SU1364610A1 - Устройство дл переработки расплава шлака - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  переработки расплавленного шпака. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса сгорани  топлива, по- вьшение экономичности и уменьшение габаритов. Это достигаетс  установлением форсунок на выходе из сопел, оснащением шлаковод ными теплообменниками нижних частей приемной камеры и циклона-ссадител . При этом форсунки гидравлически св заны через теплообменник с напорной системой водоснабжени  . 1 ил.

Description

00 О)

1

Од

Изобретение относитс  к котельной технике, к области использовани  физического тепла шлаков котельных агрегатов работающих на твердом топливе с жидким шлакоудалением, и к обработке расплавленного шпака в произ- водстве металлов.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса сгорани  топлива, повьшение экономичности и уменьшение габаритов. На чертеже приведена схема. Устройство содержит приемную камеру 1, желоб 2 подачи жидкого шлака, сопла 3 с расшир ющейс  частью 4, воздуховод 5, циклон-осадитель 6, шахтную мигалку ВТИ 7, мигалку ВТИ 8 циклон-осадител , патрубок 9 подвода холодного воздуха, патрубок 10 отвода подогретого воздуха, диффузор 11, цилиндрический канал 12, шлакопровод 13 и шнековый транспортер 14, теплоизол цию 15, форсунки 16, шлаковод - ные теплообменники (показаны условно ) 17, трубопроводы 18 и 19 выхода воды из напорной системы водоснабжени , трубопроводы 20 и 21 выхода подогретой воды, запорную арматуру 22-29, трубопровод 30 выхода подогретой воды из шлаковод ных теплообменников , трубопровод 31 подачи воды к форсункам, трубопровод 33 подачи воды из напорной системы водоснабжени  Приемна  камера 1 представл ет собой металлическую конструкцию,выполненную в виде усеченного конуса, вертикально посаженного на свое широкое основание и переход щего в своем узком основании в диффузор 11. Размеры камеры 1 определ ют услови ми размещени  в нем расшир ющихс   частей 4 сопл 3, желоба 2 и необходимыми расходами воздуха, воды и жидкого шлака Приемна  камера 1 в своей нижней части снабжена мигалкой ВТИ 7. Делоб 2 выполнен также из металла и вьшожен изнутри огнеупорным материалом, например шамотным кирпичом. Ее консольна  часть размещена радиально внутри камеры 1 в верхней узкой части с наклоном к горизонту, достаточным дл  обеспечени  самотека жидкого шлака таким образом, что его кромка не доходит до воображаемой оси камеры 1 на величину, необходимую дл  размещени  потока жидкого шлака в районе этой оси. Площадь сечени  самой узкой части камеры выбираетс  такой , чтобы обеспечить расчетный рас

5

ход воздуховод ной смеси через него с дозвуковой скоростью, равной 150- 200 м/с.

Сопла 3 изготовлены из металла и состо т из суживающихс  и расшир ющихс  частей 4 и  вл ютс  комбинированными (соплами Лавал )

Расшир ющиес  части 4 сопл 3 устроены в нижней части камеры 1 заподлицо с ее внутренними стенками и ориентированы так, что осевые воображаемые линии сопл 3 и желоба 2 пересекаютс  в центре узкого сечени  камеры 1. Характерные размеры сопл 3 обусловлены перепадом давлени  на ник, расчетными расходами воздуха и распыливаемой форсунками 16 водой через них., а их количество и скорость водовоздушной смеси на выходе из них определ етс  перечисленными параметрами с учетом первоначально необходимого охлаждени  потока жидкого шлака до температуры затвердевани  и его 5 одновременного дроблени .

Воздуховод,5 вьшолнен .в виде полого тора из металла, размещен снаружи вокруг камеры 1 и примыкает к нему.

Диффузор 11 и канал 12 выполнены в виде металлической теплоизолированной снаружи и бронированной изнутри конструкции, и соедин ют внутренние объемы камеры 1 и циклона-осадител  6. Размеры канала 12 определ ютс  из услови  выравнивани  температур воз- дзгка, вод ного пара и гранулированного пшака, движущихс  по нему со скоростью 30-35 м/с.

0

0

5

Форсунки 16 представл ют собой устройства дл  разбрызгивани  воды механического типа и выполнены, например , в виде эвольвентных сопл. Их количество выбирают по числу сопл 3.

11лаковод ные теплообменники 17 (в устройстве их два) расположены в нижних част х камеры 1 и циклона-осадител  6 и представл ют собой обычные конструкции теплообменников рекуперативного типа, например трубчатые (внутри циркулирует вода, а снаружи трубки окружены гранулированным шлаком , перемещающимс  по мере его накоплени  вниз) или в виде кольцевого замкнутого объема, устроенного между двойными стенками камеры 1 и осадите- л  6 (в этом случае вода циркулирует в кольцевом объеме, а внутренн  

стенка камеры 1 или осадител  6 соприкасаетс  со шлаком).

Трубопроводы 18-32 совместно с запорной арматурой 22-29  вл ютс  стандартными издели ми. Их проходные сечени  и другие параметры выбираютс  исход  из конкретных условий работы.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Потодс расплавленного шлака по желобу 2 самотеком поступает в приемну камеру 1 в месте пересечени  ее осевой линии с осевыми лини ми желоба

2и сопл 3. Одновременно с этим под воздействием напора, создаваемого т  годутьевой машиной (не показана), холодный воздух через патрубок 9 поступает в воздуховод 5 и сопла 3, где расшир  сь и смешива сь с распыленной форсунками 16 водой, подаваемой по трубопроводу 31, приобретает расчетную сверхзвуковую скорость (около 400 м/с).

После расшир ющихс  частей 4 сопл

3водовоздушна  смесь попадает в камеру 1, где ее скорость снижаетс  и составл ет в самом узком его сечении 150-200 м/с. В зтом сечении взаимодействуют потоки водовоздушной смеси и жидкого шлака с температурой, равной температуре плавлени  1400-1600 С в зависимости от марки сжигаемого топлива.

При этом распыленна  в потоке вода испар етс , а воздух нагреваетс , интенсивно охлажда  жидкий шлак, который дробитс  на мелкие фракции (гранулируетс ), охлаждаетс  до температуры отвердевани  (около ) и, перемешива сь с водовоздушной смесью, образует единый поток, состо щий из гранулированного шпака и паровоздушной смеси.

Этот поток попадает в диффузор 11 где его скорость снижаетс  до 30- 35 м/с. Наличие диффузора 11 способствует предотвращению налипани  не успевших отвердеть гранул шлака на начальном участке стенок канала 12. Транспортиру сь затем по каналу 12 к циклону-осадителю 6, общий поток паровоздушной смеси и гранулированного шлака выравнивает свою температуру , при этом шлак остывает, а паровоздушна  смесь еще более подогреваетс  (до температуры 400-500 0 в зависимости от концентрации шлака и количества подаваемой водовоздушной

0

0

5

смеси в потоке). В циклоне-осадителе 6 поток раздел етс , при этом гранулированный шлак оседает в нижней части, а очищенна  паровоздушна  смесь направл етс  через патрубок 10 на сжигание твердого топлива в качестве первичного воздуха при камерном сжигании. Наличие вод ного пара ускор ет процесс низкотемпературной отгонки металла, концентраци  которого в газообразных продуктах увеличиваетс  в 10 раз по сравнению с таким же процессом при нагреве сухого 5 угл . Поскольку метан воспламен етс  при более высоких температурах, то это тоже активирует поверхность углерода . Таким образом, вод ной пар снижает энергию активации, необходимую дл  начала реакции топлива с кислородом воздуха, из-за чего температура воспламенени  оказываетс  значительно ниже и колеблетс  в зависимости от марки угл  от 400 до 500 вместо 500-1000 С.

Осевший в нижней части циклона- осадител  6 гранулированный шлак охлаждаетс  далее в его шлаковод ном теплообменнике I7 и через мигалку 8 стекает к транспортеру 14, туда же по шлакопроводу 13 через мигалку 7 сбрасываетс  шлак, скопившийс  в нижней части камеры 1 в результате возможного провала его отдельных фракций и отдавший часть тепла воде в ее шлаковод ном теплообменнике 17. Шне- ковым транспортером 14 гранулированный шлак подаетс  в золовый отвал.

Наличие запорной арматуры 22-29 позвол ет производить необходимые переключени  по воде в зависимости от режима работы устройства и подавать на форсунки 16 и в трубопровод 30 (потребител м гор чей воды) воду заданной температуры и в необходимом количестве.

Расход воды через форсунки 16 зависит от количества перерабатываемого шлака и оптимального содержани  Воды в подаваемом на горение топлива воздуха, зывает,

го шлака (4-6 кг сжигаемого угл , 4-7 кг подаваемого воздуха) можно подавать до 0,1 кг воды через все

0

5

0

5

0

5

Предварительный расчет пока- , что на 1 кг перерабатываемофорсунки 16.

I

Технико-экономический эффект предлагаемого технического решени  заключаетс  в уменьшении габаритов устройства , как показывают предварительные расчеты, на 25-30% за счет повышени  интенсивности отвода тепла шлака вследствие парообразовани  раз- брызгивани  воды в потоке подаваемого воздуха (путем использовани  скрытой теплоты парообразовани ), в ин13646106

Claims (1)

1. Формулаизобретени 

   Устройство дл  переработки расплава шлака, содержащее приемную камеру с желобом, комбинированные сопла , сообщающиес  с воздуховодом, соединенным с т годутьевым механизмом и выполненным в виде полого тора, циклон-осадитель гранулированного

   тенсификации процесса сгорани  топли- ю шлака, шлакоудалитель, отличаюва вследствие снижени  температуры воспламенени  твердого топлива до 400-500 С, из-за наличи  подогретых вод ных паров в воздухе, поступаемого на горение топлива, а также в до- 15 ными на выходе из сопл форсунками.

   полнительном полезном использовании бросового шлака с помощью шлаковод - ных теплообменников за счет более глубокого охлаждени  шлака, что по- вьш1ает экономичность установки в целом.

   П

   15

   щ е е с   тем, что, с целью интенсификации процесса сгорани  топлива, повьш1ени  экономичности и уменьшени  габаритов, оно снабжено установлен

   а нижние части приемной камеры и цик- лона-осадител  снабжены шлаковод ны- ми теплообменниками, при этом форсунки гидравлически св заны через теплообменники с напорной системой водо- снабжейи .

   10