SU1127904A1 - Способ отоплени печи ступенчато-взвешенного сло дл термической обработки сыпучих материалов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПЕЧИ СТУПЕНЧАТО-ВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий раздельную подачу в печь газообразного и -твердого топлива, сжигание части газообразного топлива вне печи с последующим вводом в нее продуктов горени , сжигание газоугольной смеси непосредственно в объеме агрегата и. отвода отработанных газов, о т л и чающийс  тем, что, с целью стабилизации горени  газоугольной смеси на заданных участках печи и интенсификации процессов сушки и подогрева материала,.на первом по ходу материала р ду отапливаемых зон формируют техшовую завесу посредством внепечного сжигани  топлива и подачи в печь продуктов горе ,ни  с температурой 1050-1200с и начальным количеством движени , равным 0,6-0,8 от начального количества жени  струй предыдущих р дов фурм, при этом -газоугольную смесь последующих р дов фурм с горизонтальной скоростью движени  угольных частиц, равной 0,6-2,0 м/с, зажигают от g струйной тепловой завесы и сжигают в концевой части печи. Is9 СО

Description

I . Изобретение относитс  к подготов ке железорудного сырь  в черной металлургии, а именно к восстановительному обжигу железных руд. Известны способы отоплени  печи ступенчато-взвешенного сло  дл  тер мической обработки сыпучих материалов , включающие раздельную подачу в печь газообразного и твердого топ лива, сжигание газоугольной смеси н посредственно в объеме агрегата и о |вод отработанных газов ij. Недостатками этих способов  вл ютс  отсутствие стаб1шизирующих горение устройств и, как следствие, хаотическое со значительными пульсаци ми сжигание газообразного топлива , возможность захвата отход щими газами природного газа, перемещение его с ними в головную часть печи и накопление в ней, в результате чего в головной части печи периодически происход т хлопки, понижакицие работоспособность оборудовани , в особенности кладки, и повьшающие нестационарность процесса, .и, кроме того затруднени  с формированием газовой фазы в зоне частичного восстановлени  из-за неорганизованных оттоков из нее части сжигаемого топлива. Перечисленные недостатки частично устран ютс  при сжигании части газообразного топлива вне печи. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ отоп лени  печи ступенчато-взвешенногб сло  дл  термической обработки сыпучих материалов, включающий раздельную подачу в печь газообразного и твердого топлива, сжигание части газообразного топлива вне печи с последующим вводом в нее продуктов горени , сжигание газоугольной смеси непосредственно в объеме агрегата и отвод отработанных газов iz . Недостатками известного способа  вл ютс  уменьшение количества газа, сжигаемого непосредственно в объеме печи в соне частичного восстановлени , в результате количество внутрен них микроисточников тепла в слое снижаетс , следовательно,, понижаетс  эффективность развити  процессов теп ло- и массопереноса и падает удельна  производительность агрегата. Кроме того, сжигание топлива в компенсационных , камерах при ограничен04 по технологии температурах ) возможно только при высоких коэффициентах избытка воздуха (свыше 2,5 ). В результате в печь попадает добавочное «количество окислител , создание в ней восстановительной атмосферы усложн етс  и ухудшаетс  качество готовой продукции . Причем сжигание топлива непосредственно в гpeбk x ступенчатого пода печи приводит к его перегреву вследствие лучистой теплоотдачи от гор щего факела (до температур, превьппающих ). В результате на поде печи образуютс  спеки и настыihH и прекращаетс  нормальное передвижение материала,, кроме того, существенно падает стойкость пода печи. Причем сложность исполнени  компенсационных камер в гребн х ступенчатого пода печи и необходимость установки их в значительном числе усложн ет конструкцию и работоспособность агрегата. Кроме того, по известному способу отсутствуют методы интенсификации процессов сушки и подогрева материала.. Целью изобретени   вл етс  стабилизаци  горени  газоугольной смеси на заданных участках печи и интенсификаци  процессов сушки и подогрева материала. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способулотоплени  печи ступенчато-взвещенного сло  дл  термической обработки сьтучих материалов , включающему раздельную подачу в печь газообразного и тверщого топлива, сжигание части газообразного тоцлива вне печи с последующим вводом в нее продуктов горени , сжигание газоугольной смеси непосредственно в объеме агрегата и отвод отработанных газов, на первом по ходу материала р ду отапливаемых зон формируют тепловую завесу посредством внепечного сжигани  топлива и подачи в печь продуктов горени  с температурой 1050-1200 с и начальным количеством движени , равным 0,6-0,8 от начального количества движени  струй праедьщущих р дов фурм, при этом газоугольную смесь последующих р дов фурм с горизонтальной скоростью движени  угольных частиц, равной 0,6-2,0 м/с, зажигают от струйной тепловой завесы и сжигают в концевой части печи.

На чертеже представлена печь ступенчато-взвешенного сло  с камерой довосстановлени , продольньш разрез.

Известные печи ступенчато-взвешенного сло  (СВС) работают при ежиfании смеси твердого и газообразного топлива непосредственйо в объеме печи. Причем, если твердое топливо подаетс  вместе с потоком руды и последовательно проходит все технрло гические зоны (сушка, подогрев, частичное восстановление), то газообразное - только зоны подогрева и частичного восстановлени . По технологии процесса высокие температуры внутри печи .(свьше ), обеспечивающие зажигание газоугольной смеси, формируют только в зонах подогрева и частичного восстановлени . Зона сушки отапливаетс  за счет обратного пото- ка газов и темпераутра в ней не превышает 300-400°С. Поэтому горени  твердого топлива в ней не происходит Така  система отоплени  обусловливает возможность захвата обратным пото ком газов несгоревшего природного газа и накоплени  его в зоне сушки и отсутствие внутреннего источника (стабилизатора) зажигани  газоугольной смеси в гор чих зонах, что повышает нестабильность процесса.

Предлагаемый способ отоплени  печи СВС устран ет проскоки несгоревшего природного газа в зону сушки и стибилизирует зажигание газоугольной смеси в гор чих зонах. Дл  этого между зонами сушки и подогрева в печи устанавливают высокотемпературную тепловую завесу (сплошную, плоскоструйную). ,Така  завеса способствует дожиганию природного газа в обратном потоке газов и стабилизирует (теплоотдачей излучением) зажигание газоугольной смеси в гор чих зонах печи.

На границе зон сушки и подогрева температуру в пе.чи ступенчато поднимают с 300 до 1000-1150°С посредством принудительного сжигани  топлив.а в выносных камерах и установки в печи струйной тепловой завесы из продуктов горени . Ступенчатый подъем температур обеспечивает интенсификацию работы зоны сушки за счет отдачи тепла излучением от тепловой завесы к шихте и ускорение подогрева шихты непосредственно на входе в зону (интенсификацию процесса подогрева ) . Образование высокотемпературной тепловой завесы производ т путем принудительного сжигани  топлива в выносных камерах. В противном случае (при отсутствии сжигани  топлива в выносных камерах) из фурм выходит холодна  смесь газа и воздуха, в нижней части печи температура, за- весы невелика и здесь становитс  возможным проскок природного газа в зону сушки. При принудительном сжигании топлива температура тепловой завесы достаточно высока по всей высоте агрегата. Тепловую завесу устанавливают отдельными стру ми, причем струи объедин ютс  одна с другой на уровне гребней ступеней пода. Далее по всей высоте печи завеса имеет плоский (плрскоструйпый) характер.

Величина скачка (ступенчатого подъема температур) определ етс  технологическими особенност ми рабо ты зон сушки и подогрева. При температуре начала скачка ниже 300°С существенно падает интенсивность сушки шихты и снижаетс  производительность агрегата. При температуре начала скачка вьш1е 400 С возрастают потери тепла с отход щими газами. При температуре завершени  -скачка ниже . 1000 С возрастает прот женность зоны подогрева и также падаетудельна  производительность агрегата. При температуре завершени  скачка вьппе в печи возможно спекообразование , что приводит к аварийному останову arperaja.

Предлагаемый ступенчатый подъем температур обеспечивают установлением температуры продуктов горени  в тепловой завесе, в пределах 10501150 С. При меньшей тe пepaтype завесы (менее ) не обеспечиваетс  требуема  интенсификаци  работы зон сушки и подогрева. Больша  температура завесы (более 1150 С) приводит к образованию спеков в печи.

Количество движени  газа в тепловой завесе следУет установить равным 0,6-0,8 от количества движени  струй предьздущих р дов фурм в зоне сушки. При меньшем количестве движени  газа в тепловой завесе (менее 0,6 от количества движени  струй в зоне сушки ) становитс  нестабильной транспортировка материала на входе в зону подогрева. При большем количестве движени  газа в тепловой завесе (более 0,8 от количества движени  стру в зоне сушки) транспортировка матер ала уже не улучшаетс , зато количес во сжигаемого в выносных топках газа , а следовательно, и размеры топо возрастают. Газоугольную смесь последующих р дов .фурм (зон подогрева и частичного восстановлени ) зажигают от струйной тепловой завесы посредство передачи тепла излучением. Другие способы стабилизации зажигани  привод т к неизбежному вводу в объем печи дополнительных устройств (запальников различного типа) и, следо вательно, к усложнению конструкции агрегата и технологии его обслужива ни . Газоугольную смесь зажигают непо средственно в объеме агрегата, обес печива  тем самым наличие многочисленных микроисточников тепла непосредственно в слое обрабатываемой шихты, что приводит к интенсификаци процессов тепло- и массопереноса. При.таком подводе тепла к слою горизонтальна  скорость движени  угольных частиц должна составл ть 0,6-2,0 м/м с. Меньша  скорость движени  частиц (менее 0,6 . с) печи СВС приводит к недостатку твер дого топлива в камере довосстановле ни , и, следовательно, к ухудшению качества готовой продукции. При бол шей скорости движени  частиц (более 2,0 с) в камеру довосстановлё ни  попадает избыточное количество твердого топлива и возрастают .его потери с разгружаемой продукцией. Сущность изобретени  заключаетс  в формировании внутри печи на стьпсе зон сушки и подогрева плоскоструйной тепловой завесы дл  дожигани  попадающего в зону сушки природного газа и стабилизации зажигани  газоуГольной смеси в зонах подогрева и частичного восстановлени , а также в оптимизации основных, параметров такой тепловой завесы. Способ осуществл ют следующим образом. В середине рабочего объема 1 камеры 2, например на третьем р ду фурм 3, устанавливают тепловую заве су из плоской струи продуктов горени  с температурой и количес вом движени  0,7 от количества движени  фурм 4 зоны сушки или 0, 046 84 м/м.с, где 120 - количество движени  струй в зоне сушки. Шихту (руду с углем) через загрузоч- : ный лоток 5 подают в рабочую камеру печи ступенчато-взвешенного сло . Под воздействием направленных газовоздушных потоков, подаваемых через фурмы 4 зоны сушки и фурмы 6 зон подогрева и частичного восстановлени  и имеющих скорость,превышающую скорость витани  отдельно вз того куска, шихта передаетс  со ступени на ступень во взвешенном состо нии по направлению к камере 7 довосстановлени . Топливовоздушную смесь формируют из природного газа, угл  и воздз а . Смесь газа и воздуха подают через фУрмы 6, смешивают с углем и сжигают непосредственно в объеме печи . Часть природного газа сжигают в выносной топке 8, а продукты горени  используют дл  формировани  тепловой завесы. Газоугольную смесь, образуемую подачей газа с воздухом через фурмы 6, зажигают излучением от тепловой завесы. Выход щие из фурм газовоздушные потоки после затухани  скорости перемещаютс  под сводом печи в сторону камеры 7 довосстановлени , опускаютс  над слоем шихты вниз, поворачиваютс  и двигаютс  по нижней части печи по направлению к тракту 9. При встрече с тепловой завесой природный газ воспламен етс  и сгорает, что исключает его Попадание в головную часть печи. Обрабатываема  шихта подвергаетс  предварительно сушке при 300°С за счет тепла обратного потока газов, ступенчатому подогреву в тепловой завесе (скачком) до и предварительному восстановлению до 40% в среде с присутствием СО, СН. Формированию восстановительной среды способствует частичное горение и разложение твердого топлива, дл  чего в гор чих зонах его перемещают с горизонтальной скоростью 1,5 . После поступлени  разогретой шихты в камеру 7 довосстаковлени  завершаетс  процесс ее термообработки, под воздействием вход щего в состав шихты твердого угл восстанавливаетс  равномерно по всему объему до степени 120% (по магнетиту). Готова; продукци  разгружаетс  устройст71

BOM 10 в ванну 11 с водой и передаетс  на обогащение.

Температуры тепловой завесы и всех технологических зон контролируют стандартными термопарами и регулируют изменением соотношени  топлива к воздуху. Количество движени  тепловой завесы и струй, выход щих из фурм 4 зоны сушки, контролируют стандартными расходомерами и регулируют дроссельными заслонками т годутьевого оборудовани , Горизонталь Ч ( 1 . . ,

279048

ную скорость движени  угольных частиц контролируют периодическими отборами проб газовзвеси во времени и регулируют изменением количества 5 транспортир.унмцего агента.

Изобретение обеспечивает увеличение производительности агрегата на 4-7%, повышение степени извлечени  железа из руды на 2-4%, улучшение 10 качества готовой продукции и снижение потерь металла с хвостами при последующем обогащении. л :

Claims (1)

1. - СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПЕЧИ СТУПЕНЧАТО-ВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий раздельную подачу в печь газообразного и твердого топлива, сжигание части газообразного топлива вне печи с последующим вводом в нее продуктов горения, сжигание газоугольной смеси непосредственно в объеме агрегата и. отвода отработанных газов, о т л и чающийся тем, что, с целью стабилизации горения газоугольной смеси на заданных участках печи и интенсификации процессов сушки и подогрева материала,.на первом по ходу материала ряду отапливаемых зон формируют тепловую завесу посредством внепечного сжигания топлива и подачи в печь продуктов горения с температурой 1050-1200°С и начальным количеством движения, равным 0,6—0,8 от начального количества дви-ф жения струй предыдущих рядов фурм, при этом газоугольную смесь последующих рядов фурм с горизонтальной скоростью движения угольных частиц, равной 0,6-2,0 м/с, зажигают от струйной тепловой завесы и сжигают в концевой части печи.