Устройство для термохимической переработки минерального сырья

 

Л. Н. Сидельковский, В. А. Тумановс „.и B...И„Родин (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОХИМИ KCKOA ПЕРЕРАБОТКИ

МИНЕРАЛЬНОРЗ СЫРЬЯ

Изобретение относится к устройствам для термохимической переработки фосфаты ного сырья, флюоритовых руд, стройматериалов, а также может быть применено в химической и металлургической промыш5 ленности при осуществлении различных высокотемпературных rrpouecc ов, протекаюших при плавлении материалов.

Известна циклонная печь для термохимической переработки . минерального сырья„„ циклонная печь состоит из металлическо« го охлаждаемого корпуса, в верхней час ти которого расположены тангенциально поставленные по окружности горелки и печка для загрузки обрабатываемого материала, в нижней части корпуса - пережим для удаления расплава и газа, сборник расплава с леткой для выпуска расплава (1 1.

Недостаток данного устройства заклю- gp чается в ограничении времени пребывания расплава в печи,так как невозможно увеличить высоту аппарата вверх определенных пределов ввиду кристаллизации расплава и сравнительно высоком пылеуносе (5-10%) от расхода материала.

Наиболее близким по технической.су иности и достигаемому результату к изо бретению является устройство для термохимической переработке минерального сырья, содержащее водоохлаждаемые циклонную камеры и ванну-накопитель, в верх ней части оборудованные тангенциальными горелками, загрузочную течку, tlepeжим и летку для выпуска расплава .

Расплав из верхней части печи стекает в ванну-накопитель и барботируется продуктами сгорания, образуюшими при сжигании топлива в погружных горелках.

Направление ввода погружных горелок, расположенных в ванне-накопителе,совпа- дает с направлением ввода горелок в циклонной камере (2).

Недостатки данного устройства заклю чаются в невозможности интенсификации протекаюшнх в нем процессов и нестабильности ванны при увеличении форсирсв7 4

6 погружного горения в в анне-накопятеле " установлзны тангенци ально к мнимой окружности диаметром равным от 0,6 по 1,0 гидравли юского циаметра ванны.

Увеличение степени турбулизации расплава обеспечивает резкое возрастание скорости процессов, протекающих в уст.ройс:тве. Путем усиления циркуляционных

;потоков в ванне-накопителе происходит увеличение пути прохож юния сырья н улучшается его обработка. Противоположная закрутка газовых потоков в циклонной камере в ванне-накопителе способствует дополнительной обработке в газовом объеме ваннь -накопителе частиц, выносиMblx иэ циклонной камеры и их сепарации в жидкую фазу. В ванне-накопителе продукты сгорания топлива отделяются от . расплава через пережим 4. Расплав удаляется из устройства через летку 7.

Устройство хорошо компонуется с системами утилизации тепла отхопяших газов (камерой радиационного охлаждения, паровым котлом).

Интенсификация процесса в предлагаемом устройстве подтверждается сравнительными результатами опытов по обработке флюоритбвой руды. Эксперименты проводились ь устройствах одинаковых геометрич ских размеров. Диаметр циклонной камеры в свету составлял 400 мм, высота—

580 мм, диаметр ванны-накопителя в свету - 700 мм, высота - 260 мм. Ииклонная камера обеих устройств оборупована четырьмя тангенциально поставленными по окружности горелками. Расхоц природного газа (энтальпия - 8500 ккал/

/мм ) на горелки циклсепсой камерыh

100 нм /ч . Для сжигания природного газа в горелки циклонной камеры попается воздух, обогащенный кислородом по содержания 30 Об.% Коэффициент избытка воздуха 1,05. Ванна-накопитель сравниваемых устройств соцержит две погружных горелки, t. направление ввода которых в известном устройстве совпадает с направлением ввода горелок циклонной камеры. В устройстве эти направления противоположны. Погружные горелки работают иа жидком топливе (керосине) и

50% кислороде. Расход топлива - 7 л/ч на каждую горелку, В . Опытах использОвалась флю Орит овая руда Ярославского ГОК с содержанием, мас.7: CaF - 30 S70g- 30; АГ О 15,2%, CaQ - 25%. Температура расплава в ванне-накопителе обоих устройств

1450-1500ОС. Работа устройства ха3 93 794 ки, привоцящей к возрастанию уноса расплавллшого материала из печи.

Иель изобретения — интенсификация тепломассообменных процессов, протекающих в ванне, снижение пылеуноса матернала.

Поставленная цель достигается тем, что ь устройстве, содержащем водоохлаждаемые циклонную камеру и ванну-накопитель, оборудованные тангенциальными горелками загрузочную течку, пережим и летку для вывода расплава, вводы горелок в ванне-накопителе расположены противоположно вводам горелок в циклснной каморе ° !5

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид coops устройство состсмт из водоохлаждаемой циклонной камеры l., в верхней части 20 которой расположена точка 2 для загрузки Обрабатываемого материала и танстнс» циальпо размещенные горелки 2 перожима

4 для ввода газа водоохлаждаемой ванны-накопителя 5, включающей погружные ?s горслки 6, латку 7 для вывода расплава.

Устройство работает слецукщим обраЗОМ е

Через течку 2 в водоохлаждаемую циклонную камеру 1 подается материал, за подлежащий высокотемпературной обработ ке (фосфатная, флюоритовая руФ и т.п.) °

Сыпучий дисперсный материал закручивается газовым потоком, создаваемым при

Работе paлок 3, в которые подается У -з леьодородное топливо и воздушное или воздушно-кислородное дутье. B результате в циклонной камере создается необходимая температура для плавления и обесфторивания материала. Расплавленный

Ю материал под действием центробежной силы отбрасывается со стенки циклонной камеры 1 и стекает по стенкам вниз в ванну-накопитель 5. Через, пережим 4 продукты сгорания топлива удаляются из устройства. Расплав в ванне-накопителе

5 дообрабатывается продуктами сгорания углеводородного топлива, обрацующимися ь погружных горелках. 6. Направление ввода горелок в водоохлаждаемой ванненакопителе 5 противоположно направлению и ввода горелок в циклонной камере, в результате чего происходит интенсивная закрутка расплавлэнного материала попружнымя горелками в одну сторону, а газовым циклонным вихрем — в другую, создавая большие относительные скорости, что приводит к увеличению степени турбулизации жидкой фазы. Горелки

93 7947

Остаточное содеркание фтора в расплаве, мас,Ъ

Нагрузки по исходному материалу

И звестное

Предлагаемое

l,2

100

1,2

150

4,3

200

250

5,0

300

5,2

1,0

5,5

1,0

400

6,0

1 5

450

7,5

2,3

500 рактеризуется прсизводительностью при заданной степени обесфторивания остаточного содержания фтора в расплаве.

Содержание пыли в отходяцих газах при нагрузках, соответствующих необхоа мой степени обесфторивания флюоритовой руды (остаточное содержание фтора в .расплаве 1-1,5%) составляет в зависи= мости от нагрузки по сырью 5-7 г/м и

Э

8-10 гlм в предлагаемом и известном

Ъ устройствах соответственно. Изобретение позволяет в 1,5 раза увеличить проижодительность аппарата и в 1,5-2 раза сократить пылеунос нз него.

Ф ормула изобретения

Устройство для термохимической пеработки минерального сырья, содержащее водоохлаждаемые циклонную камеру и ванну-накопитель, оборудованные тангенцнальными горелками, загрузочную

Сравнительные дан ные по проиэводи- геев.ности устройств представлены в таб лице. течку, пережим и летку для вывода расплава, отлич ающеесятем,что с целью интенсификации тепломасеобмен- : ных процессов в ванне и уменьшения пылеуноса, Baogbt горелок B ванне-накопитеж расположены противоположно вводам горелок в циклонной камере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нефедов 10. A. u gp. Циклонная плавка в черной. металлургии. Техника

Киев, 1975, с. 6. рис. 1(а).

2. Отчет Московского энергетического института по темам 197174 и 131(75.

Интенсификация процесса и разработка циклонного мтерготехнолоГмческого аРрегата большой производительности для гидротермической переработки фосфатов.

Гос. реги стр. 74047028, с. 67 68, рнс. 4-10, 4-11 (прототип).

937947

Фцаt

Составитель Т. Левитина

Редактор Н. Пушнеикова Тезред Е.Харитончик Корректор А. Гриценко

Закав 4434/56 Тираж 645 Подхисиое

ВНИИПИ Госуда рствениого комитета СССР но делам изобретений и открытий

119035, Москва, 5, Рцушская наб., д. 4(5

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