(54) МНОГОКАМЕРНАЯ ПЕЧЬ КИПЯЩЕГО СЛОЯ(54) MULTI-CHAMBER FURNACE BOOTHING LAYER
Изобретение относитс к цветной металлургии и химии, в частности к печам дл обезвоживани карналлита и бишофита. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности вл етс многокамерна печь кип щего сло , включающа корпус, разделенный на камеры, патрубки дл загрузки и выгрузки материала и газораспределительную решетку с патрубками дл ввода и вывода охлаждающего воздуха 1. Недостатками известной печи вл ютс большой расход электроэнергии и наличие значительного количества вредных составл ющих в отход щих газах. Повыщенный расход электроэнергии св зан с большим гидравлическим сопротивлением полости рещетки и патрубка дл вывода охлаждающего воздуха, что требует применени воздуходувных устройств с большим напором и, следовательно, повышенного расхода электроэнергии. Высока температура греющих газов при использовании водородсодержащего топлива (природного газа) приводит к увеличению в них количества вод ного пара с соответствующим увеличением гидролиза, что увеличивает содержание хлористого водорода в отход щих газах, подаваемых на очистку в скруббер, орощаемый известковым молоком . Цель изобретени - снижение расхода энергии и вредных составл ющих с отход щих газах. Поставленна цель достигаетс тем, что в печи кип щего сло , включающей корпус, разделенный на камеры, патрубки дл загрузки и разгрузки материала, газораспределительную рещетку с патрубками дл ввода и вывода охлаждающего воздуха и патрубки дл подвода греющих газов в подрешетное пространство, патрубок дл вывода охлаждающего воздуха из газораспределительной решетки каждой предыдущей камеры введен в подрешетное пространство каждой последующей камеры. Кроме того, патрубок дл вывода охлаждающего воздуха, вход щий в. подрешетное пространство последующей камеры, установлен радиально по отношению к патрубку дл подвода греющих газов в подрещетное пространство этой камеры. На фиг. 1 показана предлагаема печь, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в плане. 297 Печь включает корпус 1, перегородки 2, камеры 3-5, газораспределительную решетку 6, патрубки 7 и 8 дл подвода и отвода охлаждающего воздуха соответственно, загрузочный патрубок 9, разгрузочный патрубок 10, подрешетное пространство 11, патрубок 12 дл подвода греющих газов, выносную топку 13 и патрубок 14 дл отвода газов . Корпус 1 печи разделен перегородками 2 на камеры 3-5. Газораспределительна рещетка 6 отдел ет от камер подрещетное пространство 11, в которое введены патрубки 12 дл подачи греющих газов, св занные с выносными топками 13. Газораспределительна рещетка 6 снабжена патрубками 7 и 8 дл подвода и отвода охлаждающего воздуха соответственно. Патрубки 8 дл отвода охлаждающего воздуха каждой предыдущей камеры введены в подрещетное пространство 11 каждой последующей камеры и расположены радиально по отнощению к патрубку 12 дл подвода греющих газов. Печь работает следующим образом. Природный газ и воздух на горение и разбавление топочных газов подают в топку 13, откуда смесь продуктов горени с воздухом через патрубок 12 поступает в подрещетное пространство 11 каждой камеры 3-5. Одновременно часть холодного воздуха подают через патрубок 7 в коробчатую газораспределительную рещетку 6. Нагретый воздух газораспределительной решетки 6 первой камеры 3 вывод т через патрубок 8 и подают его в подрещетное пространство 11 второй камеры 4 радиально потоку топочных газов. Аналогичным способом нагретый воздух из воздухораспределительной решетки б второй камеры 4 подают в подрещетное пространство 11 третьей камеры 5. В подрешетном пространстве 11 камер 3-5 происходит перемещивание нагретого воздуха с топочными газами. Полученна смесь (теплоноситель) поступает через колпачки в кип щий слой. Исходный карналлит загружают в слой с торца первой камеры 3 через загрузочный патрубок 9. Проход последовательно по камерам 3-5 печи, карналлит обезвоживаетс . Готовый продукт выгружают с противоположного торца печи через разгрузочный патрубок 10. При получении глубокообезвоженного малогидролизованного карналлита в топку 13 третьей камеры дополнительно подают хлор, который при взаимодействии с вод ным паром превращаетс в хлористый водород. Окончание процесса в токе газов с заданным соотношением НС1:Н О и при повыщении температуры в слое позвол ет увеличить глубину обезвоживани карналлита и снизить содержание в нем окиси магни . Пример. Исходное сырье (щестиводный корналлит KChMgCb бНгО) загружают в первую камеру 3 трехкамерной печи кип щего сло с перекрестным движением греющих газов и материала. В первой камере 3 под рещеткой поддерживают избыточное давление 1100 мм вод.ст. Затем материал через верхний переток подают во вторую камеру 4, где вес сло значительно меньще (вследствие увеличени степени обезвоживани ). Это возвол ет вести процесс, поддержива давление под газораспределительной рещеткой 6 второй камеры 800 мм вод. ст. В полость газораспределительной рещетки 6 первой камеры 3 подают холодный воздух . Гидравлическое сопротивление самой полости, а также входа и выхода из нее составл ет 400 мм вод. ст. Пагретый в полости воздух подают в подрещетное пространство 11 второй камеры 4, где он перемешиваетс с топочными газами, поступающими из топки 13 второй камеры 4. В результат избыточное давление, с которым воздух необходимо подавать в полость газораспределительной рещетки 6 первой камеры 3, будет составл ть всего 1200 мм вод. ст. т. е. будет таким же или меньше, чем давление воздуха, подаваемого в топку 13 первой камеры 3 (при давлении под решеткой 1100 мм вод. ст.). Аналогичным способом нагретый воздух газораспределительной решетки 6 второй камеры 4 подают в подрещетное пространство 11 третьей камеры 5. По сравнению с известной конструкцией печи предлагаема печь позвол ет при работе с воздухоохлаждаемой рещеткой не увеличивать избыточное давление воздуха, подводимого к аппарату. На практике это означает возможность применени имеющихс высоконапорных вентил торов (1400- 1600 мм вод. ст.) вместо использовани турбовоздуходувок с напором 2100-2400 мм вод. ст. Это дает возможность снизить удельный расход электроэнергии с 85 до 60 кВт-ч/т. Подача нагретого воздуха в подрешетное пространство 11 третьей камеры 5 позвол ет снизить расход топлива в топке 13 третьей камеры 5, увеличив его, соответственно , в топке 13 первой камеры 3. В результате содержание вод ного пара в греющих газах, поступающих в кип щий слой третьей камеры 5, уменьщитс на 0,5% по сравнению с осуществлением процесса в известной печи. Это приведет к снижению содержани окиси магни в готовом продукте на 0,2% и к уменьщению вредных выбросов хлористого водорода на 4 кг/т. Дл завода производительностью 40 тыс.т магни в год экономический эффект составит 207 тыс. руб. в год.This invention relates to non-ferrous metallurgy and chemistry, in particular to carnallite and bischofite dehydration furnaces. Closest to the proposed technical entity is a multi-chamber fluidized bed furnace, comprising a housing divided into chambers, nozzles for loading and unloading material and a gas distribution grid with nozzles for introducing and withdrawing cooling air 1. The disadvantages of the known furnace are high energy consumption and the presence of a significant amount of harmful components in the exhaust gases. The increased energy consumption is associated with a large hydraulic resistance of the cavity of the grid and the pipe for the output of cooling air, which requires the use of blowers with high pressure and, consequently, increased energy consumption. The high temperature of heating gases when using hydrogen-containing fuel (natural gas) leads to an increase in the amount of water vapor with a corresponding increase in hydrolysis, which increases the content of hydrogen chloride in the exhaust gases supplied for purification to the scrubber, irrigated with lime milk. The purpose of the invention is to reduce energy consumption and harmful components from the exhaust gases. This goal is achieved by the fact that in a fluidized bed furnace, which includes a housing divided into chambers, pipes for loading and unloading material, a gas distribution grid with pipes for inlet and outlet of cooling air and pipes for injecting heating gases into the under-sieve space air from the gas distribution grid of each previous chamber is introduced into the undersize space of each subsequent chamber. In addition, the cooling air outlet inlet in the. the sublattice space of the subsequent chamber is installed radially with respect to the nozzle for supplying heating gases to the sub-mesh space of this chamber. FIG. 1 shows the proposed furnace, longitudinal section; in fig. 2 - the same in terms of. 297 The furnace includes a housing 1, partitions 2, chambers 3-5, gas distribution grill 6, nozzles 7 and 8 for supplying and discharging cooling air, respectively, charging nozzle 9, discharge nozzle 10, under-screen space 11, nozzle 12 for supplying heating gases, an external the furnace 13 and the pipe 14 for exhaust gases. The furnace body 1 is divided by partitions 2 into chambers 3-5. The gas distributor lattice 6 separates from the chambers a sub-sieve space 11 into which the branch pipes 12 for supplying heating gases are connected, connected to the external furnaces 13. The gas distributor lattice 6 is equipped with the branch pipes 7 and 8 for supplying and discharging cooling air, respectively. Nozzles 8 for removing the cooling air of each previous chamber are inserted into the sub-sieve space 11 of each subsequent chamber and are located radially relative to the nozzle 12 for supplying heating gases. The furnace works as follows. Natural gas and air are fed to the combustion and dilution of flue gases into the furnace 13, from where the mixture of combustion products with air passes through the pipe 12 to the sub-sieve space 11 of each chamber 3-5. At the same time, part of the cold air is fed through the nozzle 7 into the box-shaped gas distribution grid 6. The heated air from the gas distribution grid 6 of the first chamber 3 is withdrawn through the nozzle 8 and is fed into the sub-sieve space 11 of the second chamber 4 radially to the flow of the flue gases. In a similar way, heated air from the air distribution grille b of the second chamber 4 is fed into the sub-sieve space 11 of the third chamber 5. In the under-sieve space 11 of chambers 3-5, the heated air is moved with flue gases. The resulting mixture (coolant) flows through the caps into the fluidized bed. The initial carnallite is loaded into the layer from the end of the first chamber 3 through the loading nozzle 9. Passage successively through the chambers 3-5 of the furnace, the carnallite is dehydrated. The finished product is discharged from the opposite end of the furnace through the discharge port 10. When receiving deeply dehydrated low-hydrolyzed carnallite, chlorine is additionally supplied to the furnace 13 of the third chamber, which is converted into hydrogen chloride when interacting with water vapor. The end of the process in the flow of gases with a given HC1: H O ratio and with an increase in temperature in the layer makes it possible to increase the depth of dehydration of carnallite and reduce the content of magnesium oxide in it. Example. The feedstock (shredded cornallite KChMgCb bNgO) is loaded into the first chamber 3 of a three-chamber fluidized bed furnace with cross-movement of the heating gases and material. In the first chamber 3, an excess pressure of 1100 mm water column is maintained under the grille. The material is then fed through the upper overflow into the second chamber 4, where the weight of the bed is considerably less (due to an increase in the degree of dehydration). This will lead the process by maintaining the pressure under the gas distribution grid 6 of the second chamber of 800 mm of water. Art. In the cavity of the gas distribution grid 6 of the first chamber 3 serves cold air. The hydraulic resistance of the cavity itself, as well as the inlet and outlet of it, is 400 mm of water. Art. The air in the cavity is fed into the sub-sieve space 11 of the second chamber 4, where it is mixed with the flue gases coming from the furnace 13 of the second chamber 4. As a result, the excess pressure with which air must be fed into the cavity of the gas distribution grill 6 of the first chamber 3 will be only 1200 mm of water. Art. that is, it will be the same or less than the pressure of the air supplied to the furnace 13 of the first chamber 3 (at a pressure under the grate 1100 mm water. Art.). In a similar way, the heated air of the gas distribution grid 6 of the second chamber 4 is fed into the sub-sieve space 11 of the third chamber 5. Compared with the known furnace design, the proposed furnace allows you to not increase the overpressure of the air supplied to the apparatus when working with an air-cooled grille. In practice, this means the possibility of using existing high-pressure fans (1400 - 1600 mm of water. Art.) Instead of using turbo blowers with a pressure of 2100-2400 mm of water. Art. This makes it possible to reduce the specific energy consumption from 85 to 60 kWh / t. The supply of heated air to the sublattice space 11 of the third chamber 5 reduces fuel consumption in the furnace 13 of the third chamber 5, increasing it, respectively, in the furnace 13 of the first chamber 3. As a result, the content of water vapor in the heating gases entering the fluidized bed of the third chamber 5, is reduced by 0.5% compared with the implementation of the process in a known furnace. This will lead to a decrease in the magnesium oxide content in the finished product by 0.2% and to a decrease in harmful emissions of hydrogen chloride by 4 kg / ton. For a plant with a capacity of 40 thousand tons of magnesium per year, the economic effect will be 207 thousand rubles. in year.