Устройство для сухого охлаждения кокса Советский патент 1986 года по МПК C10B39/02 

112

Изобретение относится к охлаждению сыпучих, полидисперсных материалов, преимещественно прокаленного кокса, используемого для производства анодной подовой массы и электродов, н может быть применено в цветной металлургии, в алюминиевой промыишенности а также в химической и других отраслях промышленности, где продукты термической обработки обжига или спекания выходит с температурой порядка 1200-1300 С из термической печи.

Цель изобретения - снилсение энергозатрат и повышение ремонтоспособ-- нести.

На фиг.1 изображено устройство для сукого охла;кдения кокса, общий вид; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - продольный разрез Б-Б на фиг.2.

Установка для сухого охлаждения горячего полидисперсного материала (кокса) состоит из камеры охлаждения разделенной на две части - верхнюю 1 и нижнюю 2, с помощью горизонтальной перфорированной решетки 3, и снабжен ных охлаждающими рубашками Аи 5 соотвественно. Для загрузки кокса из печи в верхней части 1 камерыохлагкдения выполнено загрузочное отверстие 6,

Через свод 7 камеры охлаладения пропуадены охлалсдающие штанги 8 и 9, выполненные в виде термосифонов разной длины, представляющих собой полые, заглушенные с торцов и частично заполненные теплоносителем трубы. Удлиненные охлаждаюш ие штанги 8 через отверстия в горизонтальной перфорированной решетке 3 выведены в нижнюю часть 2 камеры охлаждения, а их

45

Раскаленный кокс с температурой 1200°С поступает в реакционную шахту 1 (верхняя часть 1 камеры охлаждения) через загрузочное отверстие 6, где отдает часть тепла охлз-ждающей рубашке 4 и тепловоспр.инимающим зонам охлаждающих штанг, расположенных в полости верхней части камеры, которые вместе с рубашкой образуют теплооб- менные поверхности первой ступени ох- лаж,цения. Такая конструкция обеспечивает медленное и равномерное охлаждение массы кокса в поперечном сечении, поскольку рубашка 4 охлаждает весь объем материала по его периферии, а охлаждающие штанги своими тепловое- принимающими зонами охлаждают центральную часть этого объема. Медленное охлаждение кокса в верхней части 1 камеры обеспечивает высокое качество

тепло1 оспринима.ющие зоны 10 заведены в полость вертикальных цилиндрических труб 11. Тепловоспринимающие зоны 12 укороченных охлалщающих штанг 9 размещены в полости верхней части 1 камеры охла5кдения. Б охлаждающей рубашке 5 в вертикальных трубах 11 размещены конденсационные зоны 13 множест- .. гфодукта. Это достигается за счет ва термосифонов, у которых тепловое- постепенного,, без переме1швания час- принимающие зоны выполнены в виде тиц схода кокса в верхней части 1 камеры, Ш 1еющей большое поперечное сечение. В первой ступени кокс охлажда - ется на 100-150 С температурой 1000-1050°С, при которой заканчиваются физико-химические реакции з кокнaпpaвляюш x стержней 14 (фиг.З), закрепленных в стенках вертикальных труб 11 и сориентированных осями нисходящей винтовой линии.

Обе части камеры охлаждения 1 и 2 соединены между собой с помощью фланцевого соединения 15.

се, под действием силы тяжести поступает во вторую ступень охлазкдения ,

Под вертикальными трубами 11 в приемном -бункере 16 установлен механизм кокса 17, например, тарельчатого типа и транспортирующий механизм 18, например 5 в виде скребкового тр нспортера для подачи кокса на до- охлаждение в теплообменник-воздухоподогреватель 19, являющийся, по существу, третьей ступенью охлаждения кокса. В случае необходимости охлаждающие штанги 8 и 9 легко демонтиро 5

0

5 qn35

40

45

вать с помощью грузоподъемного механизма 20.

Соотношение высоты верхней части

1камеры охла вдения к нилсией ее части

2составляет 1:1,5-2,5, а отношение диаметра нилашй ча-с:ти 1 камеры охлаждения к ее высоте (доставляет 0,03- 0,06.

С целью побулодения продвижения и перемешивания кокса в вертикальных трубах 11 охлаждающие штанги снабжены вибрационными механизмами.

Для интенсификации теплообмена охлаждающие штанги 8, выведенные в трубы 11, снабжены выступами 21.

Устройство работает следующим образом.

Раскаленный кокс с температурой 1200°С поступает в реакционную шахту 1 (верхняя часть 1 камеры охлаждения) через загрузочное отверстие 6, где отдает часть тепла охлз-ждающей рубашке 4 и тепловоспр.инимающим зонам охлаждающих штанг, расположенных в полости верхней части камеры, которые вместе с рубашкой образуют теплооб- менные поверхности первой ступени ох- лаж,цения. Такая конструкция обеспечивает медленное и равномерное охлаждение массы кокса в поперечном сечении, поскольку рубашка 4 охлаждает весь объем материала по его периферии, а охлаждающие штанги своими тепловое- принимающими зонами охлаждают центральную часть этого объема. Медленное охлаждение кокса в верхней части 1 камеры обеспечивает высокое качество

.. гфодукта. Это достигается за счет постепенного,, без переме1швания час- тиц схода кокса в верхней части 1 камеры, Ш 1еющей большое поперечное сечение. В первой ступени кокс охлажда - ется на 100-150 С температурой 1000-1050°С, при которой заканчиваются физико-химические реакции з коксе, под действием силы тяжести поступает во вторую ступень охлазкдения ,

выполненную в виде вертикальных цилиндрических труб 11, снабженных охлаждающей рубашкой 5, направляющими стержнями 14, а также тепловос- принимающими зонами 10 удлиненных охлалодающих штанг 8. Такая конструкция теплообменных поверхностей второй ступени охлаждения позволяет обеспечить интенсивное охлаждение полидисперсного кокса до 400-450°С, исключая при этом продувку кокса инертным газом, что неприемлемо для охлаждения полидисперсного кокса, содержащего пылеобразные фракции, вынос которых с потоком газов неизбежен и, в связи с этим, неизбежны потери материала, вызывающие загрязнение окружающей среды. Интенсивное охлаждение полидисперсного кокса производится следующим образом. Под действием силы тяжести кокс перемещается вниз по кольцевым каналам, образованным стенками вертикальных труб 10 и расположенными в центре каналов тепловоспринимающими зонами 9 удлиненных охлаждающих штанг 8, при этом теплообменные поверхности отнимают тепло от прилегаюпщх к ним слоев кокса,Крупные фракции кокса при движении вниз контактируют с расположенными в кольцевом канале по нисходящей винтовой линии тепловоспринимающими зонами множества термосифонов, являющихся для кусков кокса направляющими, выполненными в виде стержней 14, служащих для воздействия на тра- екторию движения кусков кокса. При этом стержни затормаживают куски кокса, охлаждая их, и изменяют траекторию их движения, прижимая их либо к стенке вертикальной трубы 11 или к тепловоспринимающей зоне 10 охлаждающих штанг, что в обоих случаях интенсифицирует их охлаждение. Смещение кусков кокса к стенкам производится в результате наклона стержней 14, вызывающего скольжение по ним кусков кокса, находящихся при этом в положении неустойчивого равновесия и стремящихся под давлением на них вышележащих слоев кокса занять более устойчивое положение. Для предотвращения заклинивания кусков кокса между тепловоспринимающими зонами направляющих стержней 14 и стенками вертикальных труб 11 просвет между ними у каждого направляющего стержня расширяется по длине стержня. Изменение траектории движения крупных кусков кокса вызываййии г и ехfO

J5

20

25

30

35

40

45

50

55

ет также интенсификацию охлаждения мелких фракций кокса, поскольку заторможенные, перемещающиеся в поперечном и продольном направлениях куски кокса используются как насадка по отношению к мелким фракциям кокса, через которую приходится при своем движении просыпаться мелким фракциям кокса. Это приводит к интенсивному перемещению мелких фракций и снижению градиента температуры в поперечном сечении охлаждаемого кокса. Этому способствует выполнение вертикальных труб 11 цилиндрической формы и более узкими по сравнению с сечением камер охлаждения в устройстве прототипа, а также обеспечение передачи колебательных движений тепловосприни- мающим зонам 10 (которые могут иметь на своей поверхности выступы 21).за счет снабжения охлаждающих штанг вибрационными механизмами. Такая конструкция второй ступени охлаждения позволяет охладить полидисперсный кокс без его потерь и угара до температуры прекращения его химической активное- ти, т.е. до температуры 400-450 С, поскольку охлаждение производится в условиях полной герметичности установки, при этом предусматривается . при охлаждении кокса в первой и второй ступенях вьфаботка пара промьш- ленных параметров; для этого все охлаждающие элементы этих ступеней охлаждения образуют систему испарительного охлаждения кокса.

Охлажденный в вертикальных трубах 11 кокс при помощи механизма выгрузки 17 поступает в приемный бункер 16. Б последнем происходит отделение пылевидной фракции кокса и последующий ее отсос из него для использования по технологическому назначению. Более крупные фракции кокса из приемного бункера 16 транспортирующим механизмом 18 подаются на доохлаждение в теплообменник-воздухоподогреватель 19, где происходит окончательное охлаждение крупных фракий кокра, а наг- ретьш в нем воздух подается в виде дутья в коксопрокалочную печь.

Данная конструкция установки позволяет производить, при необходимости, текущий ремонт теплообменных поверхностей второй ступени охлаждения, не останавливая для этого установку. Охлаждающие штанги 8 и 9 в случае их неисправности могут быть извлечены

и заменены исправными при помощи грузоподъемного механизма 20, а вьппед- шую из строя вертикальную трубу 11 можно заменить, предварительно установив во фланцевые разъемы 15 неис- правной трубы заглушки для прекращения поступления в нее кокса, а также отключив ее от системы охлаждения. После установки на место исправной трубы 11 и проведения подготовитель- ных работ (в обратной последовательности) она может быть включена в работу с небольшими трудозатратами.

Формула изобретения

1. Устройство для сухого охлаждения кокса, содержащее камеру охлаждения, снабженную вертикальными охлаждающими штангами, расположенными внутри камеры, верхним загрузочным отверстием и нижними разгрузочньми отверстиями с механизмами для выгрузки кокса, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повьш1екия ремонтоспособности, охлаждающие штанги выполнены в виде термосифонов разной длины и пропущены через свод камеры охлаждения,.которая разделена горизонтальной перфорированной решеткой на верхнюю и нижнюю части, при этом нижние концы коротких

O

5

0

5

0

штанг расположены в верхней части камеры, а нижние концы длинных штанг расположены в нижней части камеры в трубах, которые установлены в отверстиях перфорированной решетки и нижних разгрузочных отверстиях, соединены через нижние отверстия с тепло- обменником-воздухоподогревателем и снабжены охлаждающей рубашкой, в которую выведены конденсационные зоны термосифонов, выполненных в виде направляющих стержней, тепловоспринима- ющие зоны которых размещены по винтовой линии на внутренней поверхности труб.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что соотношение высоты верхней части камеры охлаждения и нижней части составляет 1:1,5- |-2,5, а отношение диаметра нилшей части к ее высоте составляет 0,03-0,06.

3.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что, с целью

побуждения продвижения и перемешивания кокса в трубах, охлаждающие штанги снабжены вибрационными механизмами.

4.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что охлаждающие штанги в трубах снабжены выступами, являющимися зеркальным отражением направляющих стержней.

17

г

/42

//

4 W 14

I I

4 # SK««e«V5« ;ilW5tfQiWV rtfVW WW 6«mW5«M :«W r: K«V K rfWWS4 h

/;

//

4 W 14

I I

.2

Изобретение относится к устройствам для сухого охлаждение кокса и позволяет снизить энергозатрат и повысить ремонтоспособность устройства. Устройство содержит камеру охлаждения, снабженную вертикальными охлаждающими штангами, расположенньми внутри камеры, верхним загрузочным отверстием и нижними разгрузочными отверстиями с механизмами для выгруз - ки кокса. Охлаждающие штанги выполнены в виде термосифонов разной длины и пропущены через свод камеры охлаж-. дения, которая разделена горизонтальной перфорированной решеткой на верхнюю и нижнюю части, при этом нижние концы коротких штанг расположены в верхней части камеры, а нижние концы длинных штанг расположены в нижней части камеры в трубах, которые установлены в отверстиях перфорированной решетки и нижних разгрузочных отверстиях, соединены через нижние отверстия с теплообменником-воздухоподогревателем и снабжены охлаждающей рубашкой, в которую выведены конденсационные зоны термосифонов, выполненных в виде направляющих стержней, тепловоспринимающие зоны которых размещены по винтовой линии на внутренней поверхности труб. Соотношение высоты верхней части камеры охлаждения и нижней ее части составляет 1 :1,5-2,5, а отношение диаметра нижней части к ее высоте составляет 0,03:0,06. С целью побуждения пробуждения и перемешивания кокса в трубах охлаждающие штанги снабжены вибрационными механизмами. Охлаждаещие штанги в трубах снабжены выступами, являющимися зеркальным отражением :направляющих стержней. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. § (Л

Редактор В.Ковтун

Фиг.З

Составитель Ю.Тимофеев

Техред Л.Олейник Корректор В,Бутяга

Заказ 7020/23 Тираж 482 Подписное ВНИШИ Государственн.ого комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4