RU2059956C1

RU2059956C1 - Double-drum type furnace

Info

Publication number: RU2059956C1
Application number: RU92011438A
Authority: RU
Inventors: В.И. Цветков; В.П. Голубев; Ю.И. Максимов; В.М. Мухин; А.Н. Тамамьян
Original assignee: Дзержинское производственное объединение "Заря"
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: production of active coals, sintering of granulated materials in electric coal and graphite processing industry, construction and other branches of industry. SUBSTANCE: double-drum type furnace for carbonization of carbonaceous materials has rotary drums positioned one above the other at an angle to horizontal plane and provided with inlet and outlet branch pipes, burner unit 8, transfer chamber 9 and gas-duct connecting charging head 5 of upper drum 3 and discharge head 14 of lower drum 10. Afterburning chamber 15 is positioned on lower drum discharge head. Gas-duct has gas supply branch pipes defining auxiliary afterburning chamber 18. Total section area of afterburning chambers 15 and 18 is 1.5-2.2 of section area of drum inlet branch pipes. EFFECT: increased efficiency and strength of products carbonized by efficient recycling of waste gas heat. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству активных углей и может быть использовано для обжига зернистых материалов в различных отраслях промышленности. The invention relates to the production of activated carbon and can be used for firing granular materials in various industries.

Известна барабанная печь для обжига зернистого материала, содержания удлиненный барабан с огнеупорной футеровкой, вращающийся относительно продольной оси и имеющий входной и выходной патрубки, причем горелочное устройство расположено со стороны загрузочной головки барабана эксцентрично относительно продольной оси печи, а разгрузочное устройство расположено на противоположном конце [1]
Недостатком известной печи является большой расход топлива (природного газа, мазута) на тонну обрабатываемого материала, а также невозможность пиролиза (карбонизации) материалов с большим содержанием летучих веществ.A known drum furnace for firing granular material, containing an elongated drum with a refractory lining, rotating relative to the longitudinal axis and having an inlet and outlet pipe, the burner device being located eccentrically from the drum loading head relative to the longitudinal axis of the furnace, and the unloading device located at the opposite end [1 ]
A disadvantage of the known furnace is the high fuel consumption (natural gas, fuel oil) per ton of processed material, as well as the impossibility of pyrolysis (carbonization) of materials with a high content of volatile substances.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является двухбарабанная печь, содержащая установленные друг над другом под углом в горизонтали вращающиеся барабаны с входными и выходными патрубками, горелочное устройство, пересыпную камеру и газоход, соединяющий загрузочную головку верхнюю барабана и разгрузочную головку нижнего барабана [2]
Недостатком известной печи является низкая степень использования тепла отходящих газов, а также низкие прочностные свойства термообработанного материала, особенно в случае карбонизации угольно-смоляных гранул, так как конструкция печи предназначена для вспучивания обрабатываемого материала, а не его уплотнения.Closest to the invention in terms of technical nature and the technical result achieved is a double-drum furnace containing rotating drums mounted one above the other at an horizontal angle with inlet and outlet nozzles, a burner, a transfer chamber and a gas duct connecting the loading head of the upper drum and the unloading head of the lower drum [2]
A disadvantage of the known furnace is the low degree of utilization of the heat of the exhaust gases, as well as the low strength properties of the heat-treated material, especially in the case of carbonization of coal-tar granules, since the design of the furnace is designed to expand the material being processed, and not its compaction.

Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств карбонизованных продуктов (гранул, зерен и т.п.) за счет эффективного использования тепла отходящих газов на двухбарабанной печи карбонизации. The technical result of the invention is to increase the strength properties of carbonized products (granules, grains, etc.) due to the efficient use of heat of exhaust gases in a double-drum carbonization furnace.

Указанный технический результат достигается тем, что известная двухбарабанная печь, содержащая установленные друг над другом под углом к горизонтали вращающиеся барабаны с входными и выходными патрубками, горелочное устройство, пересыпную камеру и газоход, соединяющий загрузочную головку верхнего барабана и разгрузочную головку нижнего барабана, снабжена камерой догорания, установленной на загрузочной головке нижнего барабана, а газоход выполнен с патрубками для подвода воздуха с образованием дополнительной камеры догорания, при этом площадь поперечного сечения камер догорания составляет 1,5-2,2 площади поперечного сечения входных патрубков барабанов. The specified technical result is achieved by the fact that the known double-drum furnace, containing rotating drums mounted on top of each other at an angle to the horizontal, inlet and outlet pipes, a burner, a transfer chamber and a gas duct connecting the loading head of the upper drum and the unloading head of the lower drum, is equipped with an afterburner installed on the loading head of the lower drum, and the gas duct is made with nozzles for supplying air with the formation of an additional afterburner, when th cross-sectional area of the afterburning chambers 1.5-2.2 cross sectional area of inlets drums.

На чертеже приведен общий вид двухбарабанной печи. The drawing shows a General view of a double-drum furnace.

Двухбарабанная печь, преимущественно для карбонизации углеродсодержащих материалов, содержит элеватор 1, транспортер-питатель 2, верхний барабан 3 (барабан карбонизации) с входным патрубком 4 и загрузочной головкой 5 и с выходным патрубком 6 и разгрузочной головкой 7, горелочное устройство 8, пересыпную камеру 9, нижний барабан 10 (барабан карбонизации) с входным патрубком 11 и загрузочной головкой 12 и с выходным патрубком 13 и разгрузочной головкой 14. A double-drum furnace, mainly for carbonization of carbon-containing materials, contains an elevator 1, a conveyor feeder 2, an upper drum 3 (a carbonization drum) with an inlet pipe 4 and a loading head 5 and with an outlet pipe 6 and an unloading head 7, a burner device 8, a transfer chamber 9 , the lower drum 10 (carbonization drum) with an inlet pipe 11 and a loading head 12 and with an output pipe 13 and a discharge head 14.

Печь снабжена камерой 15 догорания, установленной на загрузочной головке 12 нижнего барабана 10 и соединенной с котлом-утилизатором 16, а также вентилятором-дымососом 17. Газоход, соединяющий загрузочную головку 5 верхнего барабана 3 и разгрузочную головку 14 нижнего барабана 10, выполнен с патрубками для подвода воздуха с образованием дополнительной камеры 18 догорания. Площадь поперечного сечения камер догорания составляет 1,5-2,2 площади поперечного сечения входных патрубков барабанов. The furnace is equipped with an afterburning chamber 15 mounted on the loading head 12 of the lower drum 10 and connected to the recovery boiler 16, as well as a fan-exhaust fan 17. The gas duct connecting the loading head 5 of the upper drum 3 and the discharge head 14 of the lower drum 10 is made with nozzles for air supply with the formation of an additional chamber 18 afterburning. The cross-sectional area of the afterburners is 1.5-2.2 cross-sectional areas of the inlet nozzles of the drums.

Верхний барабан 3 имеет привод 19 вращения, а нижний барабан 10 привод 20 вращения. Оба барабана карбонизации верхний барабан 3 и нижний барабан 10, их загрузочные и разгрузочные головки, обе камеры догорания и котел-утилизатор футерованы огнеупорным кирпичом. The upper drum 3 has a rotation drive 19, and the lower drum 10 has a rotation drive 20. Both carbonization drums, upper drum 3 and lower drum 10, their loading and unloading heads, both afterburning chambers, and the recovery boiler are lined with refractory bricks.

Вращающаяся печь, преимущественно для карбонизации углеродсодержащих материалов, работает следующим образом. A rotary kiln, mainly for carbonization of carbon-containing materials, operates as follows.

С помощью электромоторов (на чертеже не показаны), через приводы 19 и 20 приводятся во вращение верхний 3 и нижний 10 барабаны карбонизации. Включается вентилятор-дымосос 17. В горелочное устройство 8 подается природный газ и осуществляется его горение. Обрабатываемый материал (зерна и гранулы) элеватором 1 подаются на транспортер-питатель 2, откуда поступают в загрузочную головку 5 верхнего барабана 3 карбонизации, проходят его противотоком топочным газам и попадают в разгрузочную головку 7 при 400-450^оС, откуда через пересыпную камеру 9 поступает в загрузочную головку 12 нижнего барабана 10 карбонизации, проходят его и через разгрузочную головку 14 при 600-800^оС поступают в охлаждающий барабан, где охлаждаются до 60-100^оС и направляются на активацию. Движение материала показано сплошной стрелкой.Using electric motors (not shown), the upper 3 and lower 10 carbonization drums are driven through the drives 19 and 20. The fan-smoke exhauster 17 is turned on. Natural gas is supplied to the burner 8 and its combustion is carried out. Processed material (grains and pellets) fed to the silo 1-feeder conveyor 2, which come into the charging head 5 of the upper drum 3 carbonation tested its counter flue gases and fall into the discharge head 7 at 400-450 ^{° C,} whence through and mixing chamber 9 enters into the charging head 12 of the lower drum 10 carbonation and pass it through the discharge head 14 at 600-800 ^C. enter the cooling drum, where they are cooled to 60-100 ^{° C} and sent for activation. The movement of the material is shown by a solid arrow.

Топочные газы, образующиеся в горелочном устройстве 8, через выходной патрубок 6 поступают в верхний барабан 3 карбонизации, проходят его противотоком, нагревая обрабатываемый материал, из которого выделяется часть летучих веществ, имеющих высокую теплотворную способность. Летучие вещества вместе с топочными газами поступают через входной патрубок 4 в газоход, а затем в камеру 18 догорания, куда подается воздух, и за счет горения летучих веществ температура газов поднимается до 1800^оС. Продукты сгорания, образующиеся в камере 18 догорания, поступают в выходной патрубок 13 нижнего барабана 10 карбонизации, проходят его противотоком к материалу и через входной патрубок 11 направляются в камеру 15 догорания и затем в котел-утилизатор 16. Движение газов показано пунктирной стрелкой.The flue gases generated in the burner 8, through the outlet pipe 6 enter the upper carbonization drum 3, pass it countercurrently, heating the processed material, from which some of the volatile substances with high calorific value are released. Volatiles together with flue gases coming through the inlet 4 into the gas duct, then in afterburner chamber 18 where the air is supplied, and due to combustion of volatile substances gas temperature rises to 1800 ° ^C. The combustion products formed in the afterburner chamber 18, come into the outlet pipe 13 of the lower carbonization drum 10 passes countercurrently to the material and is sent through the inlet pipe 11 to the afterburning chamber 15 and then to the waste heat boiler 16. The gas movement is shown by the dashed arrow.

В настоящей двухбарабанной печи в горелочном устройстве 8 сжигают такое количество газа, которое обеспечивает постепенный нагрев карбонизуемого материала от 50^оС во входном патрубке 4 до 400-450^оС в выходном патрубке 6. Одновременно из гранул выделяется основная масса горючих летучих веществ, имеющих высокую теплотворную способность до 2000 Ккал/моль, и их дожигание осуществляется в камере догорания 18, а ввод воздуха осуществляется через патрубки в газоходе.In this two-drum furnace in the burner 8 is combusted amount of gas which provides a gradual heating of the carbonation material is from 50 ^{° C} in the inlet pipe 4 to ^about 400-450 C in the outlet conduit 6. Simultaneously released from the beads bulk combustible volatile substances, having high calorific value up to 2000 Kcal / mol, and their afterburning is carried out in the afterburner 18, and air is introduced through the pipes in the duct.

Соотношение поперечного сечения площадей камер 15 и 18 и входных патрубков 4 и 11 барабанов 3 и 10 обеспечивает как наиболее полное сжигание выделяемых при карбонизации горючих летучих веществ и пылевидных частиц, образуемых при прохождении частиц (гранул) по барабану, так и оптимальный режим скорости газового потока, а значит скорости нагрева материала. The ratio of the cross-sectional areas of the chambers 15 and 18 and the inlet nozzles 4 and 11 of the drums 3 and 10 provides both the most complete combustion of combustible volatile substances and dust-like particles produced during the carbonization of particles (granules) passing through the drum, and the optimal gas flow rate , which means the heating rate of the material.

В результате многочисленных экспериментов установлено, что при соотношении площади поперечного сечения камер догорания и входных патрубков барабанов, равной 1,5-2,2, наблюдается наивысшая прочность гранул. Установлено также, что при указанном соотношении скорость нагрева материала находится в интервале 10-20^оС/мин, чем объясняется достигаемая высокая прочность гранул.As a result of numerous experiments, it was found that with a ratio of the cross-sectional area of the afterburning chambers and the inlet nozzles of the drums equal to 1.5-2.2, the highest granule strength is observed. It was also found that the ratio of said rate of heating of the material is in the range ^of 10-20 C / min, which explains the high strength attained granules.

В таблице приведены результаты экспериментов по влиянию соотношения площадей на прочность гранул. The table shows the results of experiments on the effect of the ratio of areas on the strength of the granules.

Как следует из данных таблицы, оптимальным является соотношение площадей 1,5-2,2. As follows from the table, the optimal ratio of the areas of 1.5-2.2.

В двухбарабанной печи карбонизации таким образом осуществляется полное использование тепла отходящих из верхнего барабана 3 карбонизации газов для дальнейшем тепловой обработки материала в нижнем барабане 10 карбонизации, а также повышается срок службы и эффективность работы котла-утилизатора 16. Thus, in the double-drum carbonization furnace, the heat of the gases leaving the upper drum 3 of carbonization is fully utilized for further heat treatment of the material in the lower carbonization drum 10, and the service life and efficiency of the recovery boiler 16 are also increased.

Проведение карбонизации угольно-смоляных гранул на двухбарабанной печи позволяет снижать содержание летучих веществ в материале на 4-6 мас. увеличить эффективность использования тепла отходящих газов на 400-600 Ккал/ч и повысить прочность гранул по ГОСТ 16188-70 на 6-10%
Таким образом, использование двухбарабанной печи предложенной конструкции в производстве активных гранулированных углей позволяет получить значительный экономический эффект.Carbonization of coal tar granules on a double-drum furnace allows to reduce the content of volatile substances in the material by 4-6 wt. increase the efficiency of heat utilization of exhaust gases by 400-600 Kcal / h and increase the strength of granules according to GOST 16188-70 by 6-10%
Thus, the use of a double-drum furnace of the proposed design in the production of active granular coals allows you to get a significant economic effect.

Claims

DOUBLE DRUM FURNACE mainly for carbonization of carbon-containing materials, containing rotating drums mounted on top of each other at an angle to the horizontal, inlet and outlet nozzles, a burner, a transfer chamber and a gas duct connecting the loading head of the upper drum and the unloading head of the lower drum, characterized in that it is provided afterburner mounted on the boot head of the lower drum, and the gas duct is made with nozzles for supplying air with the formation of additional of the combustion chamber, while the cross-sectional area of the combustion chambers is 1.5 to 2.2 of the cross-sectional area of the inlet nozzles of the drums.