Подина печи кипящего слоя для обжига сыпучего материала Советский патент 1977 года по МПК F27B15/10 

I

Изобретение относится к технике обжига сыпучего материала, например известняка, и может быть использовано в строительной, металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известна подина печи кипящего слоя, снабженная беспламенными горелками, представляющими собой прямоточное сопло, в верхней части которого установлена распределительная решетка или щелевая насадка с размером щели 0,8 м и высотой 50 мм 1. Горелки работают на подготовленной газовоздушной смеси, которая сжигается в кипящем слое материала.

Недостатками такой подины являются низкое расположение зоны горения, проскок пламени через распределительную решетку, работа щелевой насадки только на незапыленном воздухе, что приводит к расплавлению откосов материала, расположенного между горелками, прогару горелок и спеканию материала в слое.

Известна также наиболее близкая к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту подина печи, снабженная горелками, каждая из которых представляет собой прямоточное сопло цилиндрической, конической или сложной формы, по центру которого расположена топливоподводящая трубка с боковыми отверстиями 2. Воздух и топливо к

подине подаются раздельно и перемешиваются непосредственно в сопле горелки. Степень перемешивания определяется соотношением между высотой горелки и высотой расположения

отверстий топливоподводящей трубки от верхнего торца сопла горелки. Сжигание осуществляется в кипящем слое материала.

Однако в указанной подине возможно спекание материала. Это обзсловлено тем, что по

конструктивным соображениям и условиям обслуживания подины горелки устанавливаются на промышленных печах на расстоянии одна от другой не менее 200 мм, живое сечение сопла выбираетея из условия провала материала

и при этом скорость ожижающего потока, выходящего из сопла, должна быть выше скорости закипания частиц максимального размера. В результате чего раснределяется ожижающий агент по сечению аппарата локальными струями высокой энергии, которые пронизывают слой высотой до 500 мм и более. Поэтому над подиной слой состоит из набора струй и застойных зон материала. При сжигании топлпва образуется поле высоких температур, которое

попадает в область застойных зон материала кинящего слоя. Теплоотвод в зонах практически отсутствует, что приводит к спеканию материала. Кроме того, для захлопывания струи и полного сжигания топлива необходимо ноддер/кивать высоту слоя 1,5 м и выше, а это недет к увеличению истирания обрабатываемого материала. Цель изобретения - устранение спекания материала. Достигается это тем, что прямоточное сопло снабжено газораспределительной решеткой, установленной с торца сопла, а топливоподводящая трубка выполнена выступающей над решеткой, от которой боковые отверстия удалены на высоту, равную 0,5-1,5 разности между шагом установки горелки и диаметром решетки. На чертеже показана предлагаемая подина печи кипяш,его слоя для обжига сыпучего материала, общий вид. Подина состоит из крупноперфорированной решетки 1 с отверстиями 2, удаленными одно от другого на величину шага S. К решетке над отверстиями прикреплены гнезда 3, в которые вворачиваются сопла 4 горелок, а к верхней части сопла - газораспределительная решетка 5, сквозь нее по центру пропущена топливоподводящая трубка 6 с боковыми отверстиями 7. Пространство между горелками заполнено теплоизоляционным материалом 8, над которым расположена застойная зона 9 обрабатываемого материала. Работает подина следующим образом. Воздух подается в кипящий слой через газораспределительную решетку 5 прямоточного сопла 4, топливо - через отверстие 7 топливоподводящей трубки 6. Над горелками подины образуется кипящий слой, состоящий из струй газового потока, застойных зон 9 материала и псевдоожиженного материала. В струе ожижающего агента происходит струйное смешение и частичное сжигание топлива. Установка прямоточного сопла 4 с газораспределительной решеткой 5 позволяет путем увеличения диаметра верхнего сопла более равномерно распределить воздух по сечению аппарата, уменьшить энергию струи, свести к минимуму высоту застойных зон материала. Отверстия топливоподводящей трубки устанавливают на уровне застойных зон материала на высоте Н, численно равной 0,5-1,5 разности между шагом установки горелок и диаметром Д газораспределительной решетки 5. Я (0,5-1,5), где L S-D Высота застойной зоны материала меняется в зависимости от форсировки, высоты слоя и диаметра обрабатываемых частиц в пределе, равном 0,5-1,5 длины застойной зоны L. Эта величина установлена опытным путем. Скорость топливоподводяш,ей струи определяют расчетным путем из условия, что ее дальнобойность должна перекрыть сечение струи ожижаюш,его агента. В результате такой установки топливоподводящей трубки над газораспределительной решеткой, сжигание происходит выше застойных зон материала, что устраняет контакт поля высоких температур с неподвижными частицами. Использование предлол енной конструкции подины печи кипящего слоя для обжига сыпучего материала позволяет устранять спекание материала, тем самым увеличивать кампанию печи и ее экономичность. Например, промышленная эксплуатация печи кипящего слоя на Макеевском металлургическом заводе показала, что печь простаивала из-за ремонта кладки в зоне обжига, замены и ремонта горелочных устройств, очистки печи от спеков примерно 4, 5 суток в месяц, а это уменьшало производительность агрегата на 15%. Формула изобретения Подипа печи кипящего слоя для обжига сыпучего материала, набранная из горелок, каждая из которых вьшолнена в виде прямоточного сопла с расположенной по центру топливоподводящей трубкой с боковыми отверстиями, отличающаяся тем, что, с целью устранения спекания материала, прямоточное сопло снабжено газораспределительной решеткой, установленной с торца сопла, а топливоподводящая трубка выполнена выступающей над решеткой, при этом боковые отверстия расположены над решеткой на высоте, равной 0,5- 1,5 разности между шагом установки горелки и диаметром решетки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Высокотемпературные эндотермические процессы в кипящем слое. Сборник. М., «Металлургия, 1968, с. 236. 2.Авторское свидетельство СССР № 239101, кл. F27 В 1/16, 1966.