Энерготехнологический агрегат Советский патент 1993 года по МПК F27B19/00 C22B7/04 

ел

с

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в установках утилизации тепла печных газов баифнной, П, Т, Г-образной и других ком- понфвок с развитым по высоте радиацион- ныМ газоходом в металлургических агрегатах в условиях плавки материалов с образованием жидкого металла, штейнов, шлаков при выделении высокотемпературных, сильнозапыленных и агрессивных газов. Энерготехнологический агрегат содержит печь, опирающуюся на фундамент, закрепленный над ней на несущих конструкциях котел-утилизатор с радиационным газоходом, газоплотно соединенным с выходным окном печи и выполненным по крайней мере из двух частей, газоплотно сочлененных компенсатором, при этом нижняя часть газохода по высоте равна или превышает эквивалентный диаметр площади сечения выходного окна печи и закреплена на несущих конструкциях с помощью пружин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в установках утилизации тепла печных газов башенной, П, Т, Г-образной и других ком- понрвок (с развитым по высоте радиационным газоходом), например переработки свийцово-цинковых концентратов по технологии КИВЦЭТ-ЦС (кислородно-взвешенная циклонная электротермическая плавка).

(Целью изобретения является повышение надежности работы энерготехнологиче- ско|о агрегата в условиях плавки материалов с образованием жидкого металла, идейное, шлаков при выделении высокотемпературных, сильнозапыленных и агрессивных газов.

На фиг.1 изображен энерготехнологический агрегат (продольный разрез); на фиг. 2 - вариант компенсатора.

Энерготехнологический агрегат для пи- рометаллургической переработки материалов содержит металлургическую печь 1, опирающуюся на фундамент 2, с ограждающими поверхностями 3 с выходным окном 4 и котел-утилизатор 5 (парогенерирующий теплоутилизационный агрегат), закрепленный на несущих конструкциях 6 и выполненный из отдельных секций, образующих газоходы 7, 8. Ограждающие поверхности выполнены в виде мембранных поверхностей. Газоход 7 котла состоит, например, из. двух секций: нижней 9, газоплотно присоединенной к выходному окну 4 печи 1. и верхней 10, через переходной газох.од

00

о

ю VI

со

соединенной с газоходом 8. В верхней секции 10 газохода 7 и в газоходе 8 установле- ны конвективные теплообменные поверхности нагрева 12. Секции 9, 10 газохода 7 сочленены между собой газоплотным компенсатором 13.

Конструкция предпочтительного варианта компенсатора (см.фиг.2) следующая.

К верхней 10 и нижней 9 секциям газохода 7 по всему периметру присоединены газоплотные теплообменные поверхности 14, 15. С наружных сторон теплообменных поверхностей 14, 15 присоединены газоплотно уплотняющие элементы: к верхней 14 - в виде Г-образного(в сечении) элемента 16, к нижней 15 - в виде желоба 17, заполненного сыпучим или жидким материалом.

Верхняя секция 10 газохода 7, переходной газоход -11 и газоход 8 подвешены с помощью жестких шарнирно присоединенных тяг 18 к несущим конструкциям б. Нижняя секция 9 газохода 7 либо оперта на ограждающие поверхности 3 печи 1. либо с помощью пружинных подвесок и опор 19 закреплена на несущих конструкциях 6. Минимальная высота нижней секции 9 газохода 7 равна одному эквивалентному диаметру площади сечения выходного окна печи 1.

Работа энерготехнологического агрегата может быть описана следующим образом.

В плавильную часть металлургической печи 1 подают подготовленный концентрат, который плавится по известной технологии кислородно-взвешенной плавки. Образовавшийся в результате сжигания шихты расплав жидкого металла выпадает в ванну печи 1. В ванне печи осуществляется высокотемпературная обработка материалов, связанная с рядом химических реакций, в результате которых происходят отгонка цинка, получение чернового свинца, штейна и шлаков. Полученные промежуточные продукты выгружаются из печи 1 и поступают в дальнейшую технологическую переработку,

Ограждающие поверхности 3: подина, боковые стены и свод, выполненные из огнеупоров, кессонов на водяном охлаждении или кессонов из тепловых труб, обеспечивают минимально допустимое охлаждение расплава, сохраняя необходимую прочность при воздействии температуры и химических реакций а расплаве.

При нарушении целостности элементов ограждающих поверхностей попадание воды в ванну печи 1 исключается, так как давление циркуляционной воды не превышает 2-3 атм.

Образовавшиеся в результате сжигания шихты и металлургической переработки высококонцентрированные сернистые газы с температурой 1200-1300°С с каплями расплавленного металла и шихты (с запыленностью 500-1000 г/нм3) через выходное окно 4 печи поступают в нижнюю секцию 9 газохода 7 парогенерирующего теплоутилизаци- онного агрегата 5 для охлаждения газов и частичного улавливания пыли.

С целью максимальной сепарации пы- лей (и 500-1000 г/нм3), капель расплавлен5 ного металла и осаждения их обратно в

ванну печи 1 газы подают со скоростью 1-3

м/с. При этом пыль и капли расплава теряют

свои высокие адгезионные свойства, снижают кинетические скорости, в связи с этим

0 способность образования настылей на вы- сгупающих и углубленных элементах ограж- дающих мембранных поверхностей газохода 7 значительно уменьшается. При установке компенсатора 13 в месте стыков5 «и нижней 9 и верхней 10 секций газохода 7 на высоте не менее одного эквивалентного диаметра сечения выходного окна 4 печи 1, с уровнем температур 900-600°С, завершаются сопутствующие плавлению шихты про0 цессы, следовательно, значительно снижается комплексное воздействие (адге- зионных свойств пыли, расплавленных частиц металла, температуры и агрессивности газов) на элементы компенсатора 13.

5 в дальнейшем.отходящие газы, проходя через верхнюю секцию 10 газохода 7, омывая конвективные поверхности нагрева 12, поворачивают в переходной газоход 11, поступают в газоход 8 и охлажденные до тем0 пературы примерно 400°С удаляются из теплоутилизационного парогенерирующего .агрегата 5 на дальнейшую очистку и переработку,

Выпа вший из газов пылевынос оседает

5 на теплообменных поверхностях 12, стряхивается виброочисткой, осаждается в ванну печи 1 или бункер газохода 8.

В ограждающие мембранные, теплообменные поверхности 12, выделенные в кон0 туры циркуляции, поступает котловая вода, которая нагревается и испаряется за счет тепла отходящих печных газов, а образовавшаяся пароводяная смесь поступает в барабан-сепаратор(не показан).

5 Отсепарированный насыщенный пар направляется потребителю.

При разогреве энерготехнологического аппарата происходит тепловое расширение как самой печи 1, так и теплоутилизационного агрегата 5 (при охлаждении энерготехнрлогического агрегата перемещения всех элементов направлены в обратную сторону). Вертикальное увеличение размеров печи 1 и теплоутилизационного агрегата 5 компенсируется взаимной надвижкой верх- ирй 10 подвешенной секции и нижней секции 9 газохода 7.

Термические напряжения в мембран- н,ых экранных стенках теплоутилизационно- гр агрегата не возникают в связи со свободным взаимным перемещением элементов компенсатора 13. При этом газо- гфютность газохода обеспечивается за счет Погружения элемента 16 в слой уплотняю- среды желоба 17 и тем самым п редотв- р;ащается переток воздуха или отходящих фзов через компенсатор 13. Надежная компенсация температурных удлинений элементов теплоутилизационно- ф агрегата с обеспечением максимальной газоплотности способствует экономичной, эффективной работе при увеличении безостановочной кампании энерготехнологического агрегата.

Формула изобретения

2. Агрегат по п. 1,отличающийся тем, что нижняя часть газохода закреплена на несущих конструкциях с помощью пружинных опор и подвесок.