СПОСОБ ПУСКА ПЕЧИ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ Российский патент 1994 года по МПК F27B15/00 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при разогреве печей кипящего слоя окислительного обжига.

Известен способ пуска печи с кипящим слоем путем нагрева кипящего слоя (теплоносителя) до температуры автотермического окисления сульфатов металлов (650-700^оС) сжиганием топлива (мазута, природный газ) с выбросом в атмосферу на всем протяжении пуска (8-10 ч) продуктов неполного сгорания топлива, пылей (металлов) и др. (Кучин Г.М. Обжиг цинковых концентратов в кипящем слое. М.: Металлургия, 1966, с. 42-43).

Недостатками известного способа является то, что разогрев теплоносителя с помощью топлива до температуры автотермического окисления сульфидов металлов приводит к тому, что отходящие из печи газы с пылью не имеют достаточную концентрацию сернистого газа и не могут быть направлены по существующей технологической схеме на очистку от пыли и производство серной кислоты, а выбрасываются в атмосферу.

За один пуск печи выбрасывается в атмосферу 8-10 т теплоносителя, продукты неполного сгорания 12-16 т мазута, время пуска 10-14 ч.

Известен способ пуска печи с кипящим слоем, по которому производится предварительный разогрев топливом теплоносителя до температуры воспламенения элементарной серы (300^оС) с дальнейшим нагревом теплоносителя до температуры автотермического окисления сульфидов металлов с помощью элементарной серы и последующей загрузкой сульфидных концентратов металлов.

Недостатками прототипа является то, что разогрев теплоносителя топливом до температуры воспламенения элементарной серы приводит к тому, что отходящие из печи газы с пылью не имеют достаточную концентрацию сернистого газа и не могут быть направлены по технологической схеме на очистку от пыли и производство серной кислоты, а выбрасываются в атмосферу.

За 1 пуск печи выбрасывается в атмосферу 4-6 т теплоносителя, продукты неполного сгорания 6-8 т мазута, время пуска печи составляет 7-9 ч.

В основу изобретения заложена задача разработки способа пуска печи с кипящим слоем, который позволяет с начала пуска печи обеспечить необходимую концентрацию сернистого газа в отходящих из печи газах и направлять их на производство серной кислоты, сократить потери сырья, расход топлива, время пуска.

Это достигается тем, что по способу пуска печи, включающем предварительный нагрев теплоносителя до температуры воспламенения элементарной серы сжиганием топлива в факеле форкамеры, дальнейший нагрев теплоносителя до температуры автотермического окисления сульфидов металлов с помощью элементарной серы и последующую загрузку сульфидных концентратов металлов, элементарную серу и топливо в факел подают одновременно.

Способ осуществляют следующим образом.

Загружают на подину печи слой теплоносителя, включают эксгаустер, подают воздушно-кислородное дутье в рабочую камеру печи и форкамеру, зажигают окислительным пламенем форсунку и вводят элементарную серу и топливо в факел одновременно. При этом основная часть серы окисляется в факеле, обеспечивая нагрев газов и теплоносителя, концентрация сернистого газа не ниже 5% с начала пуска, что позволяет направлять газы сразу в сернокислотный цех на производство серной кислоты.

По мере подъема температуры теплоносителя загрузку элементарной серы увеличивают от 0,5 до 4 т/ч, дутье от 3 до 16 тыс. нм³/ч. При достижении теплоносителем температуры воспламенения элементарной серы 300^оС (через 1,5-2 ч) подачу топлива в факел прекращают. С помощью элементарной серы температуру теплоносителя повышают до 650-700^оС, после чего загрузку серы прекращают, загружают сульфидные цинковые концентраты металлов.

Предлагаемый способ пуска печей с кипящим слоем сокращает выбросы в атмосферу вредных веществ, потери сырья на 4-6 т, расход мазута на 2-3 т, продолжительность пуска на 2-3 ч.

П р и м е р 1 (по прототипу). В высокопроизводительную печь КС-ТС с площадью кессонов в слое 45 м² загружалось на подину 100 т теплоносителя (огарка). В форкамере печи окислительным пламенем зажигалась форсунка. В качестве топлива использовался мазут. Только в форкамеру подавалось 1500 нм³/ч воздушно-кислородного (35-40%) дутья. Отходящие из печи газы с пылью через "свечи" выбрасывались в атмосферу. При достижении теплоносителя в форкамере температуры воспламенения элементарной серы (300^оС) подача топлива в форсунку прекращалась, включался эксгаустер, загружалась элементарная сера (1-2 т/ч), газы направлялись в сернокислотный цех. Затем в воздушную коробку рабочей камеры печи подавалось 4-6 тыс.нм³/ч воздушно-кислородного дутья, загрузка серы увеличивалась до 2-4 т/ч. По мере повышения температуры теплоносителя в рабочей камере увеличивалось дутье до 16 тыс.нм³/ч. При достижении температуры теплоносителя 650^оС загрузка серы прекращалась, начиналась загрузка сульфидных цинковых концентратов.

За время пуска печи в атмосферу через "свечи" выброшено 0,5 т огарка, израсходовано 1,5 т мазута и 28 т элементарной серы, продолжительность пуска составила 7 ч.

Состояние кипящего слоя после окончания пуска печи было неудовлетворительным, на что показывали контрольные термопары, установленные по периметру печи (расхождения на 100-300^оС) и низкая упругость дутья из-за накопления в слое неокисленной элементарной серы, ее оплавления и образования на подине вместе с огарком частичных залеганий, продувов. Через 3 сут неудовлетворительной работы печь была аварийно остановлена.

После очистки подины от огарка и спеков в печь было загружено снова 100 т огарка. В форкамере печи окислительным пламенем зажигалась форсунка. В воздушные коробки форкамеры и рабочей камеры печи подавалось 3-10 тыс. нм³/ч воздушнокислородного дутья. Отходящие из печи газы с запыленностью 150-250 г/нм³ через "свечи" выбрасывались в атмосферу. При разогреве огарка в печи и форкамере до температуры воспламенения элементарной серы (300^оС) мазут в форсунку подавался с избытком, что приводило к выбросу в атмосферу окиси углерода.

Через 4,5 ч форсунка отключалась, закрывались "свечи", включался эксгаустер, загружалась элементарная сера (2-4 т/ч) и образующиеся газы направлялись в сернокислотный цех. По мере повышения температуры огарка увеличивалось дутье до 16 тыс. нм³/ч. При достижении температуры огарка 650^оС загрузка серы прекращалась, начиналась загрузка сульфидных цинковых концентратов. Накопление неокисленной серы в слое не происходило, залеганий на подине не было. Печь проработала 63 сут.

На 1 пуск израсходовано 7 т мазута, 18 т элементарной серы. Потеряно с выбросами в атмосферу через "свечи" 5 т огарка, время пуска печи в работу составило 8 ч.

П р и м е р 2. В печь КС-ТС, описанную в примере 1, загружалось 100 т огарка. В форкамере печи зажигалась окислительным пламенем форсунка и одновременно в факел форсунки подавалась элементарная сера (0,5-3 т/ч), включался эксгаустер для направления газов в сернокислотный цех. Для создания кипящего слоя в воздушные коробки подавалось воздушно-кислородное (35-40%) дутье (6 тыс.нм³/ч в печь, 2 тыс.нм³/ч в форкамеру).

Концентрация сернистого газа в отходящих из печи газах составляла с начала пуска 5% , по мере повышения температуры огарка (при 300^оС) 7-8%. По достижении через 2,5 ч в слое температуры воспламенения элементарной серы (300^оС) подача мазута в факел форсунки прекращалась. Дальнейший подъем температуры слоя до температуры автотермического окисления сульфидов металлов осуществлялся с помощью элементарной серы. При 650^оС в слое загрузка серы прекращалась, начиналась загрузка сульфидных цинковых концентратов. Пуск печи занял 5,5 ч, состояние кипящего слоя было удовлетворительным. На разогрев печи израсходовано 4 т мазута, 20 т элементарной серы. Загрязнения окружающей среды и потерь сырья при пуске печи не было.

После отработки 72 сут печь была остановлена на плановый ремонт.

Как видно из примеров, пуск печи кипящего слоя по предложенному способу в сравнении с прототипом сокращает загрязнение окружающей среды, потери сырья на 5 т за 1 пуск, расход топлива на 3 т, время пуска на 2,5 ч.

Преимущества предлагаемого способа пуска печи с кипящим слоем в сравнении с прототипом заключаются в том, что сокращается загрязнение окружающей среды, потери сырья на 5 т за 1 сут, расход топлива в 1,7 раза, время пуска в 1,5 раза.

Сущность изобретения: способ пуска включает предварительный нагрев теплоносителя до температуры воспламенения элементарной серы сжиганием топлива в факеле форкамеры. Дальнейший нагрев теплоносителя осуществляют до температуры автотермического окисления сульфидов металлов с помощью элементарной серы. Подача элементарной серы и топлива в факел форкамеры одновременно позволяет обеспечить с начала пуска печи необходимую концентрацию сернистого газа в отходящих из печи газах, что дает возможность использовать газы после очистки от пылей для производства серной кислоты, уловленные пыли - для производства металлов, сократить загрязнение окружающей среды, снизить расход топлива и время пуска.

СПОСОБ ПУСКА ПЕЧИ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ, включающий предварительный и окончательный нагрев теплоносителя, отличающийся тем, что предварительный нагрев теплоносителя производят до температуры воспламенения элементарной серы сжиганием топлива в факеле форкамеры, окончательный нагрев теплоносителя производят до температуры автотермического окисления сульфидов металлов с помощью элементарной серы, после чего загружают сульфидные концентраты металлов, причем элементарную серу и топливо в факел подают одновременно.