Роторная печь для обжига мелкодисперсного материала Советский патент 1986 года по МПК F27B15/00 

Изобретение относится к печному устройству и может быть применено в производстве обжига мелкодисперсных материалов, в частности флотационного серного колчедана (FeS2) с целью получения обжигового газа, содержащего сернистый ангидрид (SO2).

Целью изобретения является повышение интенсивности обжига флотационного серного колчедана, уменьшение остатка серы в огарке и содержания пыли в обжиговом газе, снижение себестоимости сернистого ангидрида.

На фиг. 1 изображена роторная печь, разрез по вертикальной оси; на фиг. 2 - верхняя и нижняя части печи в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Печь состоит из корпуса 1 и вкладыша 2, футерованных изнутри, плоского кольца 3, шва скрепа 4, выступа 5 с ребром, вала 6, двух сальниковых уплотнений 7, двух колец 8, двух резьбовых втулок с маховиком 9 и двух резьбовых втулок 10, продолжение которых служит корпусом сальника. Для загрузки в печь флотационного серного колчедана установлены два патрубка 11 (один из них резервный) и усеченные конусы 12 и 13

тицы) сообщается вращающимся конусом 14 угловая скорость и благодаря ей они находятся некоторое время во вращающемся, взвешенном состоянии в верхнем объеме печи, образуя интенсивно-смешивающийся поток, так как в нем твердые частицы и воздух обладают большой угловой скоростью. При достаточно высоких скоростях ротора этот поток является безусловно турбулентным. Возникающие при этом турбулентные 10 пульсации стахостическим образом перемешают частицы твердого тела в газовой среде, обуславливая таким образом взаимную диффузию. Это является большим стимулом для реакции горения, и I фаза - термическая диссоциация нирита, проходящая с откалыванием одного атома серы и горением ее паров с поглощением тепла, является быстродействующей. Но сообщенная двухфазному потоку угловая скорость имеет конечное действие и горящие частицы, утратив ее, начинают по затухающей спирали опускаться, но на этом пути они вновь приводятся во вращательное движение потоком вторичного воздуха, выходящего из сопел 20 (количество сопловых ярусов по высоте печи не ограничивается), и вихревым потоком сме15

20

с фланцами, причем конус 13 керамический 25 щаются к оси печи, приобретая взвешеннои огнеупорный. Для сообщения вращательного движения флотационному серному колчедану на вал установлен конус 14. На выступ, в его пазы, установлены внутренняя 15 и наружная 16 огнеупорные трубы. Подача воздуха в печь с целью окисления и самовоспламенения флотационного серного колчедана, а также с целью охлаждения им ротора, электромагнитного преобразователя 17, пограничного слоя газа и частиц огарка колчедана у наружной поверхности трубы 16 осуществляется по воздухопроводным трубам 18 и 9, а вторичный воздух подается по соплам 20. Удаляется обжиговый газ по патрубку 21, а огарок - через выходное отверстие 22. Электрический ток передается к электромагнитному преобразователю по кабелю 23. Для снижения температуры в печи предназначен карман 24 (подача в него хладагента на фиг. 1 не показана) и охлаждающие элементы 25. Хладагент подается питающим механизмом 26. Печь устанавливается на основании 27.

Процесс обжига мелкодисперсных материалов, в частности флотационного серного колчедана, в печи осуществляется следующим образом.

После прогрева печи не менее чем до 500°С приводится во вращательное движение вал 6, который не соприкасается с футеровкой, а лишь с сальниковыми уплотнениями 7, затем по патрубку 11 поступает флотационный серный колчедан на конус 14 и одновременно под него, под конус 14 поступает воздух, подаваемый по воздухопроводным трубам 18 и 19 и далее по огнеупорным трубам 15 и 16. При этом компонентам двухфазного потока (воздух и твердые час35

вращательное движение. В этом вихревом потоке продолжается интенсификация горения частиц с выделением тепла, которое заканчивается с завершением III фазы реакции горения еще во взвешенном, вращающемся

30 состоянии. Вращающийся вокруг трубы 16 поток огарка в конечном счете начинает оседать и на этом пути притягивается к нижней части трубы 16 меняющимся по полюсам магнитным полем, создаваемым электромагнитным преобразователем 17. При перемене полюса магнитного поля огарок обрушивается и сползает по образующей асимметрично-конической части корпуса печи, направляясь на выход из печи через отверстие 22.

Обжиговый газ с минимальным содержанием пыли удаляется из печи по патрубку 21. Снижение температуры в печи, когда потребуется, возможно осуществлять благодаря Пропусканию охлажденного воздуха через карман 24 и хладагента через охлаждающие

5 элементы 25. Число витков охлаждающих элементов не ограничивается, они могут быть вовсе исключены, если выявлено, что для снижения температуры в печи достаточно прохождения воздуха по трубам 15 и 16, пропускания охлажденного воздуха через карман 24 и огарок при сходе из печи мало содержит серы.

40

50

Температура в верхней части печи 600- 700°С, а в нижней части 800-900°С. В этой 55 СВЯЗИ конус 14, усеченный конус 12 и сопла 20 целесообразно изготавливать из листовой стали, выдерживающей температуру в рабочем положении 1100--1200°С, а вал 6 - из сортового проката (прутки круглого сетицы) сообщается вращающимся конусом 14 угловая скорость и благодаря ей они находятся некоторое время во вращающемся, взвешенном состоянии в верхнем объеме печи, образуя интенсивно-смешивающийся поток, так как в нем твердые частицы и воздух обладают большой угловой скоростью. При достаточно высоких скоростях ротора этот поток является безусловно турбулентным. Возникающие при этом турбулентные пульсации стахостическим образом перемешают частицы твердого тела в газовой среде, обуславливая таким образом взаимную диффузию. Это является большим стимулом для реакции горения, и I фаза - термическая диссоциация нирита, проходящая с откалыванием одного атома серы и горением ее паров с поглощением тепла, является быстродействующей. Но сообщенная двухфазному потоку угловая скорость имеет конечное действие и горящие частицы, утратив ее, начинают по затухающей спирали опускаться, но на этом пути они вновь приводятся во вращательное движение потоком вторичного воздуха, выходящего из сопел 20 (количество сопловых ярусов по высоте печи не ограничивается), и вихревым потоком сме

5 щаются к оси печи, приобретая взвешенно5

вращательное движение. В этом вихревом потоке продолжается интенсификация горения частиц с выделением тепла, которое заканчивается с завершением III фазы реакции горения еще во взвешенном, вращающемся

0 состоянии. Вращающийся вокруг трубы 16 поток огарка в конечном счете начинает оседать и на этом пути притягивается к нижней части трубы 16 меняющимся по полюсам магнитным полем, создаваемым электромагнитным преобразователем 17. При перемене полюса магнитного поля огарок обрушивается и сползает по образующей асимметрично-конической части корпуса печи, направляясь на выход из печи через отверстие 22.

Обжиговый газ с минимальным содержанием пыли удаляется из печи по патрубку 21. Снижение температуры в печи, когда потребуется, возможно осуществлять благодаря Пропусканию охлажденного воздуха через карман 24 и хладагента через охлаждающие

5 элементы 25. Число витков охлаждающих элементов не ограничивается, они могут быть вовсе исключены, если выявлено, что для снижения температуры в печи достаточно прохождения воздуха по трубам 15 и 16, пропускания охлажденного воздуха через карман 24 и огарок при сходе из печи мало содержит серы.

0

50

Температура в верхней части печи 600- 700°С, а в нижней части 800-900°С. В этой СВЯЗИ конус 14, усеченный конус 12 и сопла 20 целесообразно изготавливать из листовой стали, выдерживающей температуру в рабочем положении 1100--1200°С, а вал 6 - из сортового проката (прутки круглого сечения), идущего на изготовление рабочих лопаток газовых турбин. Прочность их сохраняется высокой до 800-900°С.

Печь потребляет электроэнергии на валу ротора менее 50 Вт на 1 т/ч, позволяет интенсифицировать процесс обжига флотационного серного колчедана и уменьшить содержание остатка серы в огарке, а также уменьшить содержание пыли в выходяш,ем

Z

обжиговом газе и тем самым уменьшить расход электроэнергии, потребляемой электрофильтром при очистке обжигового газа. Печь обладает инерционностью, так как продолжительность пребывания частиц во взвешенном, враш,ающемся состоянии внутри печи относительно велика по сравнению с продолжительностью пребывания частиц при линейном движении в известной печи.

6

фиг 1

9 I-

фиг. 2