Устройство для очистки и охлаждения горячих газов Советский патент 1987 года по МПК B04C5/20 

Изобретение относится к газоочистным устройствам циклонного типа и используется для очистки горячих газов плавильных агрегатов от расплавленных частиц продукта и возврата продукта в ванну печи.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки и частичная утилизация тепла.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Устройство для очистки и охлаждения горячих газов содержит конический входной патрубок 1, соединенный с одной стороны с отверстием вылета печи 2, а с другой - с цилиндроконической камерой 3, внутри которой расположена винтообразная вставка 4, выполненная из пучка эквидистантно расположенных в пространстве труб, включенных Б систему испарительного охлаждения. Над цилиндроконической камерой располагается прямоугольная камера 5, изготовленная из огнеупорных и теплоизоляционных материалов, внутри которой, преимущественно в шахматном порядке, расположены ряды труб 6, включенные в систему испарительного охлаждения. Верхний торец камеры 5 сообпдается с газоходом 7. Трубы 6 расположены под углом 35-75° к потоку газов.

Нижняя граница наклона осей труб к потоку газов под углом 35° обусловлена необходимостью обеспечения с наружной стороны труб пленочного режи.ма стекания расплавленного продукта, а с внутренней стороны - предотвращением расслаивания пароводяной смеси. Более низкое минимальное значение угла наклона осей труб 35° по сравнению с 50° в цилиндроконической камере объясняется тем, что скорость движения дымовых газов в камере 5 не пре- выщает 10 м/с и температура дымовых газов на входе в эту камеру несколько ниже, что повышает вязкость стекающего расплавленного продукта и обеспечивает устойчивый пленочный режим его стекания уже при угле наклона осей труб 35°.

В случае вертикального расположения труб 6 в прямоугольной камере значительно увеличивается строительная высота устройства и здания, в котором оно расположено. Поэтому верхняя граница угла наклона осей труб 75° в прямоугольной камере диктуется, соображениями экономичности.

Оси труб винтообразной вставки 4 расположены под углом 50-70° к горизонтали. При угле наклона 50° на наружной поверхности труб стекание продукта (фритты) происходит в устойчивом пленочном режиме, что способствует уменьшению выноса расплавленного продукта до минимальных размеров. Кроме того, достаточно большой угол

наклона осей труб к горизонтали (50°) предотвращает расслаивание пароводяной смеси, находящейся внутри труб, образующих винтообразную вставку.

Верхняя граница наклона осей труб, образующих винтообразную вставку, к горизонтали (70°) обусловлена тем, что вязкость расплавленного продукта (фритты) в зависимости от состава может иметь разQ личные значения. При более низких значениях для достижения на наружной поверхности труб устойчивого пленочного режима стекания расплавленного продукта в противотоке с потоком выводящихся из печи дымовых газов целесообразно увеличивать

5 угол наклона до 70°.

Входной патрубок 1 расположен с наклоном 40-45° к горизонтали. Выбор этого угла производится после экспериментальных исследований. Установлено, что это минимальный угол наклона, при котором обеспечивается достаточно интенсивное стекание расплавленного продукта (фритты) в печь в противотоке с потоком выводящихся из нее дымовых газов. Увеличение угла наклона конического патрубка не экономич5 но, так как приведет к увеличению строительной высоты устройства.

Устройство работает следующи.м образом.

Плавка продукта (фритты) осуществляется во вращающейся печи 2. В торце печи

установлена газовая горелка 8. В период плавки газ в печь поступает через отверстие 9 влета. Вывод дымовых газов из печи производится через отверстие 10 вылета, откуда по входному коническому патрубку. 1 дымовые газы попадают в цилиндрокони- ческую камеру 3. В камере 3 при помощи винтообразной вставки 4 осуществляется закручивание потока дымовых газов. При этом под действием центробежных сил расплавленные частицы продукта (фритты),

0 содержащиеся в дымовых газах, подводятся к охлаждаемым стенкам камеры 3, где, охлаждаются и прилипают к ее внутренней поверхности. По мере увеличения толщины слоя продукта, осевщего на внутренней поверхности камеры, и в связи с низким коэффициентом его теплопроводности слой продукта (фритты) постепенно размягчается и превращается в жидкотекущую пленку, стекающую по стенкам камеры 3 в противотоке с потоком дымовых газов через

Q конический патрубок 1 и отверстие 10 вылета в ванну расплава печи 2. На наружной поверхности винтообразной вставки 4 также образуется слой жидкотекущей пленки продукта и благодаря достаточно большому углу наклона осей труб, образующих

5 вставку, достигается свободное стекание жидкотекущей пленки продукта через конический патрубок 1 в ванну расплава печи.

5

Из камеры 3 очищенные дымовые газы попадают в прямоугольную камеру 5, где утрачивают враш,ательное движение и двигаются поступательно, обтекая ряды труб 6, включенных в систему испарительного охлаждения. При обтекании труб дымовые газы частично охлаждаются до температуры на 20-30° С ниже температуры начала деформации самой легкоплавкой составляющей продукта. Кроме того, в камере 5 осуществляется доочистка дымовых газов. Частицы уноса продукта, не уловленные в ци- линдроконической камере 3, оседают на нижних рядах труб 6, образуя на них слой шлакующегося продукта, по мере увеличения его толщины слой фритты размягчается и превращается в жидкотекущую пленку, стекающую в камеру 3. Затем очищенные и охлажденные дымовые газы попадают в газоход 7, откуда направляются на тепло- утилизирующие устройства или в дымовую трубу.

Формула изобретения

Устройство для очистки и охлаждения горячих газов, содержащее цилиндрокони

ческую камеру С патрубками и двойными стенками, между которыми находится охлаждающее вещество, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности очистки и частичной утилизации тепла, оно снабжено расположенной над цилиндроко- нической камерой и сообщающейся с ней прямоугольной камерой с размещенными в ней под углом 35-75° к потоку газов, преимущественно в щахматном порядке с переменным щагом рядами труб, цилиндроко- ническая камера снабжена винтообразной вставкой, выполненной из пучка эквидистантно расположенных в пространстве труб с углом наклона их осей к горизонтали 50-

5 70°, входной патрубок цилиндроконической камеры размещен в ее нижней части и выполнен конической формы, расширяющимся по ходу движения потока и с наклоном нижней стенки под углом 40-45° к горизонтали, при этом входной патрубок цилиндроко0 нической камеры выполнен с двойными стенками с образованием канала для охлаждающего вещества, а трубы цилиндроконической и прямоугольной камер снабжены патрубками подвода воды и отвода пароводяной смеси.

Изобретение относится к газоочистным устройствам циклонного типа и нозволяет повысить эффективность очистки и частично утилизировать тепло. Устройство имеет две камеры. Цилиндроконическая камера 3 снабжена винтообразной вставкой 4, выполненной из пучка эквидистантно расположенных в пространстве труб с углом наклона их осей к горизонтали 50-70° с патрубками подвода воды п отвода пароводяной смеси, и сообщается с прямоугольной камерой 5, выполненной из огнеупорных и теплоизоляционных материалов, в которых под углом 35-75° к потоку газов преимущественно в щахматном порядке расположены ряды труб, выполненные с возможностью включения их в систему испарительного охлаждения, причем трубы расположены с переменным шагом, при этом коническая часть цилнндроконической камеры 3 снабжена входным патрубком I конической формы с двойными.стенками и углом наклона 40-45° к горизонтали, выполненным с возможностью включения в систему испарительного охлаждения. 4 ил. € (Л 00 Gi О 00 о 05

Фиг. 2

Фиг.З

Составитель С. Горяйнова

Редактор И. ШуллаТехред И. ВересКорректор Л. Патай

Заказ 5779/1 1Тираж 517Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4