СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ СУШКИ ВЛАЖНОГО СЫРЬЯ Российский патент 2009 года по МПК C10B57/10 F26B3/08 

Область техники

Изобретение относится к способу и аппарату для сушки влажного сырья, такого как загружаемый в коксовую печь уголь, при помощи аппарата для сушки в псевдоожиженном слое.

Уровень техники

В производстве кокса для повышения качества кокса и производительности коксовой печи шихту высушивают перед ее загрузкой в коксовую печь. Как правило, до высушивания содержание влаги в угле для коксовой печи приблизительно равно 9-13%, и уголь высушивают в аппарате для сушки угля до влажности от 5 до 6%.

Для высушивания угля в известном уровне техники используют аппарат для сушки в псевдоожиженном слое, и Патентный документ 1 раскрывает способ высушивания угля путем введения отходящего топочного газа из коксовой печи в качестве источника тепла и введения псевдоожижающего газа в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое.

Патентный документ 2 раскрывает способ введения части отходящего газа, который вводят в нижнюю часть аппарата для сушки в псевдоожиженном слое, в область вблизи отверстия выхода газа в аппарате для сушки в псевдоожиженном слое, чтобы предотвратить конденсацию росы вблизи отверстия выхода газа в аппарате для сушки в псевдоожиженном слое и далее после этого отверстия - во время высушивания влажного сырья за счет введения отходящего газа в качестве источника тепла и за счет введения псевдоожижающего газа в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое.

Cогласно этим способам высушивания влажного сырья с применением аппарата для сушки в псевдоожиженном слое влажное сырье загружают в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое при помощи завалочного желоба, и поэтому в этом завалочном желобе, в частности - в боковой концевой части (в закруглении), происходит налипание или отложение влажного сырья, и это обстоятельство затрудняет загрузку. Так, когда влагосодержание во влажном сырье высокое во время дождя или в подобных условиях, то налипание или отложение на завалочном желобе значительное. Помимо этого при сильном снижении температуры в зонах холодного климата влажное сырье, налипшее или отложившееся на завалочном желобе, замерзает, и это обстоятельство еще более затрудняет загрузку.

Существует способ предотвращения налипания или отложения влажного сырья путем нагревания завалочного желоба путем косвенного нагрева таким теплоносителем, как пар, но для этого способа необходимо наличие дорогостоящего нагревающего аппарата, и применение этого теплоносителя связано с повышением эксплуатационных расходов. Согласно еще одному способу снаружи завалочного желоба осуществляют ударное воздействие - вручную или сжатым воздухом, но применение этого способа также повышает эксплуатационные расходы в связи с трудоемкой работой или использованием сжатого воздуха.

Патентный документ 1: выложенная патентная заявка Японии № 2001-55582.

Патентный документ 2: патент Японии №2807813.

Сущность изобретения

Решаемая данным изобретением задача заключается в том, чтобы с помощью способа и аппарата для сушки влажного сырья с применением аппарата для сушки в псевдоожиженном слое можно было бы недорого и просто предотвратить налипание или отложение влажного сырья на завалочном желобе.

Способ сушки такого влажного сырья, как уголь, загружаемый в коксовую печь, путем введения газа с высокой температурой в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое в качестве источника тепла и псевдоожижающего газа отличается наличием этапа вдувания части газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба, по которому влажное сырье загружают в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое.

Аппарат для сушки влажного сырья согласно настоящему изобретению для высушивания такого загружаемого в коксовую печь влажного сырья, как уголь, путем введения газа с высокой температурой в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое в качестве источника тепла и псевдоожижающего газа отличается тем, что содержит фурму, вдувающую часть газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба, по которому загружают влажное сырье в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое.

Согласно способу и в аппарате для сушки в соответствии с настоящим изобретением часть газа с высокой температурой можно направлять в боковую концевую часть завалочного желоба.

Причем часть газа с высокой температурой можно вдувать внутрь завалочного желоба с предшествующей стороны завалочного желоба.

Часть газа с высокой температурой можно вдувать внутрь завалочного желоба и также можно вводить вблизи выхода газа аппарата для сушки в псевдоожиженном слое; при этом количество газа с высокой температурой, вдуваемого внутрь завалочного желоба, и количество газа с высокой температурой, вводимого вблизи выхода газа в аппарате для сушки в псевдоожиженном слое, можно регулировать таким образом, чтобы температура газа вблизи выхода газа в аппарате для сушки в псевдоожиженном слое была равна точке росы или была выше точки росы.

Согласно изобретению: поскольку часть газа с высокой температурой, используемого в качестве источника тепла, и псевдоожижающий газ для аппарата для сушки в псевдоожиженном слое вдувают внутрь завалочного желоба, то нет необходимости в нагревающем аппарате или т.п., в применении способа косвенного нагревания таким теплоносителем, как пар, которое обычно используют для предотвращения налипания или отложения влажного сырья. За счет этого упрощается конструкция аппарата, и снижаются затраты на его эксплуатацию.

Поскольку в изобретении используется способ прямого нагревания вдуванием части газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба, то обеспечивается возможность надежного предотвращения налипания или отложения влажного сырья внутри завалочного желоба - в противоположность известному уровню техники с косвенным нагреванием. Также обеспечивается возможность предотвращения замерзания влажного сырья в зонах холодного климата.

Помимо этого обеспечивается возможность уменьшения диаметра газовой трубы, по которой газ с высокой температурой направляют к выходу газа в аппарате для сушки в псевдоожиженном слое, или возможность исключения этой газовой трубы.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематическое изображение первого осуществления аппарата для сушки согласно изобретению;

Фиг.2А - вертикальная проекция схематического примера вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба в варианте согласно Фиг.1;

Фиг.2В - вид по линии А-А, показываемой на чертеже Фиг. 2А;

Фиг.3А - изображение в перспективе примера расположения фурм, которые вдувают газ высокой температуры внутрь завалочного желоба в конструкции согласно чертежам Фиг.2А, 2В;

Фиг.3В - вертикальная проекция примера расположения фурм, которые вдувают газ высокой температуры внутрь завалочного желоба в конструкции согласно чертежам Фиг.2А, 2В;

Фиг.3С - боковая проекция примера расположения фурм для вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба в конструкции согласно Фиг.2А, 2В;

Фиг.4А - изображение в перспективе примера расположения фурм для выдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба в конструкции согласно Фиг.2А, 2В;

Фиг.4В - вертикальная проекция примера расположения фурм для вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба в конструкции согласно Фиг.2А, 2В;

Фиг.4С - боковая проекция примера расположения фурм для вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба в конструкции согласно Фиг.2А, 2В;

Фиг.5А - вертикальная проекция еще одного примера конструкции для вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба;

Фиг.5В - вид, выполненный по линии В-В, показываемой на Фиг.5А;

Фиг.6А - изображение в перспективе примера расположения фурм для вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба в конструкции согласно Фиг.5А, 5В;

Фиг.6В - боковая проекция примера расположения фурм для вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба в конструкции согласно Фиг.5А, 5В;

Фиг.7 - схематическое изображение второго осуществления аппарата для сушки согласно изобретению; и

Фиг.8 - схематическое изображение третьего осуществления аппарата для сушки согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных осуществлений

Далее варианты изобретения излагаются на примере изобретения для высушивания пылевидного угля для коксовой печи (далее - «пылевидный уголь»).

Первый вариант

Фиг.1 показывает схематическое изображение первого варианта аппарата для сушки согласно изобретению.

Показано: отходящий дымовой газ (далее - «газ с высокой температурой») с температурой около 150-250°С, вырабатываемый в коксовой печи (не показана), нагнетают вентилятором 1, газ вводят из нижней части аппарата 4 для сушки в псевдоожиженном слое по газовой магистрали 2 и через регулирующий клапан 3 и выводят из выхода 5 газа в верхней части.

Пылевидный уголь - или влажное сырье - загружают в аппарат 4 для сушки в псевдоожиженном слое по завалочному желобу 6 и формируют псевдоожиженный слой 7 за счет поднимающегося газового потока, создаваемого упомянутым газом с высокой температурой, вводимым из нижней части аппарата 4 для сушки в псевдоожиженном слое. В этом псевдоожиженном слое 7 выполняют высушивание пылевидного угля, и в пылевидном угле регулируют соотношение между температурой и влажностью в заданном значении, и затем пылевидный уголь выпускают через разгрузочный желоб 8.

Первая перепускная труба 9 ответвляется от газовой магистрали 2, и по этой первой перепускной трубе 9 часть газа с высокой температурой вводится вблизи выхода 5 газа в верхней части аппарата 4 для сушки в псевдоожиженном газе. Затем из первой перепускной трубы 9 вторая перепускная труба 11 ответвляется после регулирующего клапана 10 посередине первой трубы, и по этой второй перепускной трубе 11 часть газа с высокой температурой вдувается внутрь завалочного желоба 6. Способ регулирования количества газа, распределяемого во вторую перепускную трубу 11 из газа высокой температуры, вводимого из первой перепускной трубы 9, предусматривает обеспечение регулирующего клапана или диафрагмы посередине второй перепускной трубы 11, обеспечение регулирующего клапана или диафрагмы на последующей стороне ответвления во вторую перепускную трубу 11 первой перепускной трубы 9 или обеспечение и того, и другого.

Газ, выходящий из выхода 5 газа в верхней части аппарата 4 для сушки в псевдоожиженном слое, при помощи вытяжного вентилятора 14 направляется в трубу 12 выхода газа и выпускается в атмосферу после удаления пыли в таком пылеуловителе 13, как рукавный фильтр.

Согласно настоящему изобретению обеспечивается возможность предотвращения налипания или отложения пылевидного угля внутри завалочного желоба 6 путем вдувания части газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба 6.

При этом газ с высокой температурой, вдуваемый внутрь завалочного желоба 6, и газ с высокой температурой, вводимый вблизи выхода 5 газа, сохраняют свою высокую температуру, так как они не проходят через псевдоожиженный слой 7, содержащий высушиваемый материал. За счет регулирования количеств газа с высокой температурой температуру вблизи выхода 5 газа можно сравнять с точкой росы или повысить ее выше точки росы, и таким образом можно будет предотвратить конденсацию росы вблизи выхода 5 газа и после него. В этом описываемом выше осуществлении вторая перепускная труба 11 ответвляется за регулирующим клапаном 10 первой перепускной трубы 9, при этом общее количество газа с высокой температурой, не проходящего через псевдоожиженный слой 7, можно регулировать регулирующим клапаном 10, чтобы температура вблизи выхода 5 газа сравнялась с точкой росы или превысила ее. За счет ответвления второй перепускной трубы 11 за регулирующим клапаном 10 первой перепускной трубы 9 можно сократить длину второй перепускной трубы 11, идущей в завалочный желоб 6.

Нужно отметить, что если температура газа с высокой температурой будет недостаточной, то на стороне ответвления первой перепускной трубы 9 газовой магистрали 2 можно обеспечить нагревающее устройство для нагревания газа.

Фиг.2А показывает вертикальную проекцию схематического примера вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба; и Фиг.2В показывает вид, выполненный по линии А-А, показываемой на Фиг.2А. Фиг.3А-3С, Фиг.4А-4С соответственно показывают изображение в перспективе примера расположения фурм для вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба в конструкции согласно Фиг.2А, 2В.

На Фиг.2А и Фиг.2В представлен пример вдувания газа с высокой температурой в боковые концевые части (скругления) внутри завалочного желоба 6, где пылевидный уголь легко накапливается. В частности, согласно Фиг.3А-3С или Фиг.4А-4С на поверхности 6а скольжения или на боковых поверхностях 6b завалочного желоба 6 расположено множество фурм 15, и при этом направления дутья от фурм 15 направлены в боковые концевые части 6с завалочного желоба 6. При этом за счет надлежащего регулирования показываемых на чертежах Фиг.4В, 4С углов θ1, θ2 можно надежным образом предотвратить налипание пылевидного угля на боковых концевых частях 6с завалочного желоба 6. Причем предпочтительно, чтобы положения фурм 15 были такими, чтобы L1, L2 согласно Фиг.3В, 3С были по возможности малыми. Необходимо, чтобы фурмы 15 на поверхности 6а скольжения завалочного желоба 6 имели такие углы, при которых пылевидный уголь, попадающий в завалочный желоб 6, не блокировал их отверстия; причем предпочтительно, чтобы углы фурм 15 имели такие значения, чтобы значение 90°-(θс+θn) согласно Фиг.4С превышало значения угла наклона для движения пылевидного угля.

Нужно отметить, при нагревании и высушивании для предотвращения налипания пылевидного угля на завалочном желобе 6 предпочтительно, чтобы температура газа с высокой температурой, вдуваемого в завалочный желоб 6, была выше температуры окружающей среды. Поскольку имеется тепловое сопротивление завалочного желоба 6, как правило сделанного из пластины обычной стали, поэтому предпочтительно, чтобы температура вдуваемого газа с высокой температурой была 350°С или ниже. Предпочтительно, чтобы влажность вдуваемого газа высокой температуры была как можно меньшей.

Фиг.5А показывает вертикальную проекцию еще одного варианта вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба; и Фиг.5В показывает вид, выполненный по линии В-В, указываемой на чертеже Фиг.5А. Фиг.6А, 6В показывают вариант расположения фурм для вдувания газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба согласно осуществлению, показываемому на Фиг.5А, 5В.

Согласно Фиг.5А, 5В показан вариант вдувания газа с высокой температурой из загрузочного аппарата 16 на предшествующей стороне завалочного желоба 6 внутрь завалочного желоба 6 - для нагревания и высушивания всего завалочного желоба 6. В частности, согласно Фиг.6А, 6В: фурмы 15 расположены на загрузочном устройстве 16 и вдувают газ с высокой температурой внутрь завалочного желоба 6. При этом предпочтительно, чтобы углы θр показываемых на фиг.6В фурм 15 имели значения от 0° до θс, чтобы пылевидный уголь, загружаемый в псевдоожиженный слой через завалочный желоб 6 из загрузочного устройства 16, поступал равномерно. Также предпочтительно, чтобы положение нижней концевой поверхности N фурм 15 напротив псевдоожиженного слоя находилось в завалочном желобе 6 (на стороне псевдоожиженного слоя) в более заглубленном положении, чем положение верхней концевой поверхности С поверхности 6а скольжения завалочного желоба 6.

Второе осуществление

Фиг.7 схематически показывает второе осуществление аппарата для сушки согласно настоящему изобретению. Те же компоненты, что и в первом осуществлении согласно Фиг.1, имеют те же обозначения, и поэтому они далее не поясняются.

В первом осуществлении согласно Фиг.1 вторая перепускная труба 11 для вдувания части газа с высокой температурой в завалочный желоб 6 ответвляется от первой перепускной трубы 9, но в этом осуществлении вторая перепускная труба 11 ответвляется от газовой магистрали 2, и на второй перепускной трубе 11 также установлен регулирующий клапан 17.

В этом осуществлении путем простого соединения второй перепускной трубы 11 с газовой магистралью 2 газ с высокой температурой, нагнетаемый вентилятором 1, можно вдувать внутрь завалочного желоба 6.

Также в этом осуществлении управляющее устройство 18 подключено к регулирующему клапану 10 первой перепускной трубы 9 и к регулирующему клапану 17 второй перепускной трубы 11, за счет чего обеспечивается возможность обнаружения и регулирования расхода газа с высокой температурой в первой перепускной трубе 9 и во второй перепускной трубе 11. Соответственно обеспечивается возможность регулирования общего количества газа с высокой температурой, который не проходит через псевдоожиженный слой 7, и температура газа вблизи выхода 5 газа может стать равной точке росы или подняться выше этой точки. Также по сравнению с известным уровнем техники, согласно которому газ с высокой температурой вводят по одной газовой трубе (первая перепускная труба 9) вблизи выхода 5 газа, введение газа с высокой температурой также и из второй перепускной трубы 11 согласно изобретению позволяет уменьшить диаметр трубы или исключить ее.

Третье осуществление

Фиг.8 схематически показывает третье осуществление аппарата для сушки согласно изобретению. Те же компоненты, что и в первом осуществлении согласно Фиг.1, имеют те же обозначения, и поэтому они далее не поясняются.

В этом осуществлении в дополнение к газу с высокой температурой или вместо газа высокой температуры в завалочный желоб 6 вдувается такой сухой газ, как обработанный воздух. Применение обработанного воздуха нельзя считать эффективным вариантом - по причине низкой температуры и в связи с эксплуатационными расходами на обеспечение обработанного воздуха. Помимо этого вдувание газа с большим содержанием кислорода приводит к концентрации кислорода в аппарате 4 для сушки в псевдоожиженном слое, и поэтому вдуваемое количество необходимо регулировать, чтобы концентрация кислорода в аппарате 4 для сушки в псевдожиженном слое была в безопасных пределах во избежание взрыва пыли или подобного во время вдувания.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение применимо не только для высушивания пылевидного угля, загружаемого в коксовую печь, но также и для высушивания прочего влажного сырья, такого как гранулированный шлак или известняк. Используемый газ с высокой температурой не ограничивается отходящим дымовым газом коксовой печи, и можно также использовать отходящий газ топки или обжиговой печи.

Некоторые обозначения, использованные на чертежах:

θ₁ - наклон фурмы 15 к боковой концевой части 6с завалочного желоба 6 для поверхности 6а скольжения завалочного желоба 6;

θ₂ - наклон фурмы 15 к боковой концевой части 6с завалочного желоба 6 для боковой поверхности 6b завалочного желоба 6;

θ_с - угол наклона концевой части 6с завалочного желоба 6 к вертикали;

θ_n - угол наклона фурмы 15 для поверхности 6а скольжения к боковой концевой части 6с завалочного желоба 6 на виде сбоку;

θ_p - угол наклона фурмы 15 к вертикали;

L₁ - расстояние между боковой концевой частью 6с завалочного желоба 6 и фурмой 15 для поверхности 6а скольжения завалочного желоба 6;

L₂ - расстояние между боковой концевой частью 6с завалочного желоба 6 и фурмой 15 для боковой поверхности 6b завалочного желоба 6.

Изобретение может быть использовано для сушки угля. Влажное сырье загружают в аппарат 4 для сушки в псевдоожиженном слое по завалочному желобу 6 и формируют псевдоожиженный слой 7 за счет поднимающегося газового потока, создаваемого газом с высокой температурой, вводимым из нижней части аппарата 4 для сушки в псевдоожиженном слое. Влажное сырье выпускают через разгрузочный желоб 8. По первой перепускной трубе 9, ответвляющейся от газовой магистрали 2, часть газа с высокой температурой вводится вблизи выхода 5 газа в верхней части аппарата 4 для сушки в псевдоожиженном слое. По второй перепускной трубе 11, ответвляющейся от первой перепускной трубы 9, часть газа с высокой температурой вдувается внутрь завалочного желоба 6. Изобретение позволяет предотвратить налипание или отложение влажного сырья на завалочном желобе. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ высушивания влажного сырья для высушивания сырья, загружаемого в коксовую печь, при котором вводят газ с высокой температурой в качестве источника тепла в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое и псевдоожижающего газа; причем
часть газа с высокой температурой посредством множества фурм вдувают внутрь завалочного желоба, предусмотренного для загрузки влажного сырья в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое.

2. Способ по п.1, в котором часть газа с высокой температурой вдувают в боковую концевую часть внутри завалочного желоба.

3. Способ по п.1, в котором часть газа с высокой температурой вдувают внутрь завалочного желоба с верхней стороны завалочного желоба.

4. Способ по п.1, в котором часть газа с высокой температурой отводят перед вводом части газа с высокой температурой в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое и эту часть газа с высокой температурой вдувают внутрь завалочного желоба, и также вводят его вблизи выхода газа аппарата для сушки в псевдоожиженном слое, при этом количество газа с высокой температурой, вдуваемого внутрь завалочного желоба, и количество газа с высокой температурой, вводимого вблизи выхода газа аппарата для сушки в псевдоожиженном слое, регулируют таким образом, чтобы температура газа вблизи выхода газа аппарата для сушки в псевдоожиженном слое была равна точке росы или превышала ее.

5. Аппарат для сушки влажного сырья для высушивания влажного сырья, загружаемого в коксовую печь, путем введения газа с высокой температурой в качестве источника тепла и псевдоожижающего газа в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое, причем упомянутый аппарат содержит:
множество фурм для вдувания части газа с высокой температурой внутрь завалочного желоба, по которому загружают влажное сырье в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое.

6. Аппарат по п.5, в котором упомянутая фурма выполнена таким образом, что упомянутая фурма направлена к боковой концевой части внутри завалочного желоба.

7. Аппарат по п.5, в котором упомянутая фурма расположена на верхней стороне завалочного желоба, при этом дутье от упомянутой фурмы направлено внутрь завалочного желоба.

8. Аппарат по п.5, дополнительно содержащий газовую трубу, отводящую часть газа с высокой температурой перед вводом газа с высокой температурой в аппарат для сушки в псевдоожиженном слое и трубу для ввода этой части газа с высокой температурой вблизи выхода газа аппарата для сушки в псевдоожиженном слое, и
регулирующее устройство для регулирования количества газа с высокой температурой, вдуваемого внутрь завалочного желоба, и количество газа с высокой температурой, вводимого вблизи выхода газа в аппарате для сушки в псевдоожиженном слое так, что температура газа вблизи выхода газа аппарата для сушки в псевдоожиженном слое была равна точке росы или превышала ее.