КАРБИДНАЯ ПЕЧЬ Российский патент 1995 года по МПК F27D1/02 

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в руднотермических печах для производства карбида кальция.

Известна карбидная печь, включающая ванну, электроды и газоотводящие трубы, через которые удаляется печной газ, который после очистки сбрасывается в атмосферу [1]
Недостатком таких печей является невозможность регулирования состава отходящих газов, обеспечивающего полное дожигание содержащихся в печных газах токсичных компонентов, в частности, окиси углерода. Кроме того, теряется дополнительное тепло, образующееся при дожигании указанных компонентов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является камин для осуществления способа смешивания горячего печного газа перед удалением его из печи, являющийся устройством для смешивания печного газа и воздуха или других газов, установленный на руднотермической печи, содержащей ванну и электроды. Устройство для смешивания печного газа и воздуха или других газов (камин) имеет канал для распределения воздуха или других газов, размещенный по периметру ванны [2]
Недостатком рассматриваемого устройства является невозможность дожигания содержащихся в печном газе токсичных компонентов с использованием в руднотермическом процессе образующегося тепла, так как оно предназначено только для снижения температуры печного газа при удалении его из печи.

Задачей предлагаемого изобретения является дожигание содержащихся в печном газе токсичных компонентов и повышение эффективности работы карбидной печи за счет использования тепла, образующегося при этом дожигании.

Поставленная задача достигается тем, что в карбидной печи устройство для смешивания печного газа с воздухом или другими газами размещено в верхней части ванны, канал распределения воздуха или других газов, имеющий прямоугольное сечение, расположен консольно по отношению к внутренней поверхности ванны и разделен горизонтальной перегородкой на два изолированных коллектора, при этом в нижнем коллекторе отверстия для выхода воздуха или других газов расположены на нижней горизонтальной стенке, а в верхнем коллекторе отверстия для выхода этих газов расположены на вертикальной стенке, обращенной в сторону электрода, и каждый коллектор снабжен автономным подводом воздуха или других газов.

Размещение устройства для смешивания печного газа с воздухом или другими газами в верхней части ванны печи (в зоне твердофазных процессов) позволяет проводить дожигание токсичных компонентов печного газа на колошнике и под колошником печи с использованием образующегося дополнительного тепла для декарбонизации и предварительной подсушки сырья.

Консольное размещение относительно внутренней поверхности ванны печи канала распределения воздуха или других газов позволяет предотвратить выход из печи недожженных токсичных компонентов печного газа. Кроме того, под консольно размещенным каналом образуется свободная от заполнения шихтой полость, которая используется в качестве первой ступени камина для дожигания токсичных компонентов печного газа. Вторая ступень камина образуется в пространстве между вертикальной стенкой коллектора, обращенной в сторону электрода, и собственно электродом. Прямоугольное сечение канала позволяет обеспечить оптимальные размеры свободной от заполнения шихтой полости первой ступени камина.

Канал распределения воздуха или других газов разделен горизонтальной перегородкой на два изолированных коллектора верхний и нижний. Через отверстия, расположенные на нижней горизонтальной стенке нижнего коллектора, воздух или другой газ вводятся на первую ступень камина, а через отверстия, расположенные на вертикальной стенке верхнего коллектора, обращенной в сторону электрода на вторую ступень камина. Автономный подвод воздуха или других газов в каждый из коллекторов дает возможность регулирования подачи их раздельно для каждой из ступеней камина.

Предлагаемое устройство позволяет дожечь содержащиеся в печном газе токсичные компоненты непосредственно в карбидной печи с использованием образующегося при этом тепла для предварительной сушки сырья и декарбонизации его, что повышает эффективность работы карбидной печи.

На фиг. 1 изображена предлагаемая карбидная печь в разрезе; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Карбидная печь включает ванну 1 с установленными в ней электродами 2 и расположенным в верхней части ванны устройством 3 для смешивания печного газа с воздухом или другими газами с каналом для распределения воздуха или других газов.

Канал для распределения воздуха или других газов имеет прямоугольное сечение, разделенное горизонтальной перегородкой 4 на нижний 5 и верхний 6 коллекторы. В нижнем коллекторе 5 на нижней горизонтальной стенке 7 имеются отверстия 8 для выхода воздуха или других газов. В верхнем коллекторе на вертикальной стенке 9, обращенной в сторону электрода 2, имеются отверстия 10 для выхода воздуха или других газов. Для подвода воздуха или других газов в нижний коллектор 5 служит штуцер 11, а в верхний коллектор 6 штуцер 12.

Предлагаемая карбидная печь работает следующим образом.

Образующиеся при работе карбидной печи газы, содержащие токсичные компоненты, в частности окись углерода, поступают в верхнюю часть ванны печи 1. Часть печных газов, которая проходит в непосредственной близости к электроду 2 дожигается под действием высоких температур. По мере удаления от электродов к наружному периметру ванны печи в связи с понижением температуры повышается количество недожженного печного газа, включающего токсичные компоненты. Таким образом, наибольшее количество недожженных печных газов находится у стенок ванны печи и поступает в верхнюю часть ванны под консольно размещенный канал 3 для воздуха в свободную от заполнения шихтой полость. Из нижнего коллектора 5 через отверстия 8, расположенные в стенке 7, в эту полость поступает необходимое количество воздуха, обеспечивающее дожигание печного газа. Часть печного газа, проходящая между электродами 2 и каналом 3 для распределения воздуха, дожигается за счет подачи воздуха из верхнего коллектора 6 через отверстия 10, размещенные на вертикальной стенке его 9, обращенной в сторону электрода 2. К нижнему коллектору 5 воздух подводится штуцером 11, а к верхнему 6 штуцером 12, что дает возможность автономного регулирования количеств подаваемого воздуха. Продукты сгорания дожженного печного газа выводятся из печи, а полученное тепло используется при подсушке вновь поступившей шихты и ее декарбонизации.

Преимущества заявляемого решения следующие:
предотвращается выброс токсичных компонентов печного газа в окружающую среду;
повышается эффективность работы карбидной печи за счет использования при подсушке и декарбонизации шихты тепла, образующегося при дожигании печных газов.

Использование: химическая промышленность, ферросплавное производство, руднотермические печи для производства карбида кальция. Сущность изобретения: карбидная печь содержит устройство для смешивания печного газа с воздухом или другими газами, размещенное в верхней части ванны, канал распределения воздуха и других газов, имеющий прямоугольное сечение, расположен консольно по отношению к внутренней поверхности ванны и разделен горизонтальной перегородкой на два изолированных коллектора, при этом в нижнем коллекторе отверстия для выхода воздуха или других газов расположены на нижней горизонтальной стенке, а в верхнем коллекторе отверстия для выхода этих газов расположены на вертикальной стенке, обращенной внутрь печи, каждый коллектор снабжен автономным подводом воздуха или других газов. 2 ил.

КАРБИДНАЯ ПЕЧЬ, содержащая ванну и устройство для смешивания печного газа и воздуха или других газов с каналом распределения подачи воздуха или других газов, отличающаяся тем, что устройство для смешивания печного газа с влздухом или другими газами размещено в верхней части ванны, канал распределения воздуха и других газов имеет прямоугольное сечение, расположен консольно по отношению к внутренней поверхности ванны и разделен горизонтальной перегородкой на два изолированных коллектора, при этом в нижнем коллекторе отверстия для выхода воздуха или других газов расположены на нижней горизонтальной стенке, а в верхнем коллекторе отверстия для выхода этих газов расположены на вертикальной стенке, обращенной внутрь печи, причем каждый коллектор имеет автономный трубопровод подвода воздуха или других газов.