Способ охлаждения раскаленного спека и устройство для его осуществления

 

. Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС?ВУ

{6I ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 16. 04.8! {21) 3277711/22-02 (51)NL. Кл.

С 22 В 1/26 с присоединением заявки.%—

Гввудв13стееккьн3 к Фмктет

{23) П риоритет—

Опубликовано 1 .02.83, Бюллетень ¹6

Дата опубликования описания 15.02.83 (53) УДК669 712.

° 04 (088. 8) вв аелам кзебветеиик и вткрытий

{72) Авторы изобретения

Ю

А.С.Макаров, Г.П.Демин.и А.С.Раппоп

В1 !!з т » оект4шй" ": а .,;. Д одной@.®! .... ! 4 . ф

Всесоюзный научно- исследовательский и институт алюминиевой, магниевой и элек промышленности

{7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ РАСКАЛЕННОГО СПЕКА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности для охлаждения глиноземсодержащих спеков, получаемых в печах спекания.

В настоящее время охлаждение рас5 каленного спека на глиноземных заводах производят в холодильниках барабанного или колосникового типа тремя способами: а) воздействуют ыа спек охлаждающим воздухом; б ) воздей->о ствует на спек комбинированным спосо" бом, т.е.. последовательно воздействуют воздухом и водой.

Известен способ охлаждения материала, заключающийся в том, что в охладительной камере материал перемещается вертикально сверху вниз. Воздуходувкой нагнетается воздух, который проходит через толщу материала го снизу вверх и поступает в печь 513.

Основным недостатком данного спо" соба является малая эффективность охлаждения материала, поскольку воз2 дух имеет весьма низкий коэффицивнт теплопередачи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ охлаждения раскаленного спека, включающий обработку его водой, осуществляемый в устройстве, содержащем камеру с отверстиями для загрузки и выгрузки спека и душирующий узел с подводящим трубопроводом (2 1

Однако интенсивность охлаждения материала в данном устройстве недостаточна, поскольку разбрызгиваемая жидкость, подаваемая иэ форсунок, охлаждает материал на небольшую глубину, в результате .чего на материал приходится воздействовать жидкостью неоднократно, для чего разбрызгиваю . щие форсунки устанавливаются по всей длине устройства. Это влечет эа собой увеличение длины устройства.

Цель изобретения — интенсификация процесса охлаждения раскаленного спека.

996487

Поставленная цель достигается тем, что в способе охлаждения раскаленного спека, включающем обработку его водой, перед подачей к раскаленному спеку жидкость нагревают до 50-100 С, s а образующийся в процессе обработки пар выдерживают 15 мин при давлении

0,5-1,6 атм, при этом отношение масс воды и спека поддерживают равным

О, 1-0,510

Наилучшим образом поставленная цель достигается тем, что устройство для охлаждения раскаленного спека, включающее камеру с отверстиями для загрузки и выгрузки спека и душирующий узел с подводящим трубопроводом, . снабжено затворами, установленными в отверстиях для загрузки и выгрузки, накопительной емкостью с наружной рубашкой, установленной над отверстием 2О для загрузки и доэатором, установлен.ным на подводящем 1рубопроводе,.при этом трубопровод соединен с водяной рубашкой.

На чертеже представлено устрой- 25 ство для осуществления способа, общий вид.

Устройство содержит накопительную емкость 1, снабженную снаружи водяной рубашкой 2, соосно с накопитель- зф ной емкостью 1 в нижней ее части установлена камера 3, соединенная с накопительной емкостью затвором

4, для выгрузки материала в нижней части камера снабжена патрубком с затвором 5, магистраль для подвода воды в камеру содержит патрубок 6, соединенный с водяной рубашкой 2 накопительной емкостью, а также патрубок 7 для отвода горячей воды из водяной рубашки 2. Патрубок 7 соединен с обратным клапаном 8, который в свою очередь, соединен с дозатором 9 воды. Внутри камеры установлено душирующее устройство 10, соединенное трубой 11 q дозатором воды.

В верхней части камера 3 снабжена пароотводящей магистралью, состоящей из коллектора 12 с манометром

13 и предохранительным клапаном 14.

Способ осуществляется следующим

Я образом.

В сосуд загружается раскаленный спек, после чего он герметизируется.

Затем внутрь сосуда при соотношении

0,1-0,5 к загруженному спеку подают

5 воду, пред ва ри тел ьно нагретую до

50-100 С. При взаимодействии воды с раскаленным спеком образуется пар, давление которого составляет 0,516 ат. Пар под давлением пронизывает толщу спека, проникая как между отдельными его кусками, так и в поры внутри кусков, благодаря чему осуществляется охлаждение всей массы спека с 1300 до 200 С. Следует отметить, что пористость нефелинового спека составляет 504.

Продолжительность воздействия пара на спек составляет 1-5 мин.Излишки пара, образовавшегося в сосуде, отводятся для промышленных нужд.

Разгрузка охлажденного спека иэ сосуда производится остаточным паром.

После опорожнения сосуда он вновь загружается раскаленным спеком и все операции повторяются в описанной последовательности.

Соотношение подаваемой воды к спеку составляет О,!-0,5,так как при . этом обеспечивает наилучшее проникновение пара Во внутренние поры спека.

Нижняя граница давления 0,5 атм определяется сопротивлением трубопроводного тракта, включающего обратный клапан, дозатор, трубопроводы и разбрызгивающее устройство.

Соотношение количества подаваемой для охлаждения воды и спека по весу в пределах О, 1-0,5 определяется следующими соображениями:если подавать воды более 0,5 кг/кг спека, то аккумулированного спеком тепла не хватит для нагрева порции пара до 200 C и, следовательно, получения давления

16 атм", если подавать воды менее

0,1 кг/кг спека, то сйек вообще не охладится до 200 С и выйдет слишком горячим из камеры охлаждения, что недопустимо для его дальнейшей переработки.

Время охлаждения спека в пределах

1-5 мин определяется продолжительностью процесса выделения пара, что может быть определено по рвсходомеру пара или по положению предохранительного клапана на выходе из камеры, следует незамедлительно приступать к разгрузке охладительной камеры от спека с целью сокращения непроизводительных расходов времени. Здесь следует упомянуть о том, что время охааждения спека может несколько колебаться в зависимости от температуры и главное от порисхости исходного спека, количества подаваемой воды и параметров получаемого пара...996487

Пределы времени охлаждения 1-5 мин определены опытным путем для различных вариантов исходных факторов.

Предварительный нагрев охлаждающей воды в водяной рубашке наполните- .э ля до 50-100 С .перед .подачей ее в охлаждающую-камеру позволяет увеличить выход пара от одной и той же порции охлаждаемого материала, что повышает эффективность работы установки. Вода. подается в охлаждающую камеру под давлением 0,5-16 атм с помощью доэатора,. так как давление в камере в процессе цикла охлаждения. быстро возрастает до !6 атм. Верхняя граница давления определяется рядом факторов: техническими, так как при большем давлении трудно загерметизировать охлаждающую камеру и, физическими,. так как порция .спека, загруженная в охлаждающую камеру, имеет строго определенный запас тепла, который позволяет нагреть образовавшую-. ся порцию пара,до 200 С, что соответствует 16 атм. 2$Способ с помощью залвленного . устройства опробован на ЛОЗ ВАМИ.

Спек иэ печи поступает в накопительную емкость 1, объем которой рассчитан на 5-10"ти минутную производительность печи. После наполнения накопительной емкости 1 спек иэ нее поступал в камеру 3, для чего открывают затвор 4, затвор 5 при этом закрыт. После заполнения емкости 1 спеком завтор 4 закрывается и в камеру подается вода, которая поступает по патрубку 6 в водяную рубашку 2, в которой нагревается до 70-75 С, затем через обратный клапан 8 поступает в дозатор 9 и далее по трубе 11 к душирующему устройству 10, в котором производится орошение раскаленного спека водсф.

В результате взаимодействия горячей воды с раскаленным спеком происходит интенсивное. парообразование. Пар под (давлением проникает в толщу спека, заполняя как пространство между кусками, так и поры внутри кусков спека.

Таким образом происходит интенсивное и равномерное охлаждение спека. При душировании спека водой при атмос" ферном давлении в существующих охладительных устройствах, спек ох " лаждается на определенную толщину снаружи, продолжая длительное время внутри оставаться раскаленным, поскольку частицы воды не могут проникнуть внутрь пор.

В камере поддерживается .давление пара 5 атм. Образовавшийся пар отводится по коллектору 12 через предо- . хранительный клапан 14 на холодильник, где пар конденсируется для определения его количества.

Охлаждение раскаленного спека от

1200-1300 С до 200 С проходит очень интенсивно в течение 1-5 мин, что подтверждается опытными данными.

Вследствие большой интенсивности охлаждения установка получается очень компактная, не имеет движущихся частей,проста в изготовлении.

Помимо основной своей цели - ох" лаждения раскаленного спека - установка позволяет получать пар промышленных параметров, который может быть использован в глиноземном производстве на различных пределах воды, растворов и т.п. .-Я

Опыты позволяют определить наиболее оптимальные параметры процесса, позволяющие быстро охладить раскаленный спек и одновременно получить пар требуемых параметров. Причем, параметры получаемого пара могут изменяться в силу производственной необходимости, путем изменения уста новки на выпускном паровом клапане.

S промышленных установках пар. отводится к потребителю для подогрева воды, пульпы и растворов, для чего в настоящее время подается пар, с ТЭЦ. В проведенных опытах на ЛОЗе

ВАИИ при охлаждении 1 кг спека получается 0,2-6: кг nàðà. После 2-.3 минутного взаимодействия пара со спеком, когда прекращается выделение пара из камеры, открывается задвижка 5 и остаточным паром производится раз- . грузка спека из камеры. После выгруз" ки задвижка 5 закрывается, а задвижка

4 открывается и повторяются все операции и в той последпватеяьности, как это было описано ранее.

Таким образом, предалагемый способ и устройство для его осуществления позволяют не только быстро охладить спек с температуры !200-1300 С, но и использовать образующийся пар в промышленных целях.

От одной печи спекания производительностью 100 т/ч по спеку с помощью предлагаемого способа мож/ 99б4 но получить 20-30 т/ч пара промышленных параметров.

По сравнению с базовым техническим решением (аналогичным прототипу ), действующем в глиноземном производстве, предлагаемое техническое решение обеспечивает интенсификацию ох-. лаждения спека в 10 раз, .так как время пребывания спека в холодильнике устройства по базовому способу составляет 53 мин, а по предложенному - 4,7 мин. Использование предполагаемого изобретения позволяет получить экономический эФФект в размере 4-5 млн. руб. в год в.масштабе глиноземного завода мощностью млн.т.

Формула изобретения 26

87 8 а образующийся в процессе обработки пар выдерживают 1-5 мин при давлении

0,5- 1б атм, при этом отношение масс воды и спека поддерживают равным 0,1-0,5.

2. Устройство для охлаждения раскаленного спека, содержащее камеру с отверстиями для загрузки и выгрузки спека и душирующий узел с подводящим трубопроводом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения, оно снабжено затворами, установленными в отверстиях для загрузки и выгрузки, накопительной емкостью с наружной водяной рубашкой, установленной над отверстием для загрузки, и дозатором, установленным на подводящем трубопроводе, при этом трубопровод соединен с водяной рубашкой.

1.Способ охлаждения раскаленного спека, включающий обработку его водой, отличающийся тем, что, с целью интенсиФикации процесса И охлаждения, перед подачей к раскаленному спеку воду нагревают до 50-100 С д

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

Патент ClJA N 38 15253, кл. 34-20, опублик. 1971.

2. Патент CEA N 3933313, кл. 239-587, опублик. 1973.

996487

Пар

Составитель Н.Петров

Редактор Т.Парфенова ТехредЛ.Пекарь Корректор Е.Рошко

Заказ 848/39 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

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