SU863978A1 - Циклонна печь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к обжигу рудного и нерудного сырь , в частности к конструкции печей дл  обжига дисперсных термочувствительн1з1х материалов , и может быть использовано при обжиге и плавлении материалов чувствительных к загр знению продуктами неполного сгорани  топлива.

Известна циклонна  печь, содержаща  бункер шихты с питателем, вертикальную циклонную камеру дл  тепловой обработки материала, снабженную горелками, и бассейн дл  гомогенизации , осветлени  и охлаждени  стекломассы. Шихта в виде аэровзвеси вдуваетс  в камеру, подхватываетс  нисход щим высокотемпературнБМ вихрем газов и в виде расплава поступает в бассейн. Отход щие из циклона дымовые газы удал ютс  через дымоход .

Известна  циклонна  печь не обеспечивает полноты сгорани , .топлива, не предотвращает зашлаковывани  поверхностей топочной камера и насыщение продукта несгоревшими частицами топлива , что приводит к снижению качества готового продукта, понижает коэффициент использовани  сырь , топлива, уменьшает межремонтный пробег .

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой  вл етс  циклонна  печь,

содержаща  камеру горени  и камеру обработки материала, разделительный

-и выходной аэромеханические пережимь воздухоохлаждаемый кожух, соединен10 ный каналами с пережимами, горелку, тангенциальные сопла дл  подачи воздуха и тангенциальные фурмы дл  ; обрабатываемого материала 2.

Недостатком конструкции печи  в15 л етс  возможность контакта частичек материала с футеровкой печи, что приводит к образованию на ней наЬтылей и быстрому износу футеровки как вследствие контакта ее с обрабатываемым

20 материалом, так и вследствие перегрева . Кроме того, качество обработки материала снижаетс , так как часть материала обрабатываетс  на поверхности футеровки.

25

Цель изобретени  - повьвпениэ эффективности работы Печи.

Цель достигаетс  тем, что в циклонной печи, содержащей камеру горени  и камеру обработки материала,

30 разделительный и выходной азромеханические пережимы, воэдухоохлаждаемый кожух, соединенный каналами с пережимами , горелку, танге1циальные сопла дл  подачи первичного воздуха и тангенциальные фурмы дл  ввода обрабатываемого материала, последние снабжены соплами дл  подачи воздуха, выполненными с углом одностороннего раскрыти  5-15 .

На фиг,1 изображена циклонна  печь общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-В на фиг.1 на фиг,4 - фурма дл  подачи материала и воздуха в камеру обработки материала; на фиг.5 - вид В на фиг.4,

Циклонна  печь содержит корпус 1, заключенный в металлическую обечайку 2, между которыми ийеетс  зазор 3 дл  прохождени  воздуха, камеру горени  .4, камеру обжига 5, разделительный б и выходной 7 пережимы. Камера горени  4 оборудована форсункой 8 дл  пода:и топлива, тангенциальными соплами первичного воздуха 9, соединенными с зазором 3, Камера обжига 5 оборудована фигурными фурмами 10, которые содержат сопло подачи возду .ха 11 и сопло подачи продукта 12, разделенные между собой перегородкой 13,. и которые имеют боковые грани 14 верхнюю грань 15, нижнюю грань 16. Разделительный пережим б выполнен в виде полого кольца, имеющего наружную стенку 17; внутреннюю стенку 18, между которыми находитс  полость 19, Наружна  стенка 17 оборудована входными окнами 20 с регулирующими клапанами 21. Внутренн   стенка 18 оборудована выходными окнами 22, сообщающимис  с отверстием 23 дл  прохода газов. Выходной пережим 7 так же оборудован полостью 24 и его стенки имеют входные окна 25 и выходные окна 26. Входные окна 25 выполнены в стенке 27, соедин ют полость 24 с зазором 3 и оборудованы регулирующими клапанами 28. Выходные окна соедин ют полость 24 с центральным отверстием 29 дл  выхода продуктов термообработки из камеры обжига 5 в дальнейший технологический процесс . Площадь живого сечени  входных окон больше площощи живого сечени  полости, а площадь живого сечени  выходных окон 26 меньше площади живого сечени  полости 24. Площадь живого сечени  центрального отверсти  29 составл ет 30-85% площади живого сечени  камеры обжига 5.

Циклонна  печь работает следуюВ1ИМ образом.

В камеру горени  4 через форсунку 8 поступает топливо, а через тангендигшьные сопла 9 - воздух из зозцушного зазора 3. Количество подаваемого воздуха регулируетс  клапанами. Топливо сжигают с коэффициентом избытка воздуха Ы г1,03 - 1,05, что

обеспечивает высокую экономичность процесса горени  и высокую температуру факела. Образовавшиес  продукты сгорани  из камеры горени  4 поступают в камеру обжига 5 через разделительный пережим, который выполнен аэромеханическим и регулирует врем  пребывани  топлива в камере горени  4.

Процесс регулировани  протекает следующим образом.

Воздух из зазора 3 через входные окна 20 в стенке 17 поступает в полость 19 и его количество регулируетс  клапанами 21, Площадь живого сечени  окон 20 больше площади живог сечени  полости 19, что обеспечивает равномерное распределение воздуха по всей полости 19 необходимое дл  того, чтобы обеспечить стабильный выход воздуха по всему периметру отверсти  23. Выход воздуха в отверстие 23 происходит через выходные окна 22. Площадь живого сечени  окон 22 меньше площади живого сечени  полости 19 дл  того, чтобы обеспечить посто нное давление воздуха по всей полости 19, Посто нное давление и равномерный выход воздуха из окон 22 в отверстие 23 необходим дл  регулировани  времени нахождени  топлива в камере горенил 4 и ликвидации проскока несгоревшего топлива в камеру обжига 5, Если давление воздуха в полости 19  вл етс  переменным, то в отверстии 23 возникают области, которые воздух, выход щий из окон 22j перекрйвает сильнее и области, в которых воздействие воздуха ослабл етс . Там,, где воздействие воздуха ослаблено, продукты сгорани  начинают проходить более интенсивно и гидродинамический работы печи нарушаетс , В отверстии 23 возникают зоны завихрений регулирование времени пребывани  топлива в печи затрудн етс . При равномерном давлении в полости 19 воздух равномерно вытекает в отверстие 23, Регулиру  клапанами 21 количество воздуха поступающего в полость 19 и выход щего через окйа 22 в отверстие 23, тем сг№1ым регулирует (jH сила преп тстви , которую необходимо преодолеть продуктам сгорани  при движении из камеры горени  4 в камеру обжига 5 через отверстие 23, С увеличением силы преп тстви  увеличиваетс  врем  нахождени  продуктов сгорани  в камере горени  4 и наоборот . Таким образом, силой воздушного потока регулируетс  врем  нахождени  оплива в камере горени  4 и полнота его сгорани . Площадь живого сечени  отверсти  23 составл ет 30-85% площади живого сечени  камеры горени  4, если его сделать . :меньше 30%, то резко возрастает аэро динамическое сопротивление газово,г)

тракта, требуетс  больша  мощность т говых машин, а при увеличении живого сечени  более 85% ухудшаетс  качество регулировани  процесса горени  в камере 4, так как диаметр отверсти  23 возрастает и дл  полного перекрыти  сечени  отверсти  23 воздушной завесой потребуетс  увеличение мощности воздушного потока выход щего из выходных окон 22. Увеличенный расход воздуха снижает температуру факела, а вместе с ней и тепловую эффективность устройства. Выполнение разделительного пережима 6 в виде полого кольца, стенки которого оборудованы входными 2 О и выходными окнами 22, а входные окна 20 оборудованы регулирующими клапанами 21, позвол ет качественно регули ровать врем  нахождени  топлива в камере горени  4, предотвратить его проскок в камеру обжига 5. При полном сгорании топлива в камере горени  4 оно не попадает в камеру обжига 5 и продукты его неполного сгорани  не оседают на поверхности обрабатываемого материала и не внедр ютс  в его структуру. Качество обработки материала в камере обжига улучшаетс , расход топлива снижаетс 

Продукты сгорани  топлива из камеры горени  4 поступают через отверстие 23 в камеру обжига 5.

В камеру обжига 5 тангенциально ввод тс  материал, подвергаемый тепловой обработке, и воздух. Ввод их осуществл етс  через сопла 11 и 12 фигурных фурм 10, Воздух защищает футеровку печи от абразивного износа , охлаждает и оттесн ет от нее агрессивные газы, защищает футеровку печи от образовани  на ней настыл

Воздух ввод т между слоем материала и футеровкой печи с большой скоростью и относительно низкой температурой . Воздух должен растекатьс  по всей поверхности футеровки печи, поэтому сопло 11 выполн етс  специальной фигурной формы. Форма сопла выбрана такой, чтобы можно было больше охватывать потоком воздуха футеровку камеры обжига. Сопло 11 выполнено с односторонним расширением относительно горизонтали. Верхн   грань сопла 15 устанавливаетс  горизонтально к оси движени  потока воздуха , а нижн   грань 16 образует с ней угол 5 - is. Увеличение угла раскрыти  сопла более приводит к воздушной струи от стенки сопла, способствует образованию местных завихрений, при этом качество обдува футеровки воздухом ухудшаетс . Уменьшение угла раскрыти  сопла меньше 5° приводит к попаданию обрабатываемого материала на футеровку печи и образованию настылей.

Выполн ть двухстороннее раскрытие сопла, т.е. расположить грань 16 под

каким-либо углом к движени  воздуха , нецелесообразно, так как обдуваетс  футеровка, не соприкасающа с  с обрабатывае1иым материалом. Дл  того чтобы скорость воздуха по мере 5 движени  по соплу 11 не падала, сопло 11 по ходу движени  воздуха сужаетс . Подача воздуха между материалом и футеровкой печи с большой скоростью и Относительно низкой темпе Q ратурой способствует охлаждению футеровки печи, а выполнение фурмы фигурной обусловлено тем, что в месте выхода из сопла воздушный поток обладает максимальной кинетической энергией и, соответственно, дл  пред15 отвращени  соприкосновени  продукта со стенкой требуетс  меньша  энерги  воздушного потока, чем при вводе его не в одном месте с продуктом.

0 При тепловой обработке термочувствительных материалов, т.е. материалов температура обжига которых и температура начала плавлени  близки друг к другу, например боросодержа5 щих руд, наблюдаетс  оплавление по1верхностных слоев частицы. Соприкаса сь с пористой поверхностью раскаленной футеровки легкоплавкие час тицы продукта прилипают к ней своей Q оплавленной поверхностью и образуют на футеровке печи настыли. Эти настыли заполн ют рабочее пространство камеры обжига 5, нарушают тепловой и гидродинамический режимы печи и вывод т ее из стро .

5

Кроме того, воздух, выход  из сопла 11, обладает большой кинетической энергией и отталкивает частицы материала и пары агрессивных газов от стенки и предотвращает ее разрушение. После термообработки в камере обжига 5 продукты термообработки (продукты разложени  материала, обожженный материал, продукты сгорани  топлива) через центральное отверстие 29 выходного пережима 7 направл ютс  в дальнейший технологический процесс. Выходной пережим 7 выполнен также аэромеханйческим с полостью 24, входными и выходными окнами 25, 26. Из n зазора 3 в полость 24 через входные окна 25 поступает воздух, расход которого регулируетс  клапанами 28,

В отверстие 29 воздух поступает через выходные окна 26, расположенные по диаметру отверсти  29 равномерно . Площадь живого сечени  входных окон 25 больше площади живого сечени  полости 24, а живое сечение выходных окон 26 меньше живого сечени  полости 24. Такое ртношение 0 живых сечений между окнами и полостью способствует созданию равномерного давлени  в полости 24 и равномерному истечению, воздуха через окна 26 в отверстие 29, что позвол ет качественно регулировать процесс обжига

В камере 5 и врем  пребывани  в нёК материала.

Конструкци  циклонной печи позвол ет регулировать врем  горени  толива и ликвидировать его механический и химический недожег в камере горени f что снижает расход топлива на 1-5% ликвидировать проскок топлива из камеры горени  в камеру обжига , вследствие чего отсутствует контакт несгоревших частиц топлива с обрабатываемым продуктом и исклю .чаетс  загр знени  его топливом, повышаетс  качество готового продукта увеличить межремонтный пробег футеровки печи, предохранив ее от абразивного износа, разъедани  агрессивными газами.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 330114, кл. С 03 В 5/04, 1970.

2.Дорман Е.И. и др. Разработка, исследовани  и опыт эксплуатации циклонных энерготехнологических агрегатов дл  сжигани  серы.- Сб.Энерготехнологические циклонные процессы и установки М., Цветметинформаци , 1970, с. 181-192.