RO117182B1 - Instalaţie de calcinare a cocsului, cu cuptor rotativ - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o instalaţie de calcinare a cocsului, cu un cuptor rotativ (1) care, în zona de ardere, are dispuse radial, în zidărie, nişte şicane refractare (3) pentru realizarea de suspensii de cocs (b) combustibile, prin contactul încărcăturii (a) în cădere cu aceste şicane (3) şi prin insuflarea de aer de combustie (c) prin arzătorul (5) dispus la baza cuptorului (1), aerul de combustie (c) fiind preîncălzit în prealabil într-un schimbător de căldură, tip serpentină (6), dispus în răcitorul rotativ (7), pentru cocsul incandescent.

Description

RO 117182 B

Invenția se referă la o instalație de calcinare a cocsului cu cuptor rotativ, utilizat pentru diferite tipuri de cocs: cocs de petrol, cocs metalurgic, antracit.

Sunt cunoscute instalațiile industriale pentru calcinarea cocsului în cuptoare rotative înclinate în care materia primă (cocs brut) parcurge lungimea cuptorului (50 60 m), trecând prin patru zone termice: preîncălzire, încălzire, calcinare și răcire, (I. H. Brunklaus - Cuptoare industriale, Ed. Tehnică, 1980).

în cadrul acestui proces se consumă o importantă cantitate de combustibil gazos sau lichid cu o energie termică specifică, de 300 - 400 cal/kg cocs calcinat. De asemenea, flacăra de combustie trebuie să aibă o lungime mare (20 - 30 m) pentru a realiza calcinarea la o distanță suficientă de capătul de evacuare al cuptorului în scopul producerii în timp a modificărilor fizico-chimice necesare în granulele de cocs.

Dezavantajele principale ale acestei instalații de calcinare a cocsului constau în consumul ridicat de combustibil și în dificultatea de a stabiliza flacăra în zona de calcinare la distanța optimă de capătul de evacuare, lucru ce impune ca aerul de combustie și combustibilul să fie introduse sub presiune ridicată. De asemenea, cocsul se evacuează din cuptor cu o temperatură ridicată [peste 100°C) fără a se realiza recuperarea eficientă a entalpiei acestuia.

Sunt cunoscute, de asemenea, instalații de calcinare a cocsului cu cuptor rotativ cu 6 arzătoare dispuse în carcasă pe toată lungimea cuptorului, alimentate cu gaz și aer de combustie, care în cazul alimentării în contracurent cu gazele de ardere este prevăzut și cu un arzător dispus central la baza cuptorului, arzător care are o țeavă centrală de insuflare pneumatică de praf de cărbune în cuptor, (US 3560346). Această instalație de calcinare a cocsului cu cuptor rotativ prezintă dezavantajul că praful de cărbune adițional necesar realizării arderii este adus din exteriorul încărcăturii propriu-zise.

Problema, care apare, constă în realizarea unei instalații de calcinare a cocsului cu cuptor rotativ, care pentru realizarea temperaturii de calcinare, să valorifice puterea calorică a prafului de cocs din încărcătură.

Instalația de calcinare a cocsului cu cuptor rotativ, conformă invenției, rezolvă această problemă prin aceea că, în zona de ardere, cuptorul rotativ este prevăzut cu niște șicane de antrenare a cocsului incandescent, astfel, încât prin căderea liberă a cocsului incandescent acesta să fie vânturat sub formă de suspensii de aerul de combustie insuflat în contracurent cu încărcătura, preîncălzit în prealabil, la circa 600°C cu un schimbător de căldură spiralat dispus în răcitorul rotativ de cocs incandescent, cu căldura preluată de la cocsul supus răcirii.

Instalația de calcinare a cocsului cu cuptor rotativ, conformă invenției, prezintă avantajul că permite valorificarea puterii calorice a prafului de cocs din încărcătură, pentru realizarea temperaturii de calcinare, recuperând și o parte din energia calorică a cocsului calcinat, cu realizarea unei importante economii de combustibil și a stabilizării zonei de calcinare. De asemenea, se reduce cu circa 75% consumul de apă de răcire a cocsului calcinat prin preîncălzirea cu acesta a aerului de combustie.

Invenția este prezentată, în continuare, printr-un exemplu de realizare, în legătură și cu fig. 1...4, care reprezintă:

- fig. 1, schema generală a cuptorului rotativ de calcinare, conform invenției;

- fig. 2, secțiune privind circulația normală a cocsului în interiorul cuptorului rotativ;

RO 117182 Β

- fig. 3, secțiune în zona de calcinare, prevăzută cu șicane;

- fig. 4, schema de încălzire a aerului de combustie în răcitorul rotativ, prin circulația forțată a aerului în schimbătorul de căldură tip serpentină.

Instalația de calcinare a cocsului, conform invenției, constă dintr-un cuptor 50 rotativ 1 ușor înclinat, căptușit cu cărămizi refractare 2, la interior.

Cocsul supus calcinării parcurge pe lungimea cuptorului zonele termice în următoarele succesiuni: zona de alimentare și preîncălzire I, la 500 - 600°C; zona de încălzire II, la circa 1000-1100°C; zona de calcinare și ardere a suspensiei de cocs III, la 1300 -1350°C și zona de răcire și evacuare a cocsului din cuptor IV, la 1000- 55

1100°C. în zona III, pe peretele interior cuptorul 1 sunt sunt dispuse niște șicane refractare 3 amplasate radial în zidăria cuptorului 1 în partea opusă arzătorului 5 montat în zona IV, care introduce în cuptorul 1 și un flux de aer de combustie c preîncălzit într-un schimbător de căldură 6, tip serpentină.

După parcurgerea lungimii cuptorului de calcinare, cocsul incandescent a se 60 deversează într-un răcitor metalic ușor înclinat, care se rotește pe niște role. în răcitor, pe suprafața cilindrică interioară, se află fixat schimbătorul de căldură 6, tip serpentină, prin care se suflă aerul de combustie c, care se încălzește, la circa 600°C.

Instalația de calcinare a cocsului în cuptor rotativ, conform invenției, funcționează în următoarele faze tehnologice: 65

- alimentarea cocsului brut a în cuptorul 1, în care datorită rotirii și înclinării axei față de orizontală, cocsul se deplasează într-o mișcare elicoidală, trecând prin zonele termice menționate;

- deplasarea cocsului a pe lungimea cuptorului se face în strat compact (fig. 2).

- când cocsul a ajunge în zona de calcinare (fig. 3) este ridicat prin impact 70 mecanic de șicanele 3 la partea superioară a secțiunii circulare a cuptorului, de unde cade liber formând suspensia b, moment în care se aprinde și arde parțial, cedând energia termică necesară procesului tehnologic;

Ca urmare a interacțiunii: aer preîncălzit - cocs incandescent în suspensie, se produce arderea intensă a particulelor mărunte din cocs, cu degajare de căldură pe 75 baza reacției:

C + 0₂(_aer) = C0₂ + 7000 kcal/kg masa stratului de cocs afaltă în suspensie se indică a fi, de 300 - 350 kg/m².

Masa stratului de cocs afaltă în suspensie se indică a fi, de 300 - 350 kg/m² 80 secțiune de cuptor 2, în funcție de granulația cocsului.

Cantitatea de cocs care arde în zona de calcinare se reglează prin debitul de aer de combustie insuflat în cuptor.

Aerul de combustie c insuflat prin arzătorul 5 se preîncălzește, la circa 600°C, în schimbătorul tip serpentină 6 amplasat în răcitorul rotativ 7, prin care circulă în 85 contracurent, cocsul calcinat, cu temperatura de intrare,de peste 1000°C, (fig. 4).

Dimensionarea schimbătorului de căldură se face,conform calculului clasic de schimb de căldură, cunoscându-se elementele debitului și presiunea aerului de combustie, temperatura aerului preîncălzit, debitul șii temperatura medie a cocsului calcinat ce trece printre spirele schimbătorului din răcitor. 90

Claims (1)

1 a

RO 117182 B

Intrarea și ieșirea aerului de combustie în și din schimbător se face în zona axială a răcitorului, în scopul realizării unei etanșări corecte între țeava schimbătorului aflat în rotație și elementele statice de legătură pentru insuflarea și preluarea aerului de combustie de la ventilator, către arzătorul 5.

Revendicare

Instalație de calcinare a cocsului cu cuptor rotativ (1) și răcitor rotativ (7), cu circulația încărcăturii [a] în contracurent cu aerul de combustie (c) trimis preîncălzit 100 printr-un arzător (5), dispus la capătul cald al cuptorului [1] și cu utilizarea de praf de cărbune pentru suplimentarea combustibilului necesar arderii, caracterizată prin aceea că pentru utilizarea puterii calorice a suspensiilor încărcăturii de cocs [a] arse cu aerul de combustie (c), pe partea interioară cuptorului (1], în zona de calcinare, sunt dispuse niște șicane refractare (3), amplasate radial în zidăria cuptorului (1) 105 pentru formarea de suspensie (b) prin contactul încărcăturii (a) cu aceste șicane, iar pentru preîncălzirea aerului de combustie (c), la circa 6OO°Cîn răcitorul rotativ (7), pentru cocsul incandescent, este dispus un schimbător de căldură, tip serpentină (6).

Președintele comisiei de examinare: ing. Anghel Radu

Examinator: ing. Arghirescu Marius