Способ тепловой обработки мелкозернистого полидисперсного материала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11951050

J (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

f5)) М. Кд.з (22) Заявлено 23. 01.81 (21) 3240435/29-33 с присоединением заявки М—

F 27 В 15/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 66. 041. . 53 (088. 8) Опубликовано 15.0882. Бюллетень Й9 30

Дата опубликования описания 15. 08. 82

В. Н . Бойко A. В. Петровский, В. М. Пчел

В. Б. Исполатов и О. Г. Федоров (72) Авторы изобретения

Днепропетровский ордена Трудового Красно металлургический институт (71) 3 а яв итель (54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

МЕЛКОЗЕРНИСТОГО ПОЛИДИСПЕРСНОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к производству строительного материала, а бо-; лее конкретно к способу тепловой обработки мелкозернистого полидисперс-: ного материала, например известняка, и может быть использован в металлургической, химической и других областях промыэтенности.

Известен способ обработки. материала, включающий подачу материала в вихревой поток теплоносителя с последующей передачей в теплоноситель, движущийся в противотоке и .прямато. ке с материалом (1).

К недостаткам этого способа следует отнести то, что он обеспечивает равномерную обработку материала только в узком фракционном диапазоне

0,1 мм, расширение фракционного диапазона ебрабатываемого материала приводит к неравномерной обработке всех фракций материала, низкому качеству обжига наиболее крупных фракций и повышению энергозатрат в про. тивоточно-прямоточной камере для транспорта наиболее крупных частиц газовзвеси.

Наиболее близким к изобретению является способ тепловой обработки мелкозернистого полилисперсного материала, например известняка, путем подачи его в вихревой поток теп лоносителя с последующим преобразова5 нием потока газовзвеси в прямолинейный и направленный навстречу газовому потоку дополнительного теплоносителя, движущегося в противотоке и прямотоке с материалом и динамическое давление которого в сечении вво-, да потока газовзвеси в поток дополнительного теплоносителя не превышает кинетической энергии мелких частиц газовэвеси 1.2).

K недостаткам такого способа сле дует отнести повышенные энергоэатраты в связи с необходимостью организации потока теплоносителя, динамическое давление которого в начальном сечении должно превышать кинетическую энергию крупных частиц, невозможность получения высококачественного обжига полидисперсного материала .в широком фракционном диапазоне (от 0 до 3 MM) с высокой реакционной способностью, применение способа целесообразно только для узкого фракционного состава

0-1 мм. Кроме того, для равномерной обработки материала (известняка) температуру теплоносителя, движущегося в противотоке и прямотоке с матери951050 алом, необходимо поддерживать значительно выше температуры обжига материала, что ведет к повышенным потерям тепла с отходящими дымовыми газами, увеличивает их объем и усложняет организацию улавливания готовОго про- 5 дукта.

Целью изобретения является расширение фракционного диапазоне обрабатываемого материала и повышение степени его обжига. 30

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу тепловой обработки мелкозернистого полидиспврсного материала, преимущественно известняка, н аппарате с вихревой камерой и камерой выдержки путем подачи его в вихревой поток теплоносителя с последующим преобразованием потока газовзвеси в прямолинейный и направлен-. ный навстречу газовому потоку дополнительного теплоносителя, движущегося н противопотоке и прямотоке а.материалом и динамическое давление которо го в сечении ввода потока газовзвеси н поток дополнительного теплоносителя не превышает кинетической энергии мелких частиц газовзвеси, динамическое давление потока дополнительного теплоносителя в месте его ввода создают меньше кинетической энергии частиц фракции 1-3 мм газовзвеси, З0 при этом отсепарированные частицы фракции 1-3 мм выдерживают в течение

0,5-7 мин в камере выдержки.

Минимальный размер частиц {1 мм), 35 подвергающихся сепарации и выдержке, обусловлен тем, что частицы этого размера невозможно обрабатывать с достаточно высокой степенью обжига в вихревом потоке теплоносителя и по- 40 тока дополнительного теплоносителя, движущегося в противотоке и прямотоке с материалом. Максимальный размер частиц обрабатываемого материала 3 мм), подвергающихся сепарации и 45 выдержке, выбран из условий технологии использования извести в аглопроцессе, а именно равномерностью фракционного состава компонентов аглошихты (известь с содержанием фракций более 3 мм необходимо подвергать дополнительнбму дроблению перед вводом в аглошихту во избежание образования "беляков" в агломерате, снижающих,его качество). Нижний предел времени выдержки (0,5 мин) обрабатываеглого материала выбран из условий завершения процесса термообработки отсепарированных частиц размером 3 мм.

Верхний предел времени выдержки (0,7 мин) обрабатываемого материала 60 обусловлен исключением переобжига отселарированных частиц размером 1 мм

На чертеже представлена схема, поясняющая сущность предлагаемого способа. 65

Схема содержит вихревую камеру 1, участок 2 преобразования вихревого потока в прямолинейный, камеру 3 с противоточным и tIpHMQIo÷íûì движением теплоносителя и глатериала, камеру выдержки 4 с частицагли обрабатынаемого материала фракций 1-3 мм.

Весь материал загружают через ввод 5 в вихревую камеру 1, где его обрабатывают в вихревом потоке теплоносителя, подаваемого через вводы b.

Вихревой поток газовзвеси на участке 2 преобразуют в прямолинейный и направляют навстречу потоку 7 другого дополнительного теплоносителя, подаваемого в камеру 3 снизу. При проникновении в поток этого теплоносителя скорость крупных частиц гаэовзвеси уменьшается. Кинетическая энергия частиц газонзвеси тем больше, чем они крупнее, поэтому проникновение во встречный. поток 7 теплоносителя и, следовательно, продолжительность обработки различная для различных фракций глатерИала. Чем крупнее частицы, тем глубже они проникают во встречный поток и тем дольше обрабатываются.

Однако глубина проникновения частиц связана со степенью обработки не прямо пропорционально, поэтому частицы фракций 1-3 мм не успевают обрабатываться до нужной степени обжига. Час.тицы фракций 0-1 мм, обработанные в вихревой камере 1 и камере 3 до необходимой степени, выносятся восходящим потоком теплоносйтеля через патрубки 8 камеры 3, Частицы фракций

1-3 мм, кинетическая энергия которых больше динамического давления потока

7 теплоносителя в месте внода, сепарируются в камере выдержки 4. В камере 4 частицы выдерживают некоторое время за счет создания плотного слоя.

Нри выдержке частиц материала фракций 1-3 мгл продолжается процесс их термообработки, вызванный теплопровод ностью внутри самих частиц и передачей тепла в слое от одной частицы, более горячей, другой — менее горячей

Кроме того, частицы подвергаются термообработке в камере выдержки 4 за счет излучения тепла потоком 7 теплоносителя. Это позволяет обрабатывать частицы фракций 1-3 с высокой степенью обжига. Выгрузка материала производится через патрубок 9.

Пример. Мелкозернистый полидисперсный материал, известняк, фракций 0-3 мм в количестве 1,0 т/ч загружают в вихреную камеру, куда подают продукты сгорания природного газа. Вихревой оток газовзвеси преобразовываются в прямолинейный и чаправляется навстречу потоку дополнительного теплоносителя — также продуктам сгорания природного газа. Расход природного газа на вихревую камеру

63 м /ч, на противоточно-пряглото ную

951050 за счет чего снижаются энергозатрагы, дообрабатынать материал фракций

1-3 мм за счет теплопроводности самих частиц и лучистой энергии потока теплоносителя, подаваемого в противоточно-прямоточную камеру, что позволяет снизить температуру в противоточно- прямоточной камере на 150-2204С.

Внедрение изобретения в условиях аглофабрики НКГОКа за счет повышения g =тепени обжига известняка широкого фракционного диапазона с высокой реакционной способностью позволяет уменьшить содержание мелочи в агломерате на 1%. В свою очередь, уменьшение мелочи в шихте доменной печи на 1% ведет к снижению расхода кокса в среднем на 0,55% и увеличению произ;водительности доменной печи в среднем

4а 0,55%. В результате этого экономический эффект составляет э =л(с - с ), где A — годовой объем производства чугуна из агломерата повышенного качества, 3,1 млн.т1

С вЂ” ceбестоимость продукции до

25 внедрения. мероприятия, 51,16 р/т;

С вЂ” себестоимость продукцйи пос2. ле внедрения мероприятия, 50,31 р/т

30 З = 3 1 (51 61 50,31) = 2 64млн руЪ ания частиц

0 4

0,5

0,6

Степень обяига фракций, 4

Реакционная способность (время гашения), мин

Удельный расход тепла, кДя/кг

Сопротивление противоточнопрямоточной камеры, Па температура в камерах, С

0-1 мм 1-3 мм обшая противоточнопрямоточ ной вихре вой

0-1 1-3

64,1

85,0

74,6

0,46 1,13 6285

1200 1200

1210 1200

1205 1210

1210 1200

1200 1210

1200 1350

1200 1420

85,2

85 ° 3 85,2

85,8 85,4

0,48 0,51 6285

385

85,1

0,48 0 ° 54 6285

0,47 0,52 6285

0i49 2,31 6285

0,49 2,43 6285

395

85 1

86уб 85,8

0 7

390

86,1 85,5

36р8 60,& 85,2

0,8

385

85 0

550

85,2

67,0

76,1

0,48 2,29

6804

735

Способ тепловой обработки мелкозернистогоо полидисперс ного материала, поеимущественно изнестняка, в аппарате с нихревой камерой и камерой выдержки путем подачи его в вихревой по- Я ток теплоносителя с последующим пре- образованием потока газонзнеси в прямолинейный и направленный навстречу газовому потоку дополнительного теплоносителя, движущегося н,противото- 05

34 м3/ч. Частицы газонзнеси фракций

0-1 мм после обработки в вихревом потоке и во встречном потоке теплоносителя удаляются из противоточно-прямоточной камеры восходящим потоком и осаждаются в систему улавливания готового продукта. Частицы газовзвеси крупностью 1-3 мм сепарируют н камеру выдержки, где их выдерживают

0,4-0,8 мин. Здесь материал подвергается дополнительной термообработке лучистой энергией потока теплоносителя, подаваемого н противоточно-прямоточную камеру. Из камеры выдержки обработанный материал выгружают и направляют в технологический цикл вместе с частицами фракций 0-1 мм (в систему подготовки шихты для агломерационного производства).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Нредлагаемый способ позволяет расширить фракционный диапазон обрабатываемого материала с 0-1 мм до

0-3 мм с равномерным обжигом всех фракций повысить степень обжига частицобрабатываемого материала фракций 1-3 мм от 36,8-67% до 85%, снизить гидравлическое сопротивление противоточно-прямоточной камеры на

29-47% (при обработке материала тех же фракций по известному способу), ь

Формула изобретения ке и прямотоке с материалом и динамическое данление которого в сечении ввода потока газовзнеси в поток дополнительного теплоносителя не превышает кинетической энергии мелких частиц газовзвеси, отличающийся тем, что,с целью расширения фракционного диапазона обрабатываемого материала и повышения степени его обжига, динамическое давление потока дополнительного теплоносителя в месте его ннода создают меньше кинетической энергии

951050

Составитель N. Хитрова

Редактор A.. Гулько ТехредМ.Гергель . Корректор М. Коста

Заказ 5927/43 . Тираж 645 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. проектная, 4 частиц фракции 1-3 мм газовзвеси, при этом отсепарированные частицы фракции 1-3 мм выдерживают в течение

0,5-7 мин в камере выдержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 630509, кл. F 27 В 15/00, 1972.

2 . Авторское св идетельс тв о СССР

Р 393562, кл. F 27 В 15/00, 1968

5 (прототип) Ф