PL185486B1 - Urządzenie do zasilania gazem reakcyjnym i materiałami stałymi zawiesinowego pieca do wytapiania - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do zasilania gazem reakcyjnym i materialami stalymi zawiesinowego pieca do wytapiania obejmujace przewody sluzace do po- dawania gazu reakcyjnego i materialów stalych do zawiesinowego pieca do wytapiania, w którym to urzadzeniu glówna czesc gazu reakcyjnego jest podawana do pieca poprzez kanal gazu reakcyjne- go otaczajacy kanal podawania materialów stalych, znamienne tym, ze w kanale gazu reakcyjnego (3), przy jego zakonczeniu znajdujacym sie od strony pieca zawiesinowego, zainstalowane sa ruchome, plaskie, pierscieniowe czlony regulacyj- ne ( 8) oparte o sciane kanalu powietrznego, i tym, ze czlony regulacyjne polaczone za pomoca pier- scienia napedowego (9) rozlozone sa wokól kanalu gazu reakcyjnego. F i g . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zasilania gazem reakcyjnym i materiałami stałymi zawiesinowego pieca do wytapiania.

Wynalazek znajduje zastosowanie w konstrukcji pieca zawierającego przewody służące do podawania gazu reakcyjnego i materiałów stałych, przy czym przynajmniej podstawowa część gazu jest podawana poprzez pierścieniowy kanał otaczający przewód podający do pieca materiały stałe.

Aby wytworzyć efektywną zawiesinę w zawiesinowym piecu do wytapiania, prędkość przepływu gazu reakcyjnego, niezależnie od fluktuacji występujących w masie materiału stałego, musi być utrzymywana zasadniczo na stałym poziomie. Jeśli na przykład ilość materiału stałego doprowadzana do pieca zawiesinowego z jakichś powodów zmniejszy się, ilość gazu reakcyjnego musi zmniejszyć się w podobny sposób. Gdy ilość gazu reakcyjnego zmniejsza się, zmniejsza się również jego prędkość, gdy nie zmienia się powierzchnia przekroju poprzecznego kanału gazu reakcyjnego. Prędkość przepływu gazu reakcyjnego jest ważnym czynnikiem w tworzeniu efektywnej zawiesiny, i dlatego prędkość przepływu gazu reakcyjnego w zawiesinowych piecach do wytapiania jest regulowana w różnoraki sposób.

W opisie patentowym USA nr 4331087 przedstawiono urządzenie do regulacji przepływu gazu reakcyjnego, w którym w celu uzyskania zadowalającej różnicy prędkości między gazem reakcyjnym i materiałem stałym, gaz reakcyjny wprawiany jest w silny ruch turbulentny, tak że gaz ten napotyka pierścieniowy przepływ materiału stałego pochodzącego z zewnątrz, wytworzony za pomocą zbieżnej stożkowej powierzchni ślizgowej, przy wykorzystaniu energii kinetycznej materiału stałego. Urządzenie do regulacji gazu przedstawione w omówionym opisie patentowym USA nr 4331087 odnosi się tylko do regulacji obiegu gazu reakcyjnego, i w związku

185 486 z tym nie może być stosowane do regulacji liniowej prędkości gazu, szczególnie w kierunku centralnej osi palnika.

W opisach zgłoszeniowych Finlandii nr 922 530 i 932 458 prędkość przepływu gazu reguluje się poprzez podział przepływu gazu do przestrzeni reakcyjnej pieca do wytapiania, na kilka przepływów pierścieniowych, tak że ilość przepływów o określonej prędkości jest określona poprzez regulowaną liczbę kanałów-. W ten sposób zależnie od dobranego natężenia przepływu i prędkości gazu, gaz jest rozdzielany w przestrzeni reakcyjnej promieniowo w zależności od rozkładu koncentratu.

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja urządzenia do zasilania gazem reakcyjnym i materiałami stałymi zawiesinowego pieca do wytapiania, obejmujące przynajmniej przewody służące do podawania gazu reakcyjnego i materiałów stałych do zawiesinowego pieca do wytapiania. W urządzeniu tym przynajmniej główna część gazu reakcyjnego jest podawana do pieca poprzez kanał gazu reakcyjnego otaczający kanał podawania materiałów stałych.

Istota wynalazku polega na tym, że w kanale gazu reakcyjnego, przy jego zakończeniu znajdującym się od strony pieca zawiesinowego, zainstalowane są ruchome, płaskie, pierścieniowe człony regulacyjne oparte o ścianę kanału powietrznego. Poza tym człony regulacyjne połączone za pomocą pierścienia napędowego, rozłożone są wokół kanału gazu reakcyjnego.

Korzystnie, pierścieniowe człony regulacyjne, stanowią pierścieniowe sektory, przy czym ilość członów regulacyjnych wynosi od 4 do 10 i zachodzą one częściowo jeden na drugi.

W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku, człony regulacyjne połączone są z ręcznym układem sterowania.

Można również zastosować urządzenie, w którym człony regulacyjne połączone są ze zdalnym układem sterowania.

W rozwiązaniu według wynalazku człony regulacyjne obejmują 20% - 100% powierzchni przekroju poprzecznego kanału gazu reakcyjnego

Zastosowanie urządzenia zgodnego z wynalazkiem powoduje wzrost energii turbulencji przepływu. Jednak ten wzrost energii nie osłabia impulsów przepływu gazu, ale ułatwia zmieszanie materiału stałego i gazu reakcyjnego i intensyfikuje reakcje zachodzące w piecu.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia korzystny przykład wykonania urządzenia według wynalazku w półprzekroju i półwidoku, fig. 2 - przykład z fig. 1 w dwu różnych pozycjach nastawienia, fig. 3 wykres zakresu działania przykładu z fig. 1.

Figura 1 przedstawia konstrukcje urządzenia zgodnego z wynalazkiem zainstalowanego na palniku koncentratu, w którym koncentrat podawany jest do pieca kanałami koncentratu 1. Można zastosować jeden, lub kilka kanałów koncentratu. Do komory powietrznej 2, przewodami 3 doprowadzany jest gaz procesowy, głównie powietrze wzbogacone w tlen. Można również zastosować jeden lub kilka przewodów gazu 3. Palnik koncentratu został wyposażony w centralną dyszę 4 i centralną lancę tlenową 5. Koncentrat podawany jest do przestrzeni reakcyjnej zawiesinowego pieca do wytapiania z kanału koncentratu otaczającego dyszę centralną poprzez otwór 6. Powietrze wzbogacone w tlen podawane jest poprzez jeden pierścieniowy kanał powietrzny otaczający kanał koncentratu i zakończony otworem 7. Regulator według wynalazku obejmuje zespół napędowy 10 zainstalowany na zewnątrz palnika, oś napędową 11 i ruchome człony regulacyjne 8 oparte o ścianę kanału powietrznego. Działanie zespołu napędowego może być regulowane albo ręcznie, albo za pomocą zdalnego sterowania. Ruch zespołu napędowego jest przetwarzany za pomocą przekładni zębatej na ruch obrotowy osi napędowej 11. Dalej ruch obrotowy osi napędowej 11 jest przetwarzany za pomocą przekładni zębatej w ruch obrotowy pierścienia napędowego 9, zainstalowanego wokół kanału powietrznego. Znajdujące się poniżej pierścienia napędowego 9 człony regulacyjne 8, połączone z kanałem powietrznym, obejmują kilka pierścieniowych sektorów, które z jednej strony połączone są przegubowo kanałem powietrznym, a z drugiej strony z pierścieniem napędowym 9. Ruch obrotowy pierścienia napędowego 9 wymusza przestawienie pierścieniowych sektorów 8 w kierunku ściany kanału powietrznego, i w tym przypadku powierzchnia przepływu w kanale przepływowym gazu reakcyjnego jest ograniczona, tak ze otwór przez

185 486 który podawany jest gaz zachowuje zewnętrzny obrys kołowy. Ruch obrotowy pierścienia napędowego 9 w przeciwnym kierunku, wymusza wysuwanie członów regulacyjnych 8 z kanału przepływu gazu reakcyjnego, tak że powierzchnia przepływu w kanale przepływu gazu reakcyjnego zwiększa się i prędkość przepływu gazu zmniejsza się.

Pozycja A na fig. 2 ilustruję taki przypadek, gdy człony regulacyjne 8 są w pełni otwarte, i gaz reakcyjny wypływa na zewnątrz z przestrzeni kanału przepływowego 12. Pozycja B przedstawia taki przypadek, gdy człony regulacyjne 8 znajdują się w pozycji dławienia przepływu gazu reakcyjnego w kanale przepływowym, tak że gaz reakcyjny przepływa tylko przez wolną powierzchnię przepływu kanału 12 .

Zgodnie z wynalazkiem, ilość sektorów pierścieniowych zastosowanych jako człony regulacyjne 8 może wynosić korzystnie na przykład 8 a rozpiętość sektora może wynosić 135°, iw tym przypadku sektory te zachodzą jeden na drugi i są usytuowane w trzech warstwach. Jednakże liczba sektorów może wynosić od 4 do 10, i w związku z tym rozpiętość odpowiednich sektorów może być zróżnicowana. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku zastosowano 4 sektory pierścieniowe, a rozpiętość każdego sektora wynosi 90°. W tym przypadku człony regulacyjne 8 instalowane są jeden obok drugiego i stykają się między sobą, na zasadniczo tym samym poziomie w stosunku do kanału przepływu gazu reakcyjnego.

Figura 3 przedstawia przykładowe rozwiązanie, w którym żądana prędkość przepływu w przestrzeni roboczej wynosi 100 m/s ± 20 m/s. Przy zastosowaniu regulatora zgodnego z wynalazkiem natężenie przepływu gazu zawiera się w zakresie 7200 - 48000 m³/h, podczas gdy bez stosowania regulacji osiąga jedynie zakres 3200 - 4800 m³/h. Gdy zastosuje się zdalne sterowanie, regulator może być połączony bezpośrednio z komputerem, który reguluje automatycznie prędkość przepływu, na przykład wtedy, gdy zmienia się ilość podawanych materiałów stałych.

185 486

185 486

hit].

185 486

Natężenie przepływu gazu (m³/h)

185 486

I

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (7)

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do zasilania gazem reakcyjnym i materiałami stałymi zawiesinowego pieca do wytapiania obejmujące przewody służące do podawania gazu reakcyjnego i materiałów stałych do zawiesinowego pieca do wytapiania, w którym to urządzeniu główna część gazu reakcyjnego jest podawana do pieca poprzez kanał gazu reakcyjnego otaczający kanał podawania materiałów stałych, znamienne tym, że w kanale gazu reakcyjnego (3), przy jego zakończeniu znajdującym się od strony pieca zawiesinowego, zainstalowane są ruchome, płaskie, pierścieniowe człony regulacyjne (8) oparte o ścianę kanału powietrznego, i tym, ze człony regulacyjne połączone za pomocą pierścienia napędowego (9) rozłożone są wokół kanału gazu reakcyjnego.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierścieniowe człony regulacyjne (8), stanowią pierścieniowe sektory.

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że ilość członów regulacyjnych wynosi od 4 do 10.

4. Urządzenie według zastrz. 1, albo 2, znamienne tym, że człony regulacyjne (8) zachodzą częściowo jeden na drugi.

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że człony regulacyjne (8) połączone są z ręcznym układem sterowania.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że człony regulacyjne (8) połączone są ze zdalnym układem sterowania.

7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 5, albo 6, znamienne tym, że człony regulacyjne (8) obejmują 20% - 100% powierzchni przekroju poprzecznego kanału gazu reakcyjnego.