SU846587A1 - Многоступенчатый теплообменник уста-НОВКи дл ВОССТАНОВлЕНи Руд - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано дл  восстановлени  руд перед окускованием. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  многоступен атый теплообменник, выполненный в виде секций, кажда  из которых содержит камеру термообработки материала во взвешенном состо нии, цикло со сто ком, аэратор и систему трубопроводов дл  циркул ции газа по секци м и подвода обрабатываемого материала . Работает этот теплообменник следующим образом. Подвергаемый термообработке (нагреву, охлаждению, восстановлению и др.) материал загружаетсй в камеру термообработки материала во взвешенном состо нии первой ступени по ходу движени  его и последовательно проходит через все секции, где он обрабатьаваетс  в противотоке с газом, подаваемым в первую секцию по ходу движени  газа. Об работанный таким образом в теплообменнике материал выгружаетс  из первой секции и может подвергатьс  последующей обработке, если есть в этом необходимость i. Недостатками данного теплообменНика  влйютс  повышенное гидравлическое сопротивление,.Обуславливающее повышенный расход электроэнергии вследствие сильной кривизны соединительных нижних колен трубопроводов дл  циркул ции газа по секци м, а также за счет того, что газ, поступающий в теплообменник, последовательно проходит через все камеры термообработки, циклоны и систему трубопроводов дл  циркул ции газа по секци м; ненадежность работы теплообменника при обработке материалов , склонных к слипанию (коагул ции ), что, в первую очередь, относитс  к восстановительному обжигу порошковьох руд, когда происходит у-крупнение частиц металлического железа. Образовавшийс  слой укрупненных частиц выпадает на нижней части корпуса аэратора, вследствие чего прекргицаетс  истечение материала из сто ка.При забивании сто ка отсутствует возможность его очистки без остановки, теплообменника, так как аэрирующий газ удал етс  из аэратора через кольцевой зазор между корпусом аэратора и сто ком из-за меньшего сопротивлени  столба материала в этом зазоре п сравнению с уплотненным материалом в сто ке; увеличение расхода элект роэнергии в значительной степени при повышении нагрузки по материалу} ограниченность возможности регулировани  теплового режима работы циклонов , причем регулирование можно осуществл ть . только лишь изменением нагрузки по материалу, если известный теплообменник используетс  в качестве устройства дл  утилизации тепла отход щих газов, покидак цих источник запылени , например вращающуюс  печь или реактор кип щего сло  а также продолжительности обработки материала, так как кольцевой зазор между корпусом аэратора и сто ком может быть заполнен лишь до уровн  переточной трубы, при этом изменение расхода аэрирующего газа с целью изм нени  продолжительности обработки приводит к нарушению газодинамическо го режима работы сто ка, а следовательно , и циклона; невозможность пол чени  температуры нагрева материала равной или больше температуры газов отход щих из источника запылени . Не достатками  вл ютс  также невозможность регулировки газодинамического режима работы циклонов при изменении режима работы источника запылени , а при уменьшении нагрузки по газу в нижних соединительных коленах возмож но оседание материала, что в дальнейшем приводит к еще большим потер  давлени ; отсутствие контролируемой газовой атмосферы, изотермической выдержки материала в каждой секции и интенсификации тепло- и массообмена в отдельных секци х, а также возможности использовани  высокотемпературных газов; низка  степень вос становлени  руды из-за слипани  ее при образовании металлического железа , если теш;ообменник используетс  в установке дл  восстановлени  руды Цель изобретени  - повышение сте пени восстановлени  руды. Цель достигаетс  тем, что аэратор соединен с нижней частью сто ка, при чем сто к последующей секции по ходу материала соединен с камерой термообработки предыдущей секции трубопро водом, снабженным патрубком дл  под вода газа и регулирунлцим клапаном. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез одной секции теплообменника; на фиг. 3 конструкци  регулирующего клапана. Устройство содержит р д секций, кажда  из которых выключает по ходу технологического процесса камеру 1 термообработки материала во взвешен ном состо нии, циклон 2 со сто ком н аэратор 4, а также систему трубопроводов 5 дл  циркул ции газа по с ци м и подвод 6 восстанавливаемой руды, например железорудного концентрата . Аэратор соединен с нижней частью сто ка, при этом сто к последующей секции по ходу движени  газа соединен с камерой термообработки предыдущей секции трубопроводом 7, снабженным индивидуальным подводом 8 газа и регулирующим клапаном 9. Кроме того, сто к каждой секции соединен с камерой термообработки этой секции трубопроводом 10, снабженным дополнительным подводом 11 газа и регулирующим клапаном 12. Причем подводы газа подсоединены к камерам термообработки тангенциально, а в нижней части каждой ,камеры установлен аэратор 13. Аэраторы камер термообработки и сто ков выполнены в виде цилиндро-конических перфорированных воронок и снабжены подводами 14 и 15 газа и разгрузител ми 16. В месте подсоединени  трубопроводов дл  соединени  камеры термообработки со сто ком в последнем установлена перфорированна  коническа  воронка 17. В качестве регулирующего клапана в предлагаемом теплообменнике может быть использован клапан (фиг.З), состо щий из цилиндрического корпуса 18 с седлом 19 и отверстием 20. Выше сальникового устройства 21 установлен аэратор 22, выполненный в виде пористого металлокерамического стакана 23 и снабженный газоподводом 24 аэрирующего газа. Через сальниковое устройство проходит подвижный пустотелый шток с насаженным на него клапаном-соплом 25, снабженный механизмом 26 передвижени  и газоподводом 27 транспортирующего газа. Вход в циклон первой секции по ходу газов соединен газоходом 28 с разгрузочной головкой 29 вращающейс  печи 30, а сто к первой секции - с загрузочной головкой 31 печи через аэратор и разгрузитель. В загрузочную головку 31 печи подведен патрубок 32 дл  загрузки твердого топлива , а сама печь оборудована горелками 33. В качестве пылеотделителей в теплообменнике может быть использован обычный циклон, а пылеотделитель последней секции выполнен в виде тканевого фильтра 34. Дл  повышение КПД пылеулавливани  между сто ком и циклоном установлен бункер 35. Работа теплообменника заключаетс  в следующем. Исходную руду через подвод б загружают в камеру 1 термообработки предпоследней секции по ходу движени  газов. Туда же поступает пыль, уловленна  в тканевом фильтре 34 по трубопроводу 7. Загруженна  смесь подхватываетс  потоком газа, вводимого через подвод 8, и транспортируетс  по камере 1 термообработки на вход в циклон 2 предпоследней секции. При восход щем,вихревом движении в камере 1 термообработки этой секции происхо дит первична  термообработка исходной руды: подсушка и частичный нагре за.счет тепла пыли, уловленйой в фильтре 34, и газов, подаваемых чере подводы 8, 14 и 15. В циклоне этой же секции происходит последующий цик термообработки руды за счет тепла газов, транспортируемых по трубопроводу 5 из циклона предыдущей секции, и одновременно осуществл етс  отделение руды из газового потока. Уловленный материал из бункера 35 ссыпае с  в сто к 3, где он также подвергает с  последующей термообработке в аэрированном состо нии за счет газов подаваемых через подводы 14 и 15. Из сто ка 3 руда поступает в трубопровод 7, где аэрируетс  на участке до регулирующего клапана 9 газом, подаваемым через подвод 24, а затем транспортируетс  потоком, газа, вдуваекилм через подвод 27, в камеру термообработки последующей секции, где подогреваетс  газами, поступающими через подводы 8, 11, 14 и 15. Пройд  через все секции теплообменника , руда предварительно подогреваетс  и восстанавливаета  и затем поступает в загрузочную головку 31 вращающейс  печи 30,куда также загружаетс  через патрубок 32 твердое топливо. Окончательное восстановление руды осуществл етс  в печи 30 за счет продуктов газификации твердого топлива и тепла от сжигани  газов в горелках 33. Восстановленна  руда выгружаетс  через разгрузочную головку 29 и поступает на последуквдую обработку - окускование путем применени  давлени , а газы из печи по газоходу 28 транспортируютс  во вход циклона первой секции по ходу газов. Такое выполнение теплообменника позвол ет снизить энергозатраты за счет того, что газы, отводимые из ус тановки дл  восстановлени  транспортируютс  только лишь через циклоны 1 и трубопроводы 5 дл  циркул ции газа по секци м; обеспечить в каждой секции бесперебойный транспорт материала даже при выпадании или образова- НИИ крупных(окоагулированных) частиц восстанавливаемой (восстановленной ) железной руды. Это достигаетс  тем, что при сепарации (образовании) укрупненных частиц восстанавливаемой руды они могут непрерывно либо перио дически удал тьс  через аэраторы сто  ков и камер термообработки с помощью разгрузителей 16. При остановк сло  в сто ках достаточно перекрыть регулирующий клапан 9 и импульсно подать несколько повышенный расход газа через газоподводы 14 и 15, При забивании (остановке) руды в трубо .проводе 7 как до регулирующего кла (пана 9, так и после него, очистка ег осуществл етс  при закртлвании седла 19 подачей повышенного расхода газа через газоподводы 24 и 27. Тепловой режим работы циклонов (нагрев руды) в предлагаемом теплообменнике регулируетс  в любой секции изменением нагрузки по материалу, изменением расхода газа через индивидуальные и дополнительные подводы 8 и 11 газа, а также частичной рециркул цией руды в каждой секции через трубопроводы 10,снабженные регулирующими клапанами 12. При этом изменением кратности циркул ции руды можно мен ть врем  ее пребывани  в теплообменнике , повысить температурный потенциал газов, подаваемых через подводы 8 и 11,а следовательно, повысить степень восстановлени  руды в теплообменнике перед ее подачей в установку дл  восстановлени . Данное устройство позвол ет получить температуру-нагрева материала, равной или больше температуры газов, отход щих из установки дл  восстановлени  руды изменением расхода теплоносител  и его температуры через подводы 8 и 11 газа, что, в свою очередь , снижает расходы теплоносител  в печи и пылеунос из нее и интенсифицировать восстановление руды, кроме того, повышаетс  также производительность печи при поддержании в ней существующего ранее теплового режима восстановлени  руды; регулировать газодинамический режим работы циклонов :при изменении режима работы печи пу|Тем изменени  расходов газа через подводы 8 и 11, газовую атмосферу в каждой секции путем подачи газа определенного состава через подводы 8 и 11 и продолжительность обработки руды изменением высоты материала в сто ке, а также изменением расхода газа через подводы 14 и 15; иметь достаточно высокую степень металлизации руды в сто ках, по меньшей мере , в первых двух секци х по ходу движени  газа при работе их в режиме, когда осуществл етс  гранул ци  восстановленного металлического железа при подаче через аэраторы низкотемпературного природного газа при небольших его расходах, что, в свою очередь, позвол ет также повысить степень восстановлени  руды в сто ках; осуществл ть изотермическую выдержку руды в каждой секции за счет вьщержки руды в сто ках и в бункерах, очень важную при обработке зернистых руд, когда в циклонах и камерах термообработки частицы руды прогреваютс  не во всем объеме. Выдержка атериала позвол ет отводить продукты реакции, а также выравнивать температуру руды по всему объему, что в последующих секци х по ходу восстанавливаемой руды позвол ет интенифицировать тепло- и массообменные

процессы. Кроме того, предлагаемое устройство позвол ет регулировать температуру газов,поступающих в фильтр 34, изменением температуры и расходов газа через подводы 8 и 11 и кратности рециркул ции пыли в предпоследней секции. Газы, отводимые из фильтра 34, после очистки от и CCU :и компремировани  могут быть исйЬльз ованы как дл  отоплени  печи, так и дл  других энерготехнологйческих целей.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 238403, кл. F 26 В 17/10, 1962.

.28

гв

/ ц Г

3S J.5

ss.