Печь кипящего слоя Советский патент 1984 года по МПК F27B15/16 

Изобретение относится к металлур гической теплотехнике, например к устройству печей для обжига сульфид ных материалов в кипящем слое и мож найти применение в металлургической химической и других отраслях промыш ленности.. Технологический процесс обжига серосодержащих материалов в печах кипящего слоя требует, как правило, отъема избыточного тепла из слоя для поддержания заданного температурного режима перерабатываемого материала. В печах кипящего слоя протекают экзотермические реакции, в результа те которых развивается высокая темп ратура, которая по условиям техноло тического процесса не должна превышать определенных заданных значений, в связи с чем возникает необходимость в отводе избыточного тепл из слоя. При этом чем больше отводи ся тепла, тем выше производительнос печи, поскольку в единицу времени загружается больше концентрата в печь, Известно устройство печи кипящего слоя с элементами для отъема избыточного тепла из слоя, выполнен- нымй в виде теплообменных поверхнос тей, помещенных в слой и охлаждаемых теплоносителем, например водой fj, Однако в печах большой производительности теплообменные поверхности размещены в два яруса, занимая почти все свободное пространство в корпусе печи в зоне кипящего слоя Дальнейшее повьщ1ение- производительности печи лимитируется возможностью размещения дополнительного количества теплообменных поверхностей в слое для отвода из него тепла, Кроме того, с увеличением числа теплообменных поверхностей, проходящих через корпус печи, усложняются их. подводящие и отводящие коммуникации, увеличивается количество точек, требующих тщательного уплотнения, и увеличиваются трудозатраты на текущее обслуживание сиетемы охлаждения. При этом отсутствует также возможность обеспечения регулирования количество отнимаемого из слоя избыточного тепла. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является печь кипящего слоя, содержащая корпус, короб подвода дутьевого воздуха. 7 установленный снизу воздухораспределительной решетки и рамещенные в слое трубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых выполнен с кольцевой перегородкой, разделяющей его на две камеры: наружную кольцевую с циркулирующим хладагентом- и внутреннюю 2 , Недостатком известного устройства является возможность аварии в случае прогара охлаждающего элемента, поскольку охлаждающая среда (вода) при зтом неизбежно попадает в печь кипящего слоя. Целью изобретения является повышение производительности печи путем интенсификации теплообмена в слое. Указанная цель достигается -iaM, что в печи кипящего слоя для обждга преимущественно сульфидного материала, содержащей корпус, короб подвода дутьевого воздуха, установленньй снизу воздухораспределительной решетки, и размещенные в слое трубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых вьшолнен с кольцевой перегородкой, разделяющей его на две .камеры - наружную кольцевую с циркулирующим в ней хладагентом н внутреннюю, последняя выполнена с входным отверстием для прохода через нее материала слоя и дутьевыми соллами, соединенными трубопроводом с коробом подвода дутьевого воздуха через регулятор расхода и снабжена выходным патрубком для выпуска материала слоя в печь, расположенным вьпле входного отверстия. Кроме того, целесообразно кольцевую камеру охлаждающего элемента выполнять в виде термосифона, зона испарения которого размещена в кипящем слое, а зона конденсации выведена за пределы корпуса печи. На фиг„ 1 изображена печь кипящего слоя, частичный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1. Печь кипящего слоя содержит корпус 1 с коробом 2 лодвода дутьевого воздуха, расположенным внизу воздухораспределительной решетки 3, на которой размещен материал 4 слоя. По периметру корпуса 1 установлены амбразуры 5 с закрепленными в них трубчатыми охлаждающими элементами 6 с наружной теплообменной поверхностью , Внутри каждого охлансдающего элемента 6 установлена кольцевая продольная перегородка 8, закрепленная по концам при помощи доньшек 9, причем один ее торец, находящийся снаружи корпуса 1, закрыт прозрачной съемной заглушкой 10, а другой торец, находящийся в слое, открыт и образует входное окно 11 для прохода через него материала А слоя во внутреннюю камеру 12. Кольцевая 13, отделенная от внутренней камеры кольцевой продольной перегородкой 8, предназначена для циркуляции в ней хладагента поступающего по патрубку 14 и отводи мого через патрубок 15. Через кольце вук камеру 13 вблизи корпуса 1 проходит выходной канал 16, открывающий на верхней образующей теплообменной поверхности 7 и предназначенный для выхода в слой охлажденного во внутренней камере 12 материала слоя 4. Для псевдоожижения материала слоя и побуждения его движения во внутренне камере 12, в нижней ее части установ лена перегородка 17 с вмонтированньм в нее беспровальными дутьевыми сопла ми 18, для подачи воздуха к которь№1 служит трубопровод 19 с установленны на нем регулятором 20 расхода, при помощи, которого дутьевой воздух из короба 2 подается в канал 21, образованный кольцевой продольной перегородкой 8 и перегородкой 17. Работа печи КС осуществляется сле дующим образом. В результате подвода дутьевого воздуха из короба 2 через воздухораспределительную решетку 3 снизу слоя обжигаемого материала 4, он псевдоожижается. В процессе окисления серы выделяется тепло, которое воспринимают и передают в сиетему охлаждения печи интенсивно смьшаемые горячим материалом слоя 4 охлаждающие элементы 6. В том случае, когда регулятор 20 расхода закрыт и отсутствует под ча воздуха через дутьевые-сопла 18 во внутреннюю камеру 12, она заполнена неподвижным материалом слоя 4, охлажденным в результате контакта с омываемой хладагентом кольцевой про дольной перегородкой 8, которая после охлаждения этого неподвижного материала слоя 4, вследствие его большого термического сопротивления не отнимает избыточное тепло из слоя и оно отводится из него только чере наружную геплообменную поверхность 7 охлаждающего элемента 6. При подводе воздуха из дутьевого короба 2 через открытый регулятор расхода 20, трубопровод 19, дутьевые сопла 18 в статически неподвижный материал слоя 4, находящийся во внутренней камере 12, он псевдоожижа- ется. Изменяя установку регулятора 20, устанавливают такой расход воздуха через дутьевые сопла 18, при котором псевдоожиженный материал слоя 4 во внутренней камере 12 увлекается потоком воздуха в направлении вдоль камеры 12 через выходной канал 16 и поступает в кипящий слой печи. Поскольку охлаждающий элемент установлен в печи с наклоном, а окно 11 расположено ниже выходного канала 16, т.е. находится глубже в слое, где. давление ожижающего слоя воздуха вьппе его давления на уровне выходного канала 16,то воздух, стремясь , пройти вдоль камеры 12 через выходной канал 16 в зону с меньшим давлением, увлекает с собой в камеру 12 находящиеся в состоянии кипения частицы материала слоя 4. Материал слоя в псевдоожиженном состоянии отг дает свое тепло кольцевой продольной перегородке 8 при его направленном перемещении в сторону выходного канала 16, создавая циркуляцию потока материала 4 через камеру 12. В таком режиме работы охлаждающего элемента 6, когда его наружная теплообменная поверхность 7 и теплообменная поверхность кольцевой продольной перегородки 8 соприкасаются с рас каленными частицами материала слоя 4, из слоя отводится максимальное количество тепла. Конструкция охлаждающих элементов 6, которая позволяет с помощью регулятора 20 расхода отключать или включать в работу теплообменную поверхность кольцевой продольной перегородки 8, может, при необходимости, обеспечивать регулирование отъема избыточного тепла из слоя при изменениях технологических параметров обжига серосодержащего концентрата. Регулирование может осуществляться автоматически или вручную, а контроль за наличием направленного движения материала 4 во внутренней камере 12 - визуально через прозрачную заглушку 10. Преимущество использования предлагаемой печи обеспечивается за счет интенсификации теплоотъема из cлoя

1. ПЕЧЬ КИПЯЩЕГО СЛОЯ для обжига преимущественно сульфидного материала, содержащая корпус, короб подвода дутьевого воздуха, установленный снизу воздухораспределительной решетки, и размещенные в слое трубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых выполнен с кольцевой перегородкой, разделяющей его на две камеры - наружную кольцевую с циркулирующим в ней хладагентом и внутреннюю, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи путем интенсификации теплообмена в слое, внутренняя камера охлаждающего элемента выполнена с входным отверстием для прохода через неематериала слоя и дутьевыми соплами, соединенными трубопроводом с коробом подвода дутьевого воздуха через регулятор расхода, и снабжена выходным патрубком для вьшуска материала слоя в печь, расположенным выще входного отверстия. i 2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевая камера (Л охлаждающего элемента выполнена в виде термосифона, зона испарения которого размещена в кипящем слое, а зона конденсации выведена за пределы корпуса печи. N0 сд 4 сд