Шахтная печь для термической обработки кускового сырья Советский патент 1982 года по МПК F27B1/00 

(5) ШАХТЯАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КУСКОВОГО СЫРЬЯ

1

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при предварительной подготовке (декарбонизирующий ) фосфоритов к электровозгонке фосфора. Печь может найти применение и как сушильный агре гат для сушки кусковых материалов фосфорного производства (фосфатной мелочи, кремнистых материалов, кокса и др.).

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является печь для обжига сыпучих материалов, содержащая наклонную двухскатную подину с центральным отверстием и расположенными по периферии щелями для подачи газа, подогреватель, питатель, панельные излучатели, холодильник и горелочное устройство р .

Недостатками известной печи является то что, нагрев материала, например, в зоне сушки, осуществляется за счет теплопередачи через сплошную подину с индивидуальным подогревом самой подины специально установленным для этого подогревателем, что не обеспечивает равномерный прогрев материала по высоте слоя; для перегрузки материала из зоны сушки в другую зону (зону обжига) установлен питатель, работающий в тяжелых высокотемпературных условиях, что является причиной частого выхода его из строя; отжиг сыпучих материалов осуществляется в кипящем слое, что сопровождается значительным пылевыносом, большим расходом теплоносителя, низким коэффициентом использования тепла, подтверждением чему служат установленные внутри печи излучатели тепла. В известной печи возможно перерабатывать только материалы с однородным фракционным составом при весьма точной дозировке материала специальным питателем. Перемещение материала внутри печи происходит принудительно за счет динамического напора теплоносителя для фонтанирования частиц материала в обжиговой час ти печи, что приводит к повышенному расходу тепла на обжиг и большому расходу газа на поддержание материала во взвешенном состоянии. Выгрузка материала происходит стихийно, когда частицы материала разлетаются в стороны от центральной струи и случайно отбрасываются газовым потоком что не исключает попадание необожжен ных частиц. Не утилизируется тепло от зоны обжига и зоны охлаждения. Горелочное устройство установлено внутри печи и работает в весьма тяжелых условиях, так как для кипящего слоя необходимы большие скорости теплоносителя, а это значит, что под подиной необходимо иметь значительно давление, что возможно обеспечить лишь с помощью специальной компрессорной станции для подачи топлива в горелочное устройство, кроме того, управлять процессом приготовления теплового агента практически невозможно. Газовый агент используется только для поддержания слоя материа ла во взвешенном состоянии, частично для введения дополнительного тепла и для принудительного перемешивания материала. Цель изобретения - повышение КПД Указанная цель достигается тем, что шахтная печь для термической об ботки кускового сырья с зонами сушки, обжига и охлаждения, содержащая корпус и наклонные газораспределите ные каскадно расположенные подины, при этом подина в зоне охлаждения в полнена в виде каскадно закрепленны пластин, снабжена горизонтальной пе городкой, установленной неподвижно между зоной охлаждения и зоной обжи га, а подины прикреплены к стенкам корпуса под углом не менее угла естественного откоса обрабатываемого материала, при этом подины в зонах сушки и обжига выполнены в виде кас кадно закрепленных пластин, причем угол наклона пластин подин не более угла естественного откоса. Кроме того, подины установлены п углом, определяемым по формуле a-tg2y (T-arctg.g. где Т- угол естественного откоса м териала, град; с - ширина пластины, мм; а - величина щели для прохождения теплоносителя, мм 24 Пластины подин установлены вналест на величину, определяемую по ормуле При этом пластины подин выполнены одвижными. Угол наклона пластин, из которых зготовлены подины, ниже угла естестенного откоса обрабатываемого матеиала, что предотвращает просыпание го под решетку и задает угол подачи еплоносителя в слой. Это способстует более глубокому и полному теплобмену между теплоносителем и слоем, лучшает тепловой баланс в печи, поышает тепловой КПД и экономические оказатели работы печи. Нагрев матеиала осуществляется за счет тепла только дымовых газов. Тепло, полученное в зоне охлаждения, используется в зоне обжига, а остаточное тепло зоны обжига далее используется в зоне предварительного обжига и сушки сырья. Газораспределительные решетки установлены так, что направление движения материала изменяется на 180 с изменением места расположения поверхностей засыпки материала, т.е. поверхность засыпки материала предыдущей решетки становится нижним слоем засыпки материала последующей решетки, это обеспечивает равномерность обработки материала по всей высоте засыпки. Кроме того, с целью задания определенной и равномерной высоты засыпки слоя решетки расположены так, что конец одной отстоит от начала другой на расстоянии, равном толщине слоя, т.е. конец предыдущей решетки является регулятором высоты засыпки, что способствует равномерному распределению теплоносителя по всей засыпке. Для выравнивания скорости движения материала по газораспределительным решеткам выгрузка предусмотрена по всей ширине решетки, например, лотковым питателем, а разгрузочная течка выполнена телескопической. На фиг. 1 изображена печь, общий вид; на фиг. 2 - элемент газораспределительной подины. Печь содержит корпус 1, перегородку 2, газораспределительные подины 3, выполненные из каскадно расположенных пластин k с зазорами 5 для прохождения теплоносителя, газоходы 6-9, загрузочный бункер 10, разгрузочную телескопическую течку 11, смотровые люки 12, лотковый питатель 13, регулирующий шибер 1A. Плас тины Ц закреплены в корпусе печи при помощи осей 15 с неподвижно закрепленными на них рукоятками 1б. В основу работы печи заложен прин цип фильтрации теплоносителя через слой материала по всей площади сечения, и за счет подачи его в слой под углом, близким или равным углу естественного откоса, изменяется и удлиняется траектория прохождения теплоносителя в слой материала в сравне нии с подачей его в слой под прямым углом. Печь работает следующим образом, Обрабатываемый материал через загрузочный бункер 10 поступает на газораспределительные подины 3 зон суш ки, обжига и охлаждения. Высота слоя засыпки в зоне сушки Згэдается регулирующим шибером 1, в зонах обжига и охлаждения - за счет зазора между концами газораспределительных подин 3. Теплоноситель подается в подрешеточное пространство через газоходы 6 и 7, а в слой - через щели газораспр .делительной подины под углом, не пре вышающим угол естественного откоса материала. При включении лоткового питателя 13, производящего выгрузку материала по всей ширине печи, начинается движение обрабатываемого материала по решеткам. Задавая опреде. ленную скорость выгрузки материала при помощи лоткового питателя, можно регулировать время пребывания его в печи. Замена усложненной системы подин на более простые позволяет исключить индивидуальный нагрев отдельной поди ны, нагрев материала за счет менее эффективного метода - теплопередачи, заменив его на конвективный теплообмен с более высоким коэффициентом использования тепла. Последнее позво .ляет значительно повысить тепловой КПД печи. Многократное использование одного вида теплоносителя - газообразного - обеспечивает надежность и экономичность печи. Конструкция газораспределительной подины рассчитана на подачу теплоносителя в слой под углом естественного откоса, что позволяет увеличить продолжительност . контакта теплоносителя с материалом во времени ив пространстве. Расположение газораспределительных решеток 8 4 обеспечивает изменение направления движения материала на iSO, при этом происходит переворот поверхностного и нижнего слоя материала, что способствует равномерному прогреву по толщине слоя материала и повышению теплового КПД печи. Конструкция за- грузочного узла газораспределительных подин позволяет равномерно распределить слой материала по ширине решеток при заданной высоте слоя. Формула изобретения 1.Шахтная печь для термической обработки КУСКОВОГО сырья с зонами сушки, обжига и охлаждения, содержащая корпус и наклонные газораспределительные каскадно расположенные подины, при этом подина в зоне охлаждения выполнена в виде каскадно закрепленных пластин, отличаю щаяг с я тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена горизонтальной перегородкой, установленной неподвижно между зоной охлаждения и зоной обжига, а подины прикреплены к стенкам корпуса под углом не менее угла естественного откоса обрабатываемого материала, при этом подины в зонах сушки и обжига выполнены в виде каскадно закрепленных пластин, причем угол наклона пластин подин не более угла естественного откоса. 2.Печь по п. 1, отличающая с я тем, что подины установлены под углом, определяемым по формулеa-tg2. G 180 - (-3-- arctg c-tg2 a где - угол естественного откоса материала, град; с - ширина пластины, мм; а - величина щели для прохождения теплоносителя, мм. Зо Печь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что пллстины подин установлены внахлест на величину, определяемую по формуле . Печь по пп.1-3, отличающаяся тем, что пластины подин выполнены подвижными. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 33032, кл. F 27 В 15/00, 1968. Отходяи ие 3 / ок/ а дающего бодоука

f5