Установка для термохимической переработки минерального сырья

 

<11911104

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Советскнк

Сецналнстнчвскнк

Респубики (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 0 706 79 (21) 2777133/29-3 3 с присоединением заявки 1 4о(23) Приоритет — ($11 М. Кл.з

Г 27 В 15/О"

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

t$3) УДК 66.041.548 (088. 8) Опубликовано 07.0382. Бюллетень ¹ g

Дата опубликования описания 0703Я2 (72) Авторы изобретения

Е.П. Золотько, Б. И. Якобсон, П.С. Савойс

З.А. Мурадова, В.П. Третьяков и С.В. Пол

Днепропетровский ордена Трудового Красно

Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

ИИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к металлургической и химической отраслям промьацпенности и предназначено для осуществления различных огнетехнических окислительных, восстановительных и других процессов, ведущихся с расплавлением сырьевого материала.

Известна установка, предназначенная для переработки различного минерального сырья и содержащая циклон ную камеру с нижним выводом расплава и газов, копильник расплава и теплоутилиэирующее устройство. Копильник расплава соединен с циклонной камерой пережимом, а с теплоутнлиэирующим устройством - газоходом, установленным наклонно к торцу копильника. Внутри газохода расположен жндкопленочный сепаратор.,где капельки -расплава, имеющиеся в газах, отделяются и стекают обратно в ванну, а очищенные высокотемпературные газы поступают в теплоутилиэирующее устройство (1).

Основной недостаток данной установки — потери продукта, возникающие в связи с образованием настылей налипанием расплавленных частиц на стенках копильника расплава и осажцением расплава на трубах жидкопленочного сепаратора. Причиной этого являются теневой эффект эа счет прямого излучения к радиационной камере охлаждения (теплоутилиэирующему устройству)н жидкопленочному сепаратору, приводящий к охлаждению горячих объемов расплава, и унос частиц расплава в теплоутилизирующее уст.—

10 ройство вследствие осаждения расплава на трубах жидкопленочного сепаратора. При этом происходит уменьшение проходного сечения газовому потоку между трубами, что приводит к увеличению скорости газов в межтрубном пространстве, срыву осевшего на трубах расплава и выносу его в теплоутнлизирующее устройство.

К недостаткам данной установки относятся также потери тепла отходящих газов и неравномерный нагрев конвективных поверхностей тейлоутилиэирующего устройства вследствие ошлаковывания йоверхностей частица25 ми расплава.

Укаэанные недостатки приводят к снижению выхода готового продукта и увеличению удельного расхода топлива на единицу готового продукта, 30 уменьшению теплового КПД теплоутили911 1()4 эирующего устройства и снижению про изводительности установки.

Наиболее близкой к изобретению по достигаемому эффекту является установка для термохимической переработки мелкоизмельченного минерального сырья, содержащая циклонную камеру с нижним выводом продукта и газов, тангенциально соединенную с цилиндрическим копильником щелевым пережимом, и внепечную теплоиспольэующую 10 установку. Теплоиспольэующая установка соединена с копильником гаэоходом, установленным с торца по диаметру копильника (2). однако в известной установке так- 15 же возможны потери продукта в результате образования настылей и.налигания расплавленных частиц на стенках копильника, возникающих вследствие теневого эфФекта от прямого радиационного излучения к теплоисполь. зующей установке, и значительного уноса частиц расплава в теплоиспользующую установку вследствие того, что закрученный газовый поток меняет свое направление только при входе в копильник.

К недостаткам относятся и потери тепла отходящих газов, и неравномерный теплообмен между высокотемпературным газовым потоком и конвективной поверхностью теплоиспольэующей установки вследствие ошлаковывания поверхностей частицами расплава, а охлаждающее влияние теплоиспользующей установки (теневой эффект) спо- 35 собствует понижению температуры расплава в копильнике и для поддержания требуемой температуры приходится увеличивать удельный расход топлива.

Все перечисленные недостатки при- 40 водят к снижению выхода готового продукта, увеличению удельного расхода топлива на единицу готового продукта и на поддержание требуемой температуры в копильнике, снижению теплового КПД теплоутилизирующей установки, и, в целом, снижению производительности установки.

Цель изобретения — повышение производительности установки путем снижения потерь продукта, удельного расхода топлива и тепла отходящих газов.

Указанная цель достигается тем, что в установке для термохимической переработки минерального сырья, со55 держащей циклонную камеру с нижним выводом продукта и газа, тангенциально соединенную с цилиндрическим копильником расплава щелевидным пережимом, и теплоиспользующую установ-60 ку, ооединенную с копильником газо- . ходом, последний выполнен в виде арки и установлен тангенциально копильнику, а торцовые стенки копильника сопряжены с гаэоходом. 65

Кроме того, газоход выполнен расширяющимся в сторону теплоиспользующей установки.

Причем торцовые стенки копильника расположены под углом 105-120 к продольной оси щели пережима.

При этом внутренняя стенка гаэохода расположена под углом ?0-30 к вертикали.

Причем отношение меньшего радиуса газо.:ода к радиусу копильника составляет 0,5-0,7.

На фиг. 1 изображена установка для термохимической переработки минерального сырья, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1;

l на фиг. 3 — установка в аксонометрии.

Установка для термохимической переработки минерального сырья содержит двухсекционную циклонную камеру

1 с гарниссажной футеровкой 2, тангенциально соединЕнную с цилиндричес ким KofiHJIbHHKoM 3 расплава щелевидным пережимом 4, и внепечную теплоиспольэующую установку 5, соединенную с копильником 3 через газоход б Ко- пильника. Топливо-воздушная смесь и шихта поступают сверху через тангенциальный ввод 7, расплав выводится через летку 8.

Газоход 6 — в виде арки, установлен тангенциально копильнику и выполнен расширяющимся в сторону теплоиспользующей установки..

По условиям раскрытия струи газового потока внутренняя стенка газохода расположена под углом 20-30 о к теплоиспользующей установке. Наклон внутренней стенки меньше 20 и больше ЗОО приводит к тому, что создаются благоприятные условия для завихрения потока, .а следовательно, к потерям на сопротивление движению газового потока в установке.

По условиям сохранения выходных скоростей газового потока торцовые стенки копильника расположены под углом 105-120 к продольной оси щели пережима. Если торцовые стенки о наклонены под углом меньшим 105, возрастают скорости газового потока, что приводит к эрозионному износу поверхностей нагрева за счет удара высокоскоростной газовой струи. Если торцовые стенки копильника наклонены под углом, большим 120, ухудшается заполнение теплоиспользующей установки газом и снижается суммарный тепловой поток к конвективным поверхностям теплоиспольэующей установки.

Кривизна газохода копильника соответствует отношению меньшего радиуса гаэохода к радиусу копильника

0,5-0,7. Если отношение радиусов меньше 0,5- ухудшается сепарация частиц расплава и часть их уносится в теплоиспользующую установку. Если отношение радиусов больше 0,7 — су911104 жается проходное сечение газового потока, что приводит к увеличениям скоростей в этом сечении и аэродинамического сопротивления газохода.

Установка работает следующим образом. 5

Топливо-воздушная смесь и шихта поступают в верхнюю часть вертикальной двухсекционной циклонной камеры

1 через тангенциальные вводы 7. Большая часть шихты проходит обработку 10 в объеме камеры 1 и улавливается на ее стенках в виде расплава, который затем стекает через щелевидный пережим 4 в копильник 3 расплава. Меньшая часть шихты подхватывается газовым потоком и выносится в копильник

3. Вследствие того, что тангенциально установленный пережим 4 имеет щелевидную форму, газовый поток создает в копильнике расплава мощное центробежное силовое поле и потому частицы шихты, взвешенные в газовом потоке, сепарируются на стенки копильника. Газовый поток поступает в теплоиспользующую установку через газоход б, который способствует дополнительной сепарации шихты и части расплава и препятствует образованию настылей на стенках копильника 3.

Очищенные высокотемпературные газы поступают в теплоиспользующую установку 5, где происходит эффективное использование тепла отходящих газов ° Расплавленные продукты выводятся из копильника 3 через летку 8 и поступают на грануляцию.

Изобретение обеспечивает: двойное изменение направления газового потока, создающее дополнительные инерционные силы для отделения частиц расплава от газового потока; ликвидацию 40 теневого эффекта (излучения к теплоиспользующей установке) эа счет того, что газоход копильника выполнен в виде арки; вход плоского газового: потока направленным в нижнюю часть 45 теплоиспользующей установки, что приводит к равномерному и рассредоточенному теплообмену по фронту теплоиспользующей установки.

Предлагаемая установка повьыает производительность эа счет увеличения выхода продукта и теплового КПД теплоиспольэующей установки и снижения удельного расхода топлива.

Кроме. того, сокращаются производственные площади эа счет улучшения компоновки циклона с теплоиспольэующей установкой.

Формула изобретения

1. Установка для термохимической переработки минерального сырья, содержащая циклонную камеру с нижним выводом продукта и газа, тангенциально соединенную с цилиндрическим копильником расплава щелевидным пережимом, и теплоиспольэующую установку, соединенную с копильником газоходом, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности установки путем снижения потерь продукта, удельного расхода топлива и тепла отходящих газов, газоход выполнен в виде арки и установлен тангенциально копильнику, а торцовые стенки копильника сопряжены с газоходом.

2. Установка по п. 1, о т л и ч а-. ю щ а я с я тем, что гаэоход выполнен расширяющимся в сторону теплоиспользующей установки.

3. Установка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что торцовые стенки копильника расположены под углом

105-120ц к продольной оси щели пережима.

4. Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что внутренняя стенка газохода расположена под углом 20-30 к вертикали.

5. Установка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что отношение меньшего радиуса газохода к радиусу копильника составляет 0,5-0,7.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 401875, кл. F 21. В 15/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 478989, кл. F 27 В 15/00, 1973.

911104

Составитель И. Иноземцева

Техред Е.Харитончик Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Джуган

Заказ 1091/20 филиал tttltl Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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