Установка для термообработки измельченного материала Советский патент 1982 года по МПК F23G7/00 F27B15/00 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ИЗМЕЛЬЧЕННОГО

МАТЕРИАЛА

1

Изобретение относится к энерготехнологии и может быть использовано в установках для гидротермического обесфторивания фосфатов, огневого обезвреживания жидких и газообразных отходов, обжига сульфидных материалов в цветной металлургии и химической промышленности и в других отраслях.

Известен энерготехнологический агрегат для термообработки измельченных материалов, содержащий циклонную технологическую камеру, горизонтальную камеру-газрход - сборник расплава и.газоход котлаутилизатора, скомпонованные таким обр азом, что выходная горловина горизонтальной камеры-газохода, размещена в верхней его части, причем ось горловины перпендикулярна горизонтальной оси камеры-газохода 1.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для обезвреживания жидких промстоков, включающая камеру пульсирующего горения с головкой и резонансной трубой, расположенный под выходным срезом трубы сборник расплава и газоход с расположенными в нем теплообменными поверхностями 2./

К недостаткам существующих установок следует отнести невысокую удельную и агрегатную производительность, ограниченную конструктивными особенностями печи и значительным пылевыносом. Последний, в свою

5 очередь, снижает эффективность работы теплоутилизирующиХ поверхностей нагрева и надежность всей установки. Различные способы увеличения степени улавливания пыли приводят к росту охлаждаемых поверхностей

- и удельного расхода топлива. Применение кислорода значительно интенсифицирует процесс обработки материала в печи и снижает расход дополнительного топлива. Однако при этом значительно сокращаются удельные объемы газов, и для достижения

15 требуемой транспортирующей способности и смесеобразования в шихтовых горелках скорости газа достигают 50-100 м/с. В результате обработка материала происходит в струе, и объем технологической печи исполь. зуется неполностью. В то же время наличие больших ограждающих поверхностей, требующих охлаждения для надежности их работы, приводит к дефициту тепла в процессе и необходимости подвода дополнительной энергии. Тонкодисперсность перерабатываемого материала (около 50%частиц имеет размер менее 50 мк) и большая аэродинамическая длина факела определяет высокую запыленность отходящих газов (до 500 г/м), пылевынос до lOVo от массы перерабатываемой шихты. Большой пылевынос и дефицит тепла приводит к интенсивному зарастанию входного отверстия в котел-утилизатор. Как правило, печь приходится останавливать еженедельно для очистки аптейки от настыли. Значительный пылевынос способствует загрязнению поверхности нагрева котловутилизаторов и снижает эффективность работы и надежность всей установки. Цель изобретения - повышение эффективности процесса термообработки. Поставленная цель достигается тем, что в установке для термообработки измельченного материала, содержащей плавильную камеру пульсационного горения, выполненную с головкой и резонансной трубой с размещенным под выходным срезом трубы сборНИКОМ расплава, и камеру охлаждения, резонансная труба выполнена из трубок, образующих ее цилиндрическую поверхность, и размещена в камере охлаждения, причем в выходном конце резонансной трубы часть трубок отогнута вовнутрь, образуя продольные щели, равномерно размещенные по ее периметру. На фиг. 1 изобр 1жена установка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Энерготехнологический агрегат включает вертикально установленную камеру пульсирующего горения, состоящую из головки 1 и резонансной трубы 2. Последняя размещена в камере 3 охлаждения котла-утилизатора 4. Головка 1 размещена на потолочном экране 5 камеры 3 охлаждения. В нижней части камеры 3 охлаждения размещен сборник 6 расплава под выходным срезом резонансной трубы 2.. В нижней части резонансной трубы 2 выполнены продольные щели 7, образованные отогнутыми вовнутрь стенками резонансной трубы. Установка работает следующим образом. В .головку. 1 подается обрабатываемый материал, окислитель и, при необходимости, топливо для обеспечения термообработки материала. Обработка материала производится в головке 1 и резонансной трубе 2. При этом в полной мере используются преимущества пульсирующего горения. Поверхность резонансной трубы 2 служит сепарирующей, на которой происходит улавливание расплава и обработка материала. В нижней части резонансной трубы 2 происходит разделение потоков плава и газа. Газы через щелевые отверстия 7 в резонансной трубе 2 поступают в объем камеры 3 охлаждения, плав поступает в сборник 6 расплава, откуда удаляется через летку. Проходя через камеру 3 охлаждения, газы снижают свою температуру и поступают через окно в газоход котла-утилизатора 4. Обработка материала в пульсирующей камере обеспечивает высокую интенсивность тепло- и массообменных процессов, при этом в полной мере используются преимущества пульсирующего горения: высокий температурный уровень, высокая концентрация свободных радикалов в пламени, чрезвычайно высокая турбулизация газового потока, использование пульсаций для полного заполнения материалов всего объема плавильной камеры. Одновременно обеспечивается минимальный отвод тепла, благодаря меньшим охлаждающим поверхностям, высокая степень сепарации расплавленных частиц из газового потока, благодаря коагуляции мелких частиц. Эффект пульсаций дополнительно используется для очистки поверхностей нагрева, что обеспечивает эффективное охлаждение газового потока до входа в конвективные поверхности котла-утилизатора. Наличие продольных щелей в нижней части резонансной трубы и образование их путем отгибки вовнутрь стенок резонансной трубы уменьшает или срвсем исключает втог ричный вынос расплава газами благодаря разделению потОков. Формула изобретения Установка для термообработки измельченного материала, содержащая плавильную камеру пульсационного горения, выполненную с головкой и резонансной трубОй с размещенным под выходным срезом трубы сборником расплава, и камеру охлаждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса термообработки, резонансная труба выдолнена из трубок, образующих ее цилиндрическую поверхность, и размещена в камере охлаждения, причем в выходном конце резонансной трубы часть трубок отогнута вовнутрь, образуя продольные щели, равномерно размещенные по ее периметру. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 573704, кл. F 27 В 15/00, 1977. 2.Терентьев В. Д. и др. Исследование особенностей топочных процессов в энерготехнологических установках огневого обезвреживания сточных вод. Труды ЦКТИ, № 149, Л., 1977, с. 49-57, рис. 3 (прототип).