Устройство для энерготехнологической переработки рудного сырья и твердого топлива

 

Использование: изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и металлургической промышленности. Устройство предназначено для сжигания твердого топлива и бескоксового получения чугуна. Новым в устройстве является соединение копильника с аптейком и с двумя или несколькими реакционными камерами в модульном исполнении посредством внутренних шлаковых сифонов. В период работы устройства одна из камер отключается по технической необходимости. Благодаря обеспечению непрерывного поступления газа в аптейк и далее в котельную энергетическую установку в последней создается стабильный тепловой режим, что и позволяет повысить срок ее службы. 2 ил.

Изобретение относится к промышленной энергетике и металлургической промышленности.

Известно устройство шахтного типа для плавки и обеднения шлаков с помощью твердого топлива, содержащее реакционную камеру и расположенный над ней котел-утилизатор (1).

Недостаток известного устройства заключается в отсутствии отстойной зоны для разделения жидких продуктов плавки.

Прототипом изобретения является устройство (печь Ванюкова) для жидкофазного восстановления железа, содержащее прямоугольную шахту (реакционную камеру), сифоны для выпуска жидких продуктов плавки, вертикальный газоход (аптейк), расположенный над реакционной камерой, котел-утилизатор (энергетическая установка). Жидкие продукты плавки направляются в копильник. Печь рассчитана на переработку рудных материалов и твердого угля с получением шлака, чугуна и восстановительного газа. Шлак и чугун удаляются через сифоны в копильник для дальнейшей переработки, газы - через газоход для дожига под энергетическим котлом.

Конструкция известного устройства не обеспечивает стабильной работы энергетической котельной установки, что отрицательно сказывается на ее эксплуатационных характеристиках, в частности сокращается срок службы из-за перепада температур, так как одна реакционная камера не обеспечивает стабильной подачи восстановительного газа для сжигания из-за необходимости остановки камеры на ремонт, профилактику и т. п. Неравномерность поступления газа в энергетическую установку в конечном счете ведет к неравномерной выдаче энергии потребителю.

Цель изобретения - повышение срока службы энергетической установки за счет стабилизации теплового режима, обеспечение бесперебойной подачи энергии.

Поставленная цель достигается тем, что копильник шлака соединен с аптейком, поперечное сечение которого равно площади копильника, и с двумя или несколькими реакционными камерами. При этом поперечное сечение аптейка равно площади ванны копильника. Соединение копильника с реакционными модульными камерами и аптейком позволяет выводить из работы одну технологическую камеру для профилактического или капитального ремонта без остановки всего агрегата, так как оставшиеся камеры продолжают выдачу шлака в копильник и восстановительного газа в энергетическую установку, обеспечивая стабильность теплового режима. Поперечное сечение аптейка должно быть равно площади ванны копильника, так как меньшее сечение аптейка не будет вмещать образующийся газ и устройство не будет работоспособно. Увеличение сечения аптейка нецелесообразно.

На фиг. 1 и 2 представлена предлагаемая энерготехнологическая установка, содержащая технологические реакционные камеры 1 в модульном исполнении, шлаковый копильник 2, аптейк 3 и энергетическую установку 4. Каждая реакционная камера имеет перегородки 5, фурмы 6, сифон 7 для выпуска чугуна, газоотделительную камеру 8, загрузочные устройства 9, внутренний шлаковый сифон 10. Копильник имеет шлаковое окно 11.

Устройство работает следующим образом.

В заполненные шлаком технологические камеры 1 (уровень шлака определяется уровнем сливного порога шлакового окна 11) через фурмы 6 подается кислородсодержащее дутье, а через загрузочные устройства 9 шихтовые материалы.

В результате жидкофазного восстановления окислов железа и под воздействием кислорода дутья происходит пиролиз топлива до СО, образование металлической и газовой фаз. Получаемый шлак из технологической камеры 1 поступает в копильник 2 через внутренний шлаковый сифон 10, откуда непрерывно или периодически через шлаковое окно 11 выдается потребителю. Чугун через сифон 7 выводится из камеры. Восстановленные газы в газоотделительной камере 8 промываются шлаком до О₂ и после отделения поступают в аптейк 3 и далее в энергетическую установку 4.

Положительный эффект изобретения заключается в повышении срока службы энергетической установки за счет стабилизации теплового режима, а также обеспечение бесперебойной подачи энергии потребителю благодаря тому, что объем газа, поступающего в энергетическую установку неизменен. (56) Михеев В. П. и др. Сжигание природного газа. Л. : Недра, 1975, 273.

Роменец В. А. Процесс жидкофазного восстановления железа: разработка и реализация. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. Непрерывные металлургические процессы: руда-лом-металлопрокат, Свердловск, 1989, с. 84.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РУДНОГО СЫРЬЯ И ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, содержащее реакционную камеру, соединенную посредством шлакового сифона со шлаковым копильником, аптейк, соединенный с энергетической установкой, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы, оно снабжено дополнительными реакционными камерами, выполненными модульными и соединенными внутренними шлаковыми сифонами со шлаковым копильником, при этом аптейк размещен над шлаковым копильником и выполнен с площадью поперечного сечения, равным площади поперечного сечения копильника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2