Циклонная печь Советский патент 1981 года по МПК F27B15/00 

(54) ЦИКЛОННАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к печам ме ханического перемещения, а точнее к печам с .кипящим слоем, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической про мышленности, в цветной и черной металлургии для термообработки тонкоизмельченного минерального сырья во взвешенном состоянии. Известна циклонная плавильная камера, выполненн ая в виде двух усечен ных конусов, соединенных мелсду собой большими основаниями, и содержащая загрузочное устройство, сборник расплава, с устройством для слива, а такж топливовоздушные сопла 1 . Недостатком такой камеры является то, что процесс сжигания топлива, и технологический процесс обработки сырья осуществляются одновременно в одном и том же пространстве циклонной камеры. Кроме того, в результате различий основных законов, управляющих каждым из зтих процессов, в работающей циклонной плавильной камере процессы сжигания топлива и обработки сырья взаимно нарушаются. Неустранимые, отрицательные последствия взаимного нарушения указанных процессов являются ОСНОВНБМ фактором, о граничив а юсиим развитие и промышленную пригодность известной циклонной плавильной камеры. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является циклонная установка для термохимической переработки тонкоизмельченного минерального сирья, содержащая вертикальную спаренную циклонную плавильную камеру с загрузочными устройствами и с тангенциальным вводом топлива, кислорода и воздуха, сборник расплава с устройством для слива и газоотвод 2. Недостатками этой установки являются одновременное сжигание топлива и термообработка сырья в одной и той же камере, а также недостаточная сепарация расплава из газового потока. Цель изобретения - интенсификация процесса сжигания топлива. Указанная цель достигается тем, что циклонная печь для термообработки диспергированного минерального сырья, содержащая циклонные реакционные камеры с загрузочными устройствами, соединенными в нижней части со сборником расплава, устройство для слива, газоотвод, снабжена горизонтально расположенной и выполненной в виде цилиндра циклонной камерой сжигани топлива с устройствами для тангенциального ввода топлива и с выполненными в торцовых стенках камеры отверстиями для отвода продуктов сжигания топлива, причем газоотвод и устройство для слива расплава расположены в одной плоскости поперечного сечения сборника расплава на одинаковом расстоянии от входов циклонных реакционных камер в сборник расплава, а устройства для тангенциального ввода топлива и воздуха, расположены в сере дине боковой стенки камеры сжигания, причем устройство для ввода топлива, выполненное в виде горелки, преимугцественно щелевого типа, расположено под устройством для ввода воздуха. Кроме того, камера сжигания выполнена с отводами золы, расположенными в ее нижней части, а загрузочное уст ройство снабжено соосной реакционной камере компрессионной камерой, соединенной патрубком с источником сжатого воздуха, при этом устройство дл слива соединено трубопроводом с газо отводом, причем камера сжигания, цик лонгше реакционные камеры и сборник расплава изнутри изолированы тонким слоем минерального огнеупорного материала, а снаружи заключены в кожух На фиг. 1 изображена циклонная печь, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, вариант выполнения циклонной печи с удвоенным количеством циклонных реак ционных камер; на Лиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1. Циклонная печь содержит камеру 1 сжигания топлива с двусторонним выходом продуктов сжигания через круглые отверстия 2, расположенные в тор цовых стенках камеры сжигания, причем к последним присоединены циклонные реакционные камеры 3, цилиндриче кие в верхней и сужающиеся, с сохранением круглого поперечного сечения, в нижней частях. Реакционные камеры входят в сборник 4 расплава, из кото рого выводится газоотвод 5. в середи не боковой стенки камеры сжигания ус тановлены устройство б для ввода врз Духа нГ расположенное под ним устройство 7, для ввода топлива, выполненное в виде горелки, преимуп ественно щелевого типа, а также выдвижная пус ковая горелка 8. В камере сжигания в нижней ее части выполнены отвода) 9 для золы. Загрузочное устройство реакционной камецнл содержит трубопровод 10 ввода сырья, компрессионную камеру 11 г соединенную патрубком 12 с -источником сжатого воздуха. круглые отверстий 13 слива расплава из циклонньк реакционных камер в сборник расплава, квадратное отверстие 14 выхода газов из этого сборника, расположенные в крышке 15, и устройство 16 для слива расплава, определяют гидродинамическую и технологическую характеристики сборника. Газоотвод и устройство для слива расплава расположены в одной плоскости поперечного сечения сборника расплава на одинаковом расстоянии между входами реакционных камер в сборник расплава. Газоотвод к устройство для слива расплава соединены декомпрессиониым трубопроводом 17. , Снаружи камера сжигания, реакционные камеры и сборник расплава заключены в кожух 18. Дпя осмотра состояния рабочих поверхностей печи установлены контрольные люки 19 и 20. В другом варианте выполнения печи (фиг. 3) удвоенное количество реакционных камер позволяет значительно повысить производительность печи при относительно небольшом увеличении циклонной камеры сжигания. Печь работает следующим образом. От введенной в циклонную камеру 1сжигания топлива мазутной или газовой пусковой горелки 8 с электрическим воспламенителем, при соответственно подобранном количестве воздуха, подаваег юм устройством 6 для подачи воздуха, происходит зажигание основной струи топлива, подводимого в камеру 1 через устройство 7 для ввода топлива. После достижения стабильности процесса сжигания пусковая горелка 8 удаляется, а после получения в камере 1 газов с необходимой для данного процесса температурой в реакционные камеры 3 через загрузочное устройство начинается подача предназначенного для обработки сырья. Полученные в камере 1 сжигания газы с высокой текшературой практически в равном количестве и с очень высокой скоростью через отверстия 2 поступают в реакционные камеры 3, в которых они получают интенсивное вихревое движение в нисходящем потоке к сборнику 4 расплава. Если в качества топлива применена угольная пыль, то полученная в процессе сжигания зола полностью плавится, скапливается на дне камеры 1 сжигания и вытекает из нее или через отверстия 2в реакционные камеры 3,или, если по технологическим причинам она не должна входить в состав продукта полученного после обработки, через отводы 9. Используя отводы 9, можно удалить йэ печи более 95% в реакционные кшлеры 3 поступают газы с «шнимальнюл загрязнением минеральными вецествами. По оси вихря газов в реакционную камеру поступает сырье, которое интенсивно смоиирается с газами, в течение очень короткого времени нагревается и отбрасывается на рабочую стенку реакционной камеры, на которой подвергается также очень быстрому плавлению. Образованный расплав стекает вдоль стенок реакци онных камер 3 в сборник расплава. Некоторое количество мельчайших частиц сырья плавитсяуже в струе газов до соприкосновения с noaeipxностью рабочей стенки реакционных камер. Эти частицы подвергаются пред варительной сепарации из потока газов в сужающейся книзу части реакци онных камер 3 и окончательной - в сборнике 4 расплава. Отсепарированный расплав покидает печь непрерывно через устройство 16 для слива расплава, а газы с очень низкой сте пенью загрязнения микрокаплями расплава отводятся через отверстие 14 и газоотвод 5. Циклонная печь работает при нулевой разнице давления газа в газоотводе 5 и окружакяией среде. Небольшие размеры печи позволяют применять ее в работе при повышенном до 0,5 МП (5 ати) давлении, что значительно по вышает эффективность ее использовани в химической промь&1Ленности. Учитывая это, печь снабжена компрессионной камерой 11, соединенной патрубко 12 с источником сжатого воздуха, которым компенсируется отрицательное воздействие избыточного давления в печи на равномерность подачи сырья из дозировочных устройств, а также декомпрессионным трубопроводом 17 с целью устранения потерь газа через устройство 16 для слнва расплава. Процесс сжигания топлива в предлагаемой печи отделен от процесса обработки сырья, причем каждый из них осуществляется с использованием циклонного эффекта в отдельны:, отличающихся по конструкции, циклонных камерах. Это дает возможность ведения каждого из этих процессов в оптимальных для него условиях. Оптимизация условий сжигания топлива во входящей .в состав циклонной .печи камере сжигания с двустороннимвыходом продуктов сжигания позволяет интенсифицировать процесс сжигания топлива, что повышает рабочую температуру в печи. Эффектом действия обоих этих факторов является высокая производительность циклонной печи. Применение сборника расплава позволя ет получать почти 100%-ный выход рас плава и практически чистые отходящие из печи газы, что облегчает их использование и переработку. Предлагаемая печь дает возможност эффективно использовать зольное п. ливо, в том числе топливо с пониженноК калорийностью, поскольку имеющие ся в камере сжигания отво расплавленной ЭОЛЫ исключают загрязнение об работанного продукта минергшьными составляющими топлива. Формула изобретения 1.Циклонная печь Для термообработки диспергированного минерального .сырья, содержащаяциклонные реакционные камеры с загрузочными устройствами, соединенными в нижней части со сборником расплава, устройство для слива, газоотвод, отличаю щ а я с я тем, что, с целью иитвнсификации процесса сжигания топлива, она снабжена горизонтально расположенной и выполненной в виде цилиндра циклонной камерой сжигания топлква с устройством для таигенци шьного ввода топлива и с выполненными в торцовых стенках камесш отверстиями для отвода продуктов сжигания топлива, причем газоотвод и устройство для слива расплава расположены в одной плоскости поперечного сечения сборника расплава на одинаковом расстоянии от входов циклонных реакционных камер в сборник расплава. 2.Печь по п. 1, отличающая с я тем, что устройства для тангенциального ввода топлива и воздуха расположены в середине боковой стенки камеры сжигания, причем устройство для ввода топлива, выполненное в виде горелки, преимущественно . щелевого типа, расположено под устройством для ввода воздуха. 3.Печь по п. 1, отличаюm а я с я тем, что камера сжигания выполнена с отводами золы, расположенными в ее нижней части. 4.Печь по п. 1, отличающая с я тем,.что загрузочное устройство снабжено соосной реакционной камере компрессионной камерой, соединенной патрубком с источником сжатого воздуха. 5.Печь по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для слива соединено трубопроводом с гаЗООТВОДОМ. 1, отличаю6. Печь по п что камера сжигания, щ а я с я тем. циклонные реакционные камеры и сборник расплава изнутри изолированы тонким слоем минерального огнеупорного материала, а снаружи заключеиы з кожух. Источники , принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 366330, кл. F 27 В 15/00, 1967. 2.ЛвторЬкое свидетельство СССР 535448, кл. F 27 В IS/00, 1975.

AA

Ю

10

IS