SU1739857A3 - Регенератор дл нагрева газов - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к устройствам дл  нагревани  газов посредством поочередного сначала нагревани  теплоносителей, предпочтительно сло  теплоносительных тел,, и затем использовани  этой энергии , запасенной в теплоносител х, чтобы нагревать холодные газы. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что свободный насыпной слой теплоносителей находитс  между двум  соосны- ми и эквидистантными решетками регенератора , гор чий газ протекает сквозь этот слой изнутри наружу во врем  фазы нагрева регенератора, а холодный газ протекает сквозь него в противоположном направлении, снаружи внутрь, в течение фазы нагрева газа. Решетки, которых может быть несколько, изготовлены из различных материалов, например внутренн   решетка - из огнеупорных кирпичей с отверсти ми дл  прохода газа, а внешн   - из стали. Преимуществами регенератора дл  нагрева газа  вл ютс  более низкие тепловые потери самого регенератора и увеличенные передачи тепла вследствие больших поверхностей теплообмена теплоносителей в слое при сравнительно малой потере давлени  протекающего газа. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  нагрева газов посредством попеременного сначала нагрева носи- телей тепла, а затем использовани  этой накопленной в теплоносител х энергии дл  нагревани  холодных газов , в частности может быть использовано при восстановлении в расплаве, железной руды, в электропечах и доменных печах.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергопотерь.

На чертеже схематически изображен регенератор, разрез.

Регенератор содержит внешнюю стальную обшивку 1 приблизительно сферической формы Хот  внешн   форм регенератора не важна и может быть произвольной, определенные формы, такие как вертикальные цилиндры, шары или двойные усеченные конуса друг над другом с цилиндрическим участком между ними или без него,  вл ютс 

VI

СО

ю

00 (Л

VI

со

предпочтительными, в основном по причинам удобства изготовлени .

Стальна  оболочка 1 содержит цилиндрическую внешнюю решетку 2 с круглыми и/или щелеобразными отверсти ми . Между этой решеткой 2 и внешней стальной оболочкой 1 находитс  кольцева  газова  коллекторна  камера

3дл  холодного газа.

Внутренн   решетка 4 выполнена из огнеупорного кирпича с подход щими проходами дл  газа. Соосное расположение двух решеток 2 и 4 определ ет полость 5 между ними с одинаковым рассто нием между этими двум  решетками по всей окружности. Полость 5 круглого сечени , она размещает теплоносители 6, например таблетки из керамического материала. В центре регенератора имеетс  камера 7 гор чего газа круглого сечени . В нижнем конце камеры 7 имеютс  гор чие печные газы, образовавшиес  в печи 8, они втекают во врем  фазы нагревани  регенератора . Печь 8 доступна через крышку сосуда 9.

Гор чие газы сгорани  текут из камеры 7 гор чего газа через решетку

4и слой теплоносителей 6 в камеру 5, далее через решетку 2 - в коллекторную камеру 3 газа при примерно нормальной температуре. Они выход т из коллекторной камеры, а значит из регенератора через штуцер 10. Во врем  фазы нагрева газа сжатый газ течет через штуцер 11 в коллекторную камеру 3, далее через решетку 2 и слой теплоносителей 6 - в камеру 5, через внутреннюю решетку 4 - в камеру 7 гор чего газа. На своем пути газы направл ютс  от гор чих теплоносителей

6 и выход т из регенератора через штуцер 12С

Отверсти  13 и 14, приспособленные дл  закрывани  фланцами, также видны на сосуде регенератора. Через штуцеры 14 теплоносители 6 могут быть удалены из камеры 5 и в то же врем  пополнены через отверсти  13 при работе, обслуживании или ремонте. Таким образом возможно замен ть все теплоносители 6 в камере 5 прерывисто или

непрерывно,

В различных услови х промышлеиного применени  материалы дл  решеток и теплоносителей могут быть согласованы с температурными требовани ми. / Форма регенератора может также быть

5

5

0

5

0

5

0

5

изменена в соответствии с использованием , но принцип радиального потока через слой теплоносителей должен , быть сохранен

Изобретение имеет несколько преимуществ по сравнению с известными решени ми с термической точки зрени , а также и в смысле конструкции таких систем В частности, тепловые потери уменьшены за счет  вно меньшего потока тепла к наружной стенке регене- , ратора, так как высокотемпературна  об ласть расположена в центре, а внешн   стенка контактирует только с холодным газомо Это повышает тепловой КПД и позвол ет экономить количество стали и огнеупорной футеровки за счет меньших размеров и меньших температурных нагрузок по сравнению с известными системами, имеющими ту же нагревательную производительность, т.е., расход , газа и температуру газа

При нагреве газов в регенераторе достигаютс  равномерные температуры гор чего газа, так что не нужно соответствующего управлени  температурой во многих случа х применени . Например, пни использовании в доменном процессе разброс температуры печных газов можно ожидать 20 - 40 С при температуре дуть  1200°С и времени переключени  на фазу нагревани  газа после 30 мин.

Необходима сравнительно мала  разность температур между теплоносител ми и газами. Это относитс  как к нагреву самих теплоносителей, так и к конечной температуре газов, подлежащих нагреву, например воздуху. Дл  нагрева теплоносителей, таким образом , требуютс  только топочные газы с температурой пламени слегка болы шей, чем требуема  температура нагреваемых газов. Например, колошниковый газ из домны или лишь слегка обогащенный колошниковый газ может использоватьс  дл  нагрева воздуха дл  дуть  в доменной пе чи.

Когда предлагаемый способ использовалс  дл  предварительного подогрева дуть  до 1150 С, теплоносители нагревались в регенераторе печным газом, имевшем теплотворную .способность примерно 750 ккал/нм3 с результирующей температурой пламени примерно 1200°С. Практически такие же температуры нагрева могут быть достиг- нуты с указанными параметрами при

нагреве других газов, например азота, аргона, воздуха, обогащенного кислородом , кислорода и газов сгорани .

Теплоносители, подобно набивке кауперов, состо т из свободных тел с примерно одинаковым размером зерна. Вследствие их сло  между эквидистантными решетками толщина сло  посто нна в направлении протекани  газов, В предлагаемом регенераторе теплоносители не могут двигатьс  под действием газов, так что нет опасности прорыва газа, если, например, произойдет местное превышение над точкой ожижени .

В предлагаемом регенераторе свободный объем между теплоносител ми и также в камере гор чего газа и в коллекторной камере сравнительно невелик так что имеютс  лишь небольшие потери таза при переключении от фазы нагрева регенератора к фазе нагрева газов . Теплоносители можно замен ть в регенераторе при его работе. Соответствующие штуцера или фланцы сверху и снизу сло  теплоносителей обеспечивают пополнение теплоносителей с одной стороны и удаление их с другой стороны.

Регенератор часто имеет лишь равномерный слой одного сорта теплоносителей , расположенный между внутренней и наружной решетками. Однако возможно использование более двух соос- ных решеток, образу  таким образом несколько соосных кольцевых камер. Между двум  соседними решетками предпочтительно используют одни и те же теплоносители. Однако можно использовать различные слои теплоносителей в каждой кольцевой камере. Например, керамические шарики, устойчивые к высокой температуре, например, из корунда можно использовать между двум  решетками на гор чей внутренней стороне регенератора, а менее дорогие теплоносители, например, ил муллита и/или шамота используютс  на более холодной стороне снаружи. Весь слой может быть составлен из двух или более слоев не только из соображени  экономии средств, но также и по техническим , в особенности тепловым соображени м . Возможны вариации как материалов , так и размеров и форм теплоносителей .

Решетки предлагаемого регенератора могут быть сделаны из разных материа

10

98576

лов. Например, внутренн   решетка на гор чей стороне может быть сделана из огнеупорного материала; такого как огнеупорные кирпичи с подход щими проходами дл  газа, а внешн   решетка на холодной стороне из металла, такого как сталь, жароупорна  сталь или чугун. Если между внутренней и наружной решетками используютс  другие решетки, материалы также должны выбиратьс  в соответствии с температурными нагрузками. В основном используютс  керамические или металлические материалы.

Существенным признаком изобретени   вл етс  выполнение сло  теплоносителей ровной толщины и движение газов через него в радиальном направлении Этот признак сохран етс , если слой теплоносителей разделен на несколько слоев. Подход щими материалами дл  теплоносителей показали себ  керамические материалы различного качества, например на основе корунда, муллита, шамота, магнезии, оксида хрома, оксида циркони , карбида кремни  и любых их смесей. Материалы теплоносител  должны выбиратьс  в соответствии с тепловой нагрузкой. Форма теплоносителей может быть произвольной, но некоторые формы  вл ютс  предпочтительными вследствие их экономного и быстрого производства, например выполнение в виде таблеток или брикетов , в особенности дл  керамических материалов. Геометрически формы овальные или сферические. Однако можно использовать слои из любых колотых и дробленых структур.

15

20

25

30

35

40

5

0

5

Claims (6)

1.Регенератор дл  нагрева газов, содержащий корпус с насыпной насадкой из керамического материала, перфорированную перегородку, горелку, подвод щий и отвод щие трубопроводы с регулирующей арматурой, отличающийс  тем, что, с целью снижени  тепловых потерь, он снабжен дополнительной решеткой, при этом обе решетки выполнены цилиндрическими, установлены соосно одна другой и корпусу регенератора и образуют с ним центральную и периферийную камеры, а насыпна  насадка расположена между решетками,

2.Регенератор по п.1, отличающийс  тем, что горелка расположена в центре нижней части регенератора , а внутренн   решетка выполнена из огнеупорного материала, например из огнеупорных перфорированных кирпичейс

3. Регенератор по п.отличающийс  тем, что внешн   решётка выполнена из металла, например .стали.

4. Регенератор по п.отличающийс  тем, что насыпна  насадка выполнена из брикетированных

спеченных керамических материалов овальной или сферической формы.

5.Регенератор по п.1, отличающийс  тем, что он снабжен дополнительными решетками из огнеупорного материала и металла, между которыми расположена насыпна  насадка .

6.Регенератор по п.отличающийс  тем, что насадка каждой камеры выполнена из различных материалов.

/J

Составитель Л.Панникова Редактор А.Мотыль Техред Л.Олексин Корректор Л.Патай

Заказ 2013

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

/J

9 М

Подписное