Противоточная печь кальцинации камерного типа

Изобретение относится к противоточной обжиговой печи для производства анодов. Печь содержит камеру для материала, канал горения, выполненный по обе стороны от камеры для материала, переднюю стенку и заднюю стенку, канал сбора летучего компонента, выполненный над камерой для материала, вертикальный канал летучего компонента, выполненный внутри передней стенки, вертикальный канал летучего компонента, выполненный внутри задней стенки, при этом вертикальный канал летучего компонента передней стенки сообщен с каналом сбора летучего компонента и нижним уровнем канала горения, вертикальный канал летучего компонента задней стенки сообщается с каналом сбора летучего компонента, вторым нижним уровнем канала горения и средним участком канала горения, вытяжную тарелку летучего компонента, расположенную на входе нижнего уровня канала горения, вытяжную тарелку летучего компонента, расположенную на входах второго нижнего уровня канала горения и среднего участка канала горения, канал предварительного нагрева воздуха, расположенный ниже нижнего уровня канала горения, вытяжную тарелку предварительного нагрева воздуха, расположенную на входе канала предварительного нагрева воздуха, при этом канал предварительного нагрева воздуха сообщен с задней стенкой нижнего уровня канала горения, первый уровень канала горения сообщен с дымоходом, а рукав охлаждающей воды расположен ниже камеры для материала. Обеспечивается повышение максимальной температуры и качества продукции. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к печи кальцинации камерного типа, а более точно к противоточной печи кальцинации камерного типа для производства анодов, катодов, электродов и углеграфитовых материалов, используемых в углеродной индустрии для производства алюминия.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С все большим и большим увеличением производительности современных углеродных предприятий, особенно производительности углеродной продукции крупномасштабных электролитических алюминиевых заводов и электродных заводов, требования к качеству обожженного кокса становятся все более и более строгими. Силы тока в ячейках электролизеров постепенно повышаются, плотность анодного тока увеличивается, степень автоматизации постепенно повышается и, следовательно, требования к качеству углеродных анодов постепенно увеличиваются. Кальцинация является первой процедурой для производства анодной продукции, и качество обожженного (подвергнутого кальцинации) кокса определяет, в значительной степени, качество анода. Оборудованием для кальцинации, широко применяемым на рынке, являются барабанные печи и прямоточные печи камерного типа. Однако стоимость сырья значительно увеличилась за последние два года. Прямоточные печи камерного типа удерживают доминирующее положение на рынке благодаря характеристикам высокого качества кальцинации и небольшим потерям; однако большое потребление энергии ими приводит к настоятельной тенденции к созданию оборудования для кальцинации, которое потребляет меньше энергии, но имеет повышенную производительность.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает противоточную печь кальцинации камерного типа для решения вышеупомянутой проблемы с целью снижения потерь при кальцинации и повышения качества продукции от базисного значения, которое является преимуществом прямоточной печи камерного типа, в то время как стоимость материала и требования к качеству повышаются.

С этой целью противоточная печь кальцинации камерного типа согласно настоящему изобретению содержит камеру для материала, канал горения, расположенный с двух сторон от камеры для материала, переднюю стенку и заднюю стенку. Канал сбора летучего компонента расположен над камерой для материала, вертикальный канал летучего компонента передней стенки расположен внутри передней стенки, вертикальный канал летучего компонента задней стенки расположен внутри задней стенки, вертикальный канал летучего компонента передней стенки сообщается с каналом сбора летучего компонента и нижним уровнем канала горения, вытяжная тарелка летучего компонента расположена на входе нижнего уровня канала горения, вертикальный канал летучего компонента задней стенки сообщается с каналом сбора летучего компонента, вторым нижним уровнем канала горения и средним участком канала горения, вытяжные тарелки летучего компонента расположены на входах второго нижнего уровня канала горения и среднего участка канала горения, канал предварительного нагрева воздуха расположен ниже нижнего уровня канала горения, вытяжная тарелка предварительного нагрева воздуха расположена на входе канала предварительного нагрева воздуха, канал предварительного нагрева воздуха сообщается с нижним уровнем канала горения на задней стенке, первый уровень канала горения сообщается с дымоходом, а рукав охлаждающей воды расположен ниже камеры для материала.

Канал горения имеет восемь уровней, а средний участок канала горения является пятым уровнем.

Каждый слой каналов горения разделен силикатными кирпичами.

Камера для материала имеет прямоугольную форму. Две камеры для материала установлены в ряд, а четыре камеры для материала установлены в группу. Группа каналов горения распределена по обе стороны от ряда камер для материала.

Впускное отверстие канала предварительного нагрева воздуха расположено в задней стенке и является предварительно нагретым перед поступлением внутрь нижнего уровня канала горения от передней стенки.

Изоляционные кирпичи передней стенки и задней стенки являются соответственно силикатными кирпичами, кирпичами из огнеупорной глины, легковесными и шамотными кирпичами и красными кирпичами от внутренней части наружу.

Преимущественные результаты настоящего изобретения заключаются в том, что материалы могут быть достаточно предварительно нагретыми непосредственно при поступлении внутрь камеры для материала, так как дымовые газы движутся в направлении, противоположном направлению материалов, что снижает температуру отработанных дымовых газов и, в то же время, увеличивает зону кальцинации печи и увеличивает производительность печи. Что касается противоточных и прямоточных печей камерного типа такого же размера, первая имеет производительность, которая является большей на 15-20%, чем последняя. Поток дымовых газов следует закону физики в большей степени, и потеря давления в канале горения остается незначительной. Между тем материал нагревается равномерно, что увеличивает наивысшую температуру кальцинации и тем самым качество продукта. Абсолютная плотность находится, как правило, более чем 2,08 г/см³.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой частичный вид в разрезе канала горения согласно настоящему изобретению; и

Фиг.2 представляет собой частичный вид в разрезе камеры для материала согласно настоящему изобретению;

где: ссылочная позиция 1 представляет собой камеру для материала, 2 - канал сбора летучего компонента, 3 - вертикальный канал летучего компонента передней стенки; 4 - вертикальный канал летучего компонента задней стенки; 5 - канал горения; 6 - вытяжная тарелка (обеспечивающая создание тяги) летучего компонента; 7 - вытяжная тарелка (обеспечивающая создание тяги) предварительного нагрева воздуха; 8 - дымоход; 9 - основной дымоход; 10 - рукав охлаждающей воды; 11- силикатные кирпичи; 12 - слой огнеупорного глиняного кирпича; 13 - слой легковесного шамотного кирпича; 14 - слой красного кирпича; и 15 - канал предварительного нагрева воздуха.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение будет далее описано подробно в сочетании со следующими вариантами осуществления. Однако объем защиты настоящего изобретения не ограничивается вариантами осуществления.

Как показано, противоточная печь кальцинации камерного типа согласно настоящему изобретению содержит камеру 1 для материала, канал 5 горения, расположенный с двух сторон от камеры для материала, переднюю стенку и заднюю стенку. Канал 2 сбора летучего компонента расположен над камерой 1 для материала, вертикальный канал 3 летучего компонента передней стенки расположен внутри передней стенки, вертикальный канал 4 летучего компонента задней стенки расположен внутри задней стенки, вертикальный канал 3 летучего компонента передней стенки сообщается с каналом 2 сбора летучего компонента и нижним уровнем канала 5 горения, вытяжная тарелка 6 летучего компонента расположена на входе в нижний уровень канала 5 горения, вертикальный канал 4 летучего компонента задней стенки сообщается с каналом 2 сбора летучего компонента, вторым нижним уровнем канала 5 горения и средним участком канала 5 горения, вытяжные тарелки 6 летучего компонента расположены на входах второго нижнего уровня канала 5 горения и среднего участка канала 5 горения, канал 15 предварительного нагрева воздуха расположен ниже нижнего уровня канала 5 горения, вытяжная тарелка 7 предварительного нагрева воздуха расположена на входе канала 15 предварительного нагрева воздуха, входящего в канал горения, канал 15 предварительного нагрева воздуха сообщается с передней стенкой нижнего уровня канала 5 горения, первый уровень канала 5 горения сообщается с дымоходом 8, а рукав 10 охлаждающей воды расположен ниже камеры 1 для материала.

Канал 5 горения согласно настоящему варианту осуществления имеет восемь уровней, а средний участок канала горения является пятым уровнем. Все дымоходы 8, в конечном счете, объединены с основным дымоходом 9.

Камера 1 для материала имеет прямоугольную форму. Две камеры 1 для материала установлены в ряд, а четыре камеры 1 для материала установлены в группу. Группа каналов 5 горения распределена по обе стороны от ряда камер 1 для материала.

Входное отверстие канала 15 предварительного нагрева воздуха расположено в задней стенке и входит внутрь нижнего уровня канала 5 горения с передней стенки после предварительного нагрева.

Изоляционные кирпичи передней стенки и задней стенки являются глиняными огнеупорными кирпичами 12, легковесными шамотными кирпичами 13 и красными кирпичами 14 с внутренней части наружу.

Наружная сторона камеры для материала из силикатных кирпичей 11. Каждый уровень каналов 5 горения разделен силикатными кирпичами 11. Такое устройство может продлить срок службы корпуса печи.

Канал сбора летучего компонента, используемый для выброса летучих компонентов, вытесняемых из материалов, является соединительным каналом летучего компонента между камерой для материала и вертикальной стенкой летучего компонента и сообщается с верхним пространством двух камер для материала в ряду.

Вытяжная тарелка 6 летучего компонента используется для контроля и регулировки количества летучих компонентов, поступающих в различные каналы горения.

Канал 15 предварительного нагрева воздуха используется для подогрева воздуха для горения, а вытяжная тарелка 7 предварительного нагрева воздуха используется для регулирования количества воздушного потока таким образом, что материал является холодным, в то время как воздух для горения является предварительно нагретым.

Рукав охлаждающей воды представляет собой стальную конструкцию проложенных труб. Находящаяся под давлением циркулирующая охлаждающая вода направляется в рукав охлаждающей воды, и высокотемпературный материал охлаждается после прохождения через рукав охлаждающей воды.

Летучий компонент выходит из сырья в камере 1 для материала при нагревании и поступает в вертикальный канал летучего компонента через канал 2 сбора летучего компонента, расположенный над печью. Количество летучих компонентов, поступающих в различные каналы горения, регулируется регулировкой положения вытяжной тарелки 6 летучего компонента на вертикальном канале летучего компонента так, что условия горения и далее температура в каналах горения может регулироваться. Предварительно нагретый воздух обменивается теплом с материалом перед поступлением в канал 5 горения нижнего уровня. Дым обменивается теплом с материалом перед поступлением в дымоход. Кальцинированный материал поступает в рукав охлаждающей воды и затем выгружается разгрузочной синхронизирующей машиной. Вертикальный канал летучего компонента содержит вертикальный канал 3 летучего компонента передней стенки и вертикальный канал 4 летучего компонента задней стенки.

В противоточной печи кальцинации камерного типа по настоящему изобретению материал перемещается сверху вниз под действием силы тяжести, в то время как дымовой газ движется снизу вверх под действием, вызванным вытяжным (создающим тягу) вентилятором. Движение материала является точно противоположным направлению дымового газа.

1. Противоточная печь кальцинации камерного типа, содержащая
камеру для материала
с каналом горения, выполненным с двух сторон от камеры для материала,
передней стенкой и
задней стенкой, при этом она имеет
вертикальный канал сбора летучего компонента, выполненный над камерой для материала,
вертикальный канал летучего компонента, выполненный внутри передней стенки камеры,
вертикальный канал летучего компонента, выполненный внутри задней стенки камеры, причем
вертикальный канал летучего компонента передней стенки сообщен с каналом сбора летучего компонента и с донным уровнем канала горения,
вытяжную тарелку летучего компонента, расположенную на входе в нижний уровень канала горения,
вертикальный канал летучего компонента внутри задней стенки сообщен с каналом сбора летучего компонента, со вторым нижним уровнем канала горения и средним участком канала горения,
вытяжные тарелки летучего компонента, расположенные на входах второго нижнего уровня канала горения и среднего участка канала горения,
канал предварительного нагрева воздуха, расположенный ниже нижнего уровня канала горения,
вытяжную тарелку предварительного нагрева воздуха, расположенную на входе канала предварительного нагрева воздуха, при этом канал предварительного нагрева воздуха сообщен с нижним уровнем канала горения на задней стенке,
первый уровень канала горения сообщен с дымоходом и имеет рукав охлаждающей воды, расположенный под камерой для материала.

2. Печь по п. 1, в которой канал горения имеет восемь уровней, при этом средний участок канала горения является пятым уровнем.

3. Печь по п. 2, в которой каждый уровень каналов горения разделен силикатными кирпичами.

4. Печь по п. 1, в которой камера для материала имеет прямоугольную форму, при этом две камеры для материала установлены в ряд, четыре камеры для материала установлены в группу, а группа каналов горения распределена по каждой стороне ряда камер для материала.

5. Печь по п. 1, в которой впускное отверстие канала предварительного нагрева воздуха выполнено в задней стенке.

6. Печь по п. 1, в которой изоляционные кирпичи передней стенки и задней стенки являются силикатными кирпичами, кирпичами из огнеупорной глины, легковесными шамотными кирпичами и красными кирпичами от внутренней части наружу.