Вертикальная печь для термообработки твердого топлива

 

Изобретение относится к области термообработки и может быть использовано в цветной металлургии. Цель изобретения - упрощение конструкции печи и повышение срока службы. Указанная цель достигается тем, что в вертикальной печи камера термообработки на высоте выполнена ступенчато с расположением ступеней на уровне верха и низа нагревательных каналов и газоотводящих окон с общим расширением к низу под углом 1,5-5° к вертикали, а газоотвощящие окна камеры соединены с газосборным каналом через его подовую часть. Кроме того, ширина суммарного живого сечения нагревательных каналов составляет 45-55% от ширины всей печи, а высота верхней части печи, выполненной из шамотного огнеупора, составляет 11-18% ее общей высоты. Существенное отличие печи - измененная конфигурация камеры и новое исполнение конструкции газоотводящих и отопительных каналов. 1 з.п.ф-лы. 2 ил.3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 10 В 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4248300/23-26 (22) 18.03.87 (46) 30.10.89. Бюл. У 40 (71) Ленинградское научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов нЛеннефтехим" (72) Г.И.Боровиков, К.В.Вакулов, А.В.Ванслов, А.П.Виноградов, В.Г.Вишнев, М.Г.Ефименко, Н.Ф.Паличев и Ю.И.Белянин (53) 662.74 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 945165, кл. С 10 В 1/04, 1980. (54) ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к термообработке и может быть использовано в цветной металлургии. Цель изобретения — упрощение конструкции печи и

Изобретение относится к термообработке, в частности к технике прокалки углеродсодержащих материалов в огнеупорных печах, и может быть использовано в цветной металлургии для термообработки нефтяного или пекового коксов °

Цель изобретения — упрощение конструкции печи и повьппение срока ее службы.

На фиг.1 изображена печь, разрез по нагревательным каналам; на фиг. 2разрез А-А на фиг.1.

Печь включает корпус 1 из огнеупорного материала, камеру 2 термо2 повышение срока ее службы. Ука з -1 низ я цель достигается тем, что в вертикальной печи камера термообработки на высоте выполнена ступенчато с расположением ступеней на уровне верха и низа нагревательных каналов и газоот-водящих окон с общим расширением о книзу под углом 1,5-5 к вертикали, а газоотводящие окна камеры соединены с газосборным каналом через его половую часть. Кроме того, ширина сумь pного жнвог.,3 сечения нагреватель ых каналов составляет 45-55ь от ширинь; всей печи, а высота верхней части печи, выполненной из шамотного огьеупора, составляет 11-187. ее обгей высо гы. Существенное отличие печи — илмененная конфигурация камеры и новое исполнение конструкции газоотвадящих и отопительных каналов, 1 з.п.ф-лы, 2 ил. ) 3 табл °

3weL обработки, которая ло выс,рте выполнена ступенчато пс четырем зонам с расширением книзу (з. па сушки — I, 4 ) зона нагрева — II, зона прокалки — iT.1, зона охлаждения — IV). В нижней части корпуса 1 выполнены газоотводящие окна 3 и горизонтальный газосборный канал 4, соединенный с окнами через свою подовую часть 5. Нагревательные каналы 6 выложены в корпусе печи вдоль камеры прокалки. Над камерой

2 термообработки расположено загрузочное устройство, а в нижней части печи, непосредственно под камерой 2, расположено выгрузочное устройство.

1518347

Процесс прокалки в вертикальной печи протекает следующим образом.

Углеродистый материал (например, нефтяной кокс фракции 0-25 мм) перио5 дически:загр;жается в камеру 2 по меопу ..канин;.ровня, гроцвигаясь сверху вниз, он проходит зоны сушки, нагрева, прокалки и охлаждения. После прохождения зоны охлаждения ра.сположенный ниже газоотводящих окон 3 материал выгружают из печи. За счет расширения камеры ? книзу движение материала происходит беэ зависаний.

Процесс нагрева кокса осуществляется через стенку за счет сжигания отопительног о газа в вертикальных канавах 6. При -) TQM происходит выделение етучих веществ из кокса и их нирониз.

Парогазовал смесь, которая образуется при вЫцелении летучих веществ и при их пиролизе, движется вместе с материалом и нагревается до 1001200 С. Fe удаляют через окна 3 в го- 25 ри"-онтальный газосборный канал 4 за счет разрежения, создаваемого на выходе из печи газодувками.

При напичии в перерабатьгваемом сырье г1 "вящих фракций последние могут выноситься с газом из камеры в га-.осборный ка»ал 4, где при снижении скорости поток:.: ncедает отсепарированная мелочь; о=едая в канале 4, она возвращается через окна 3 в камеру 2.

Величина общ:-й конусности камеры о в 1,5-5 по отношению к вертикали подобрана экспериментально и определяется уровнем спекаемости перерабатываемого сырья.

Спекаемость перерабатываемого твердого топлива, определяемая по ГОСТ

9318-70, регламентируется в промышленном процессе величиной 20-507.. При отсутствии конусной камеры прокалки и при повышенной спекаемости сырья проис:годит замедление вертикального схода материала в печи. Выражается это через падение производительности агрегата по продукту на выгрузке и

-o зов;пцению температуры корпуса печи

50 (последнее приводит к перегреву огнеупзра и снижению срока службы печей) .

Табл . 1 иллюс трирует 3ависимос ть этих показателей от спекаемости сырья в камере с различным углом расширения ее к вертикали. Данные получены путем сравнения различных опытных моделей и пр омышпенных печей.

Из данных табл. 1 видно, что э-)бор конусности камеры связан со спекаемостью перерабатываемого сырья. Неизменные характеристики процесса могут быть г беспечены ез интервале 1,5-5,0, о

Конус ность более 5 уже существенно не влияет на характеристики работы агрегата. i. àêèì образом, заявленная величина угля расширения камеры книзу непосредственно связана с основными хаг>актеристиками процесса и существенно влияет на повьш ение срока службы печи.

Подвод газоотводящих каналов к газосборному канапу снизу, в его подовую часть, позволяет сделать их самоочищающимися. Выносимая с газом из камеры углеродная пыль оседает на полу и возвращается через каналы снова в камеру. При этом пылесборная воронка становится ненужной. Конструкция упрощается, Рабочая температура шамотного огнеупора, из которого выложена верхняя часть камеры, не должна превышать о

1150 С. Исследования колебаний температуры кладки в верхней части печи позволили выбрать оптимальную высоту шамотной части, которая составляет

11-18;. общей высоты камеры (табл.2).

Уменьшение ширины суммарного живого сечения нагревательных каналов до

45-557. по отношению к общей ширине пе;и достигается снижением количества или размеров отдельных отопительных вLpтикалов, Данные, обосновываюцие существенность данного признака, приведены в табл.3.

Нижний предел заявляемого интерьапа ограничен необходимой площадью теплопередающей поверхности (требуемым качеством продукта), а повышение сечения отопительной системы свыше

557 сгпгжает жесткость конструкции и увеличивает теплопотери через фасадную часть печи. 3а счет уменьшения количества отопительных вертикалов с девяти и гго восьми достигается упроцение конструкции печи.

Однако признаки, характеризующие ширину сечения нагревательных каналов и высоту шамотной части печи, определяют предпочтительные условия.

Имея ту же цель, они позволяют достичь максимального результата.

1518

Ограничение количества и выбор размещения ступеней расширения определяется наличием раэнотемпературных зон в процессе прокалки углеродных о материалов: сушки (до 150 С), нагрева (150-800 С), прокалки (800-1200 С) и охлажде ния . При сохранении общей конусной камеры выбранный вариант позволяет по каждой отдельной зоне вести упрощенную вертикальную кладку.

Замена наклонной кладки стен камеры на ступенчатую позволила при сохранении общих конусности и объема существенно упростить конструкцию печи, снизить более чем в 4 раза количество сложных фасонных марок кирпича и уменьшить стоимость строительства батареи печей.

Формула изобретения

Табл и ца

Температура кладки, Производительность камеры, кг/ч, при спекаемости С при спекаемости *

1169 1181 1193 1205

1150 1167 1181 1192

1150 1162 1165 1171

1150 1150 1158 1166

1150 1150 1150 1155

1150 1150 1150 1150

1150 1150 1150 1150

270 260 250 240

280 270 260 250

290 275 265 255

280 280 275 265

280 280 280 275

280 280 280 280

280 280 280 280

1,0

1,5

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

* Температура шамотного огнеупора не должна превышать 1150 С.

Таблица 2

Расстояние от верха печи, 7. общей высоты

5 10 1 1 15 18 19

Показатели

Изменение температуры между эагрузками1 С

Максимальная рабочая температура огнеупора, С 820

24 22 21

120 105

950 1120 1150 1180

840

1. Вертикальная печь для термообработки твердого топлива, имеющая зоны сушки, нагрева, прокалки и охлаждения и включающая корпус с каме347 6 рой термообработки, нагревательные каналы, средства для загрузки и выгрузки топлива, расположенные в верхней и нижней частях корпуса соответственно, газоотводящие окна, выполненные в корпусе в нижней части камеры термообработки, и горизонтальный гаэосборный канал, соединенный с окнами, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения срока службы, камера термообработки выполнена ступенчато по четырем зонам с общим расширением книзу под углом 1,5-5 к вертикали и расположением ступеней на переходе от одной зоны к другой, причем rasoотводящие окна камеры соединены с газосборным каналом через его подоВую часть °

2. Печь по п,1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что ширина суммарного живого сечения нагревательных каналов составляет 45-55Х от ширины

25 вс ей печи

1518347

Таблица 3!

1!ирина сечения каналов X от ширины

1

Ф всей печи

Показатели

Предл, г.-.. мая

Прототип

Количество ото8 8

9 9

* Норма по ТУ 38.1097-81 не менее 2 06 г/см

) пительньк вертикало», шт .

Температура фао са.цных стен, С

Величина теплопотерь, 7 от оощиъ затрат т. пла

Глубина пролалки (плотное ь), г/смз — г38 15 I 50 55 62 67

81 83 85 101 105

b „6,4 6,5 6,6 8,5 8,7 ?,050 Z,060 2,073 2,079 2,080 2,080 l 51834 7

Я-4

Составитель Л.Нечипоренко

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 6563/29 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно †издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101