Циклонная печь для термохимической переработки мелкоизмельченного минерального сырья

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>744209 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.03.78 (21) 2627254/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Лриоритет— (51) М.К .

F 27 В 15/00

Государственный комитет но делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень №24

Дата опубликования описания 10.07.80 (53) УДК 66.041. .548 (088.8) Ю. И. Розенгарт, Е. П. Золотько, Б; И. Якобсон, С. В. Поляков и В. П. Третьяков (72) Авторы изобретения

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54) ЦИКЛОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ

ПЕРЕРАБОТКИ МЕЛКОИЗМЕЛЬЧЕННОГО МИНЕРАЛЬНОГО

СЫРЬЯ

Изобретение относится к химическому машиностроению, конкретно к циклонным плавильным камерам для термохимической переработки мелкоизмельченного минерального сырья и может быть использовано в химической и металлургической промышленности.

Известна циклонная печь для термохимической переработки мелкодисперсных материалов, с верхним вводом материала и топлива и нижним выводом расплава и про- щ дуктов сгорания топлива, содержащая сопряженные цилиндрические камеры, в верхней части которых тангенциально к образующим цилиндра установлены шесть автономных дутьевых патрубков для подачи газовоздушного топлива. В месте сопряжения 5 цилиндрических камер на противоположных стенках размещены один рядом с другим по два дутьевых патрубка таким образом, что одна из стенок патрубка является общей (сдвоенные дутьевые патрубки) (1). о

Недостатком известной печи является ее низкая эффективность, ббусловленная конструкцией узла ввода топливовоздушной смеси.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является циклонная печь для термохимической переработки мелкоизмельченного сырья, содержашая сопряженные цилиндрические камеры с верхним вводом сырья и топлива и нижним выводом расплава и продуктов сгорания топлива. В верхней части камер тангенциально к образующим цилиндра установлены три самостоятельных дутьевых патрубка. Один из них установлен в месте сопряжения двух камер и является общим для обеих камер.

Площадь проходного сечения этого патрубка равна суммарной площади проходных сечений остальных самостоятельных патрубков (2).

Недостатками известной циклонной печи является ее низкая эффективность из-за недостаточного полезного объема рабочей камеры, обусловленного формированием единого циклонного потока на 0,3 — 0,5 высоты камеры, дополнительных энергозатрат на создание равномерного вихревого газового потока, сложности регулирования равномерной закрутки потока, обусловленной конструкцией ввода топливовоздушной смеси. Кроме того, в известной печи получается про744209

1$ дукт. неоднородный по химическому составу, в связи с образованием локальных зон с различными газовыми концентрациями, повышенными температурами и различными скоростями вследствие недостаточно интенсивного перемешивания высокотемпературных продуктов сгорания топлива и исходного сырья.

Цель изобретения — повышение эффективности печи.

Она достигается тем, что в циклонной печи для термохимической переработки тонкоизмельченного сырья, содержащей сопряженные цилиндрические камеры с общим дутьевым патрубком, верхним вводом материала и топлива и нижним выводом )расплава и

Продуктов сгорания топлива, дутьевой патрубок снабжен двумя симметрично огибающими внутренние стенки цилиндрических камер газоводами с расположенными в них один над другим постепенно сужающимися каналами, вьходные сопла которых имеют одинаковые площади проходных сечений и размещены с угловым смещением относительно друг друга.

Первое выходное сопло размещено под углом 45 к продольной оси симметрии циклонной камеры, а последнее — под углом

270 к ней. При этом суммарная площадь проходных сечений сопел составляет 5-15 /р от площади рабочей камеры циклона.

Такая конструкция узла ввода топлива— воздушной смеси способствует образованию эффективно закрученного газового потока с минимальными потерями на завихрение в циклонной камере за счет того, что подаваемая топливо-воздушная смесь в дутьевом патрубке рассекается на несколько потоков, которые при выходе в рабочую камеру скользят друг над другом. В результате этого одновременно с эффективной закруткой потоков в единый циклонный поток создается IIoвышенная турбулизация потока, хорошее перемешивание его, приводящее к образованию однородной газовой смеси.

Кроме того, заявляемая конструкция дутьевого патрубка циклонной печи позволяет уменьшить зону струйного движения азового потока в верхней части циклонной камеры и расширить фронт распределения тангенциальной составляющей скорости газового потока в пристенной области, и тем самым увеличить полезный объем рабочей камеры.

На фиг. 1 показан узел ввода топливовоздушной смеси в аксонометрии на фиг. 2— циклонная печь в разрезе по вертикальной плоскости; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — форма выходных сопел дутьевого патрубка.

Печь содержит вертикальную сопряженную цилиндрическую двухсекционную камеру 1, присоединенную к цилиндрическому сборнику 2 расплава при помощи пережима

3 щелевидной формы. Двухкамерная циклонная печь снабжена в верхней части вводами 4 l„lH обрабатываемой шихты и дутьевыч патрубком 5 для газовоздушной смеси, являющим "rl оогцнм для двух сопряженных камер., tóòüåâîé патрубок 5 разделен на секции 6, 7, 8, .), 10, 11 (выходные сопла) соответственно по числу выходных сопел (по три на каждую цилиндрическую камеру ).

Форма сопел -- прямоугольная. Площадь поперечного сечения выходных сопел одинакова и равна 0,026 м .

Первое сопло дутьевого патрубка 12 (15)

1о размещено под углом 45 к продольной оси симметрии циклонной печи, второе 13(16) размещено на продольной оси симметрии циклонной печи (угол 180 ), третье сопло 14(17) расположено под углом 270 к продольной оси симметрии циклона.

В сборнике расплава установлена летка

18, через которую расплав выводится из установки, имеющая систему водяного (или испарительного) охлаждения.

Печь работает следующим образом.

Топливовоздушная смесь поступает в верхнюю часть вертикальной двухсекционной камеры 1 через выходные сопла 6, 7, 8, 9, 10, 11 дутьевого патрубка 5 с образованием двух единых циклонных потоков. Обрабатываемая шихта подается через два ввода 4 в область развитого горения топлива. Большая часть шихты проходит обработку в объеме двухсекционной камеры 1 и улавливается на ее стенках в виде расплава, который затем стекает через пережи

3 в сборник 2 расплава. Меньшая часть шихты подхватывается газовым потоком и вы носится в сборник расплава. Вследствие того, что пережим имеет щелевидную форму и установлен тангенциально к поперечному сечению цилиндрического сборника расплаЗ5 ва, газовый поток создает в сборнике мощное центробежное силовое поле и частицы шихты, взвешенные в газовом потоке, сепарируются на стенки сборника расплава.

На выходе из сборника 2 расплава расплав выводится через летку 18 на грануляцию, а газовый поток с незначительным содержанием взвешенных частиц шихты поступает в запечную теплоиспользующую установку.

11рименение циклонной печи с описаннои

4 конструкцией узла ввода топлива позволяет повысить производительность печи на

15 — 25О/р за счет эффективного сжигания топлива вследствие создания упорядоченного движения топливо-воздушного потока; умень50 шения гидравлического сопротивления потока на входе в циклонную камеру и уменьшения потерь на завихрение потока внутри рабочей камеры при вводе топлива через несколько сопел одного дутьевого патрубка, а также за счет увеличения полезного объед ма рабочей камеры и интенсификации технологического процесса.

Кроме того, улучшается качество расплава, он становится более однородным по химическому составу, так как в связи с хоро.

744209 шим перемешиванием и эффективной закруткой потока исключается образование локальных зон с повышенной температурой и различными газовыми концентрациями.

Формула изобретения

i. Циклонная печь для термохимической переработки мелкоизмельченного минерального сырья, содержащая сопряженные цилиндрические камеры с общим дутьевым патрубком, верхним вводом сырья и топливо- so воздушной смеси и нижним выводом расплава и продуктов сгорания топлива, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи, дутьевой патрубок снабжен двумя симметрично огибающими внутренние стенки цилиндрических камер

1т газоводами с расположенными один над другим постепенно сужающимися каналами, выходные сопла которых имеют одинаковые площади проходных сечений и размещены с угловым смещением относительно друг друга.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем. что суммарная площадь проходных сечений сопел составляет 5-15О/р площади рабочей ка. меры циклонной печи.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что первое сопло расположено под углом 45 к продольной оси симметрии циклонной печи, а последнее — — под углом 270 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 270953, кл. F 23 С 13/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 478989, кл. F 27 В 15/00, 1975 (прототип).

744209

8о>дух

Фи-г. 4

Редактор И. Нестерова

Заказ 3780/7

Составитель Т. Лепахина

Техред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко

Тираж 671 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4