Изобретение относится к области сжигания топлива во вращающихся обжиговых печах при термической обработке материалов, склонных .к спеканию, например рудоизвестняковых строительных и огнеупорных.

Известен способ сжигания топлива во вращающейся печи путем подачи вокруг газовоздушного факела кольцевого потока вторичного воздуха 11).

Недостатки известного способа:

1. Интенсивный лучистый и контактный теплообмен между футеровкой и факелом в зоне его максимальных температур, находящейся вблизи горелки.

2. Повышенная температура газового потока, примыкающего к футеровке. 3. Настылеобраэование при обжиге материалов, склонных к спеканию.

В зоне максимального раскрытия факела развиваются температуры дО

1600 С и происходит непосредственное соприкосновение факела с футеровкой, приводит к перегреву футеровки.

Внутренняя поверхность футеровки прогревается до температур 12001500оС, а обжигаемый материал, попадая в зону максимальных температур футеровки печи, нагревается до размягчения, налипает на футеровку, ув" лекая последующие порции материала на свою поверхность. Таким образом, в печи образуется кольцо спекшегося в монолит материала (настыль). С образованием кольца уменьшается, полезный объем печи, ухудшаются условия обжига, сокращается ее производительность. Частые остановки печи для Удаления настылей, нестабильный ход процесса снижают техникоэкономические показатели процесса обжига рудно-карбонатных смесей:

15 производительность печи и качество продуктов обжига.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности работы печи при обжиге материалов, склонных к спеканию.

20 Цель достигается тем, что между факелом и потоком вторичного воздуха подают кольцевой поток насьхценного водяного пара. Предусмотрено также, что насыщенный пар подают с давлением, на 0,05 вЂ” 0,5 атм превышающим давление газа, толщина кольцевых потоков насыщенного водяного пара и вторичного воздуха составляет, соответственно, 0,01-0,03 и 0,1-0,3

З0 от величины диаметра факела, а угол

832253 раскрытия потока вторичного воздуха превышает на 10-30 угол раскрытия факела.

Способ сжигания топлива во вращающейся печи при обжиге материалов, склонных к спеканию, заключается в ,следующем.

В горелку, установленную с горячего конца вращающейся печи, подают смесь газа с воздухом в соотношении .

1:10 и сжигают ее на выходе иэ горел- 10 ки.

По периферии образовавшейся газовоэдушной смеси подают насыщенный водяной пар с давлением, на 0,05

0,5 атм больше давления газа перед горелкой. Струя насыщенного водяного пара окружает факел оболочкой трехатомного газа (Н О) толщиной 0,01

0,03 диаметра факела, являясь при этом тепловым экраном между факелом и футеровкой,.поглощая до 60-80Ъ 20 тепла, излучаемого факелом.

Часть тепловой энергии факела затрачивается на испарение (640 ккал/кг) и на нагрев водяного пара. 25

При толщине струи насыщенного водяного пара менее 0,01 диаметра факела и его давлении,. превышающем давление газа менее 0,05 атм, зкранирующая способность последнего несущественна и влияние его на снижение температуры футеровки незначительно.

При толщине струи насыщенного водяного пара более 0,03 диаметра факела и его давлении, превышающем давление газа более 0,5 атм, происходит снижение температуры футеровки и, следовательно, недообжиг материала.

С целью уменьшения влияния кон- 40 вективной составляпщей теплопередачи от факела к футеровке, по периферии паровой струи подают ламинарный поток воздуха слоем с толщиной 0,10,3 диаметра факела и углом раскрытия, на 10-ЗОО больше угла раскрытия факела.

Ламинарный поток воздуха (критерий Рейнольдса равен 1000 вЂ” 2000) раскрывается раньше факела и, вследствие большего на 10-30 угла раскрытия, замыкает факел с паровой оболочкой во второй слой воздушной оболочки и Йким образом создают буферный слой из пара и воздуха между факелом и футеровкой в зоне максимальных темпера тур (настылеобразования).

С изменением производительности печи соответственно изменяется расход газа и воздуха. В связи с этим зона настылеобразования перемещается в Я зависимости от расхода газа, однако ее перемещейие не превышает 1/3 длины печи от горелки. Количество воздуха и соответственно толщина ламинарного потока воздуха зависят 65 от характеристики факела: длины и объема факела. С увеличением объема факела возрастает толщина потока воздуха.

При толщине ламинарного потока воздуха менее 0,1 диаметра факела интенсивность передачи тепла конвекцией высокая и температура внутренней поверхности футеровки превышает о

1150 С, т.е. выше температуры настылеобразования.

При толщине ламинарного потока воздуха более 0,3 диаметра факела температура внутренней поверхности футеровки устанавливается ниже 1100 C вследствие чего снижается интенсивность обжига рудно-карбонатной смеси. Кроме того, с ростом толщины ламинарного потока воздуха увеличивается количество отходящих газов и соответственно возрастают потери тепла с отходящими газами и пылеунос.

При превышении угла раскрытия ламинарного потока воздуха в сравнении с углом раскрытия факела менее 10 дополнительно подаваемый воздух вовлекается в процесс горения гаэовоздушной смеси и его участие сводится к увеличению коэффициента избытка воздуха.

При превышении угла раскрытия ламинарного потока воздуха в сравнении с углом раскрытия факела более

ЗОО буферный слой воздуха существенно оттесняет факел от футеровки, интенсивность теплопередачи конвекцией от факела уменьшается и температура внутренней поверхности футеровки снижается ниже 1100 С.

Подачей пара и воздуха по периферии факела достигается дополнительный эффект за счет снижения тепловых потерь наружной поверхностью барабана при снижении температуры внутренней поверхности футеровки. Введенные пар и воздух нагреваются до температур более 1100 С и, смешиваясь с продуктами горения, интенсифицируют процесс обжига рудно-карбонатной смеси в подготовительной зоне печи., Наибольший эффект обжига руднокарбонатной смеси при отсутствии настылей и максимальном коэффициенте использования топлива достигается при толщине струи водяного пара, равной 0,02 диаметра факела, подаваемой с давлением, на 0,25 атм больше давления газа, и подаче ламинарного потока воздуха слоем толщиной 0,2 диаметра факела с углом раскрытия, на 20 о больше угла раскрытия факела.

Пример конкретного осуществления.

Промышленное опробование способа проведено на обжиговой вращающейся печи диаметром 3,6 м, длиной 75 м, футерованной хромомагнезитовым кирпичом, при совместном обжиге хромовой руды и известняка. Сжигание

832253

Формула изобретения

Составитель О. Веретенников

Редактор В. данко Техред М. Рейвес Корректор С. Шекмар

Заказ 3153/29 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 природного газа осуществляли с помощью горелки типа ГВП-1, газ подавался под давлением 0,8 атм.

При производительности печи 18 т/ч расход природного газа составлял

2000 нм /ч. Насыщенный водяной пар подавали струей толщиной 0,02 диаметра факела под давлением

1,05 атм. По периферии паровой оболочки факела подавали воздух в колй-. честве 6600 нм /ч ламинарным потоком

10 при критерии Рейнольдса, равном 1800.

В местах наибольшего расширения факела на расстоянии 10 м от горелочного устройства толщина слоя подаваемого воздуха составила 0,2 диаметра факела, угол раскрытия воздушного потока вЂ” около .70, что на 20 больше угла раскрытия факела.

Продолжительность кампании в указанном режиме составила 5 сут, в течение которых процесс налипания ма- . 20 териалов не наблюдался.

Последующие кампании обжига рудоизвестняковой смеси провели при подаче насыщенного водяного пара и воздуха толщиной, давлением и углом рас- 25 крытия, соответствующим интервалу в предлагаемом способе.

Для сравнения провели кампанию по известному способу.

Формирование факела по предлага- 30 емому способу привело к уменьшению интенсивности лучистого и контактного теплообмена между футеровкой и факелом, к снижению температуры внутренней поверхности футеровки на

115-150, снижению потерь тепла в окружающую среду за счет снижения температуры наружной поверхности е кожуха печи на 40-50 С, к повышению коэффициента использования топлива до 38% и к исключению образования настылей в печи.

1. Способ сжигания топлива во вращающейся печи путем подачи вокруг газовоздушного факела кольцевого потока вторичного воздуха, о т л ивЂ” ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы печи при обжиге материалов, склонных. к спеканию, между факелом и потоком вторичного воздуха подают кольцевой поток насыщенного водяного пара.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что насыщенный водяной пар подают с давлением, на 0,050,5 атм превышающим давление газа, толщина кольцевых потоков насыщенного водяного пара и вторичного воздуха составляет, соответственно, 0,01-0,03 и 0,1-0,3 от величины диаметра факела, а угол раскрытия потока вторичного воздуха превышает на 10-30 угол раскрытия факела.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Германии М 350099, кл. 24 с 10, опублик. 1922.