном 1-2 калибра сопла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1 ° Берлин З.Л. Рациональное использование вторичных энергоресурсо® в цветной металлургии. М., Энергия, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 775591, кл. F 27 В 15/00, 1979.

911117

Составитель В. Красина

ТехредЕ.ХаритончИк Корректор В. Бутяга

Редактор Л. Лукач

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

Закаэ 1092/20 Тираж 684 Подписное

ВНКИПИ Гооударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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