SU748103A1 - Шахтна печь дл обжига карбонатного сырь на твердом топливе - Google Patents

Description

(54) ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА КАРБОНАТНОГО СЫРЬЯ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ

I

Изобретение относитс  к шахтным печам дл  обжига карбонатного сырь  на твердом топливе и может найти применение в химической , металлургической, сахарной и других отрасл х промышленности, в частности, в содовой промышленности при обжиге известн ка , мела и доломита.

Известна шахтна  печь, работающа  на твердом топливе, содержаща  футерованную шахту с загрузочными и выгрузочными устройствами и систему подачи воздуха дл  горени  топлива (1). Больша  часть воздуха подаетс  в шахту печи по ее периферии, меньша  часть - по центральной трубе, котора  установлена по вертикальной оси вращаюш ,егос  выгрузочного устройства типа «улита и оснашена отверсти ми дл  выхода воздуха в своей верхней части под защитным колпаком.

В печь через загрузочное устройство периодически подаетс  шихта (смесь сырь  с топливом). По мере опускани  шихта нагреваетс  идущими снизу пенными газами. В зоне обжига топливо сгорает, отдава  тепло на разложение сырь . В зоне охлаждени  происходит теплообмен между нзвестьЮ и поступающим снизу в печь воздухом. Охлажденна  известь удал етс  из печи с помош ,ью выгрузочного устройства.

Однако неравномерный обжиг сырь  приводит к получеиию извести разной активности и частично к потер м ее в внде «перег жога. Это обусловлено тем, что в печи в нижней части зоны обжига, т.е. у границы с зоной охлаждени , имеет место температурный пик пор дка 1200-1300°С.

Известна шахтна  печь, в которой предусмотрена установка перемещаемого по оси

10 шахты распределител  воздуха, выполненного в внде полой цилиндрической вставки с перфорированными койусами на концах 2. Под чей холодного воздуха через вставку, перемещаемую вслед за положением температурного пика, можно снизить ieu пературу пограничной области до определенной величины.

Недостатком этой печи  вл етс  ненадежность работы вставки, так как она должна перемещатьс  в плотной кусковой засыпке

20 при температуре пор дка 1200-1300°С, Ус лови , в которых должна работать вставка, предъ вл ют чрезвычайно жесткие требовани  к материалу, примен емому на изготовление вставки.

Кроме того, подъем вставки сопровождаетс  затратой значительного количества энергии.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство дл  подогрева кускового материала, содержащее футерованную шахту с загрузочным и выгрузочным устройствами, распреде штель воздуха , выполненный в виде полого цилиндра, в верхней части которого имеетс  один р д радиальных отверстий дл  подачи воздуха. В зону цилиндра с отверсти ми, частично перекрыва  их, входит поршень, св занный со штоком 3.

Газы, поступающие снизу в щахту, раздел ютс  на два потока: один проходит в противотоке с опускающимс  материалом к выходным отверсти м в стенке щахты, а другой поток через полый цилиндр и отверсти  в нем проходит в пр мотоке к отверсти м в стенке щахты, где и соедин етс  с первым потоком. Перемеща  порщень со щтоком вверх или вниз, можно измен ть проходное сечение отверсти  в верхней части полого цилиндра. В соответствии с изменением этого сечени  мен етс  и количество газов, выход щих в пр мотоке к материалу, а следовательно, производитс  и регулирование температуры материала.

Однако данное устройство не может выполн ть функции регул тора температуры в пограничной области между зоной обжига и зоной охлаждени  извести в шахтной печи на твердом топливе уже потому, что эта погранична  зона перемещаетс  вверх или вниз относительно своего номинального положени . В св зи с этим получаема  в данной печи известь будет иметь разную активность. Кроме того, печь требует большого расхода топлива на обжиг.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества обожженного продукта и снижение расхода топлива на обжиг.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в шахтной печи дл  обжига карбонатного сырь  на твердом топливе, содержащей футерованную шахту, загрузочное и выгрузочное устройства, распределитель воздуха, выполненный в виде полого цилиндрического корпуса с отверсти ми и размещенным внутри него поршнем со штоком, установленным с возможностью перемещени  вниз и вверх, отверсти  в цилиндрическом корпусе расположены в несколько  русов по высоте, причем нижний  рус расположен на рассто нии от нижнего кра  шахты, составл ющем 15-30% обшей полезной высоты шахты , суммарна  высота  русов отверстий составл ет 10-20% полезной высоты шахты, а поршень выполнен со сквозными отверсти ми .

Полезна  высота печей, т.е. высота сло  засыпки кускового материала, различных конструкций составл ет обычно от 10 до 20 м.

Эта высота в основном и определ ет номи нальную прот женность каждой из тепловых зон, т.е. зоны подогрева, зо ны обжига и зоны охлаждени . Hoi минальна  высота зоны охлаждени  со . хтавл ет 15-30% рабочей высоты печи. Этими пределами определ етс , прив зка среднего  руса отверстий рыспределител  возду-. ха относительно шахты печи. Погранична  зона между зонами обжига и охлаждени  «плавает относительно своего номинальноO го положени  на высоту, составл ющую 10- 20% рабочей высоты печи. Этими пределами определ етс  прив зка крайнего верхнего и крайнего нижнего  русов отверстий распределител , выход за ЭТИ пределы технологи ,чеСки нецелесообразен.

i Сущность изобретени  по сн етс  черте ом , на котором изображен вертикальный разрез печи.

; Шахтна  печь содержит вертикальнукЗ футерованную шахту 1 с загрузочным (на

чертеже не показано) и выгрузочным 2 устройствами . Внутри шахты 1 по ее оси установлен -распределитель воздуха, выполненный в виде полого цилиндрического корпуса 3 (может быть футерован). В верхней своей части цилиндрический корпус 3 снабжен трем   русами отверстий (верхним - 4, сред ним - 5 и нижним - 6), расположенных на различной высоте. Нижний  рус 6 расположен на рассто ни  от нижнего кра  шахты }, составл ющем 15-30% общей полезной высоты.

.Таким образом, при работе печи нижний  рус 6 отверстий находитс  в месте, которое соответствует крайнему нижнему лоложению пограничной области между зонами

J обжига и охлаждени  обжигаемого материала . Верхний  рус 4 отверстий расположен у пограничной области между зонами обжига и охлаждени  материала при крайнем верхнем положении этой области.

Расположение среднего  руса 5 отверстий соответствует номинальному положению пограничной области.

Суммарна  высота 4, 5 и 6 отверстий составл ет 10-20% полезной высоты шахты. : Дл  подвода воздуха извне в нижней ; части корпуса распределител  установлен штуцер 7. Внутри цилиндрического корпуса 3 в зоне  русов 4, 5 и 6 размещен поршень

8,жестко закрепленный на подвижном штоке

9,нижн   часть которого выведена за пределы основани  распределител  воздуха и

0 св зана с приводным устройством дл  перемещени  поршн  8 вверх или вниз (на чертеже не показано). Поршень 8 выполнен со сквозными отверсти ми, обеспечивающими при закрывании одного из  русов отверстий открывание других  русов отверстий.,

Предложенна  шахтна  печь работает следующим образом.

В шахту I загружают смесь карбонатного сырь  с топливом. В зоне подогрева сырь  (на чертеже не показана) эта смесь подогреваетс  поступающими снизу гор чими печными газами. В зоне обжига топливо сгорает, а выдел ющеес  тепло расходуетс  в основном на разложение карбонатного сырь . В распределитель воздуха через штуцер 7 непрерывно подают определенную часть общего количества воздуха, необходимого дл  горени  топлива. Количество подаваемого в распределитель воздуха посто нно во времени при неизменной производительности печи и составл ет общего количества воздуха, поступающего в печь. Остальную часть воздуха подают в нижнюю часть печи, где этот воздух проходит через слой обожженного материала, охлаждает его и уже нагретый поступает в зону горени .

При номинальном положении пограничной области между зонами обжига и охлаждени  поршень 8 занимает среднее положение , при котором верхний и нижний  русы отверстий 4 и 6 закрыты и воздух поступает в печь через средний  рус 5.

Если погранична  область между зонами , а следовательно, и температурный пик смещаетс  вверх (то смещение определ ют, например, с помощью термопар, установленных в кладке печи по ее высоте), то шток 9 перемещают вниз. При этом перекрываютс  средний и нижний  русы отверстий 5 и 6 и открываетс  верхний  рус отверстий 4. При смещении пограничной области относительно номинального положени  вниз шток 9 перевод т в крайнее верхнее положение, и /весь воздух из распределител  выходит через нижний  рус отверстий 6, уменьша  величину сместившегос  вниз температурного пика.

Установка трех  русов отверстий в корпусе распределител  дл  выхода воздуха в слой кускового материала и оснащение щтока поршнем со сквозными отверсти ми, расположенным относительно  русов отверстий таким образом, что открывание отверстий одного  руса сопровождаетс  одновременным закрытием отверстий остальных  русов, позвол ет достичь качественно новой возможности регулировани  температуры в слое материала, т.е. возможности регулировани  температуры в перемещающейс  по высоте щахты пограничной области между зонами обжига и охлаждени . Это становитс  возможным при соблюдении указанных выше значений рассто ни  между  русами и расположени  этих  русов относительно полезной высоты щахты и при синхронности открывани -закрывани  отверстий по  русам.

Регулирование может быть осуществлено также автоматически с использованием известных средств автоматизации. Технико-экономические преимущества шахтной печи заключаютс  в улучшении процесса обжига карбонатного сырь , т.е. в уменьшении содержани  пережженного материала в готовом продукте, в повышении однородности обжига, что оцениваетс  длительностью гашени . Печь обеспечивает получение извести, врем  гашени  которой составл ет 5-8 мин., сокращает расход топлива до 3-5 кг условного топлива на 1 т извести в той его части, котора  идет, на образование пережога в обжигаемом материале .

Уменьшение температурного пика позвол ет снизить содержание ок14си углерода в отход щих печных газах примерно на 40%, что также обусловливает экономию топлива и уменьшение выбросов вредных газов в атмосферу .

0 Так как основным лимитирующим фактором при повышении производительности печи  вл етс  рост температуры в зоне обжига , уменьшение температурного пика позвол ет увеличить производительность печи не менее, чем на 20%.

Claims (3)

1.Табунчиков Н. П. Производство извести . М., «Хими , 1974, с. 53, рис. 12.

2.Авторское свидетельство СССР № 476427, кл. F 27 В 1/00, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 471498, кл. F27 В 1/00, 1973 (прототип).