RU2066817C1 - Shaft furnace - Google Patents
Shaft furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066817C1 RU2066817C1 SU5060122A RU2066817C1 RU 2066817 C1 RU2066817 C1 RU 2066817C1 SU 5060122 A SU5060122 A SU 5060122A RU 2066817 C1 RU2066817 C1 RU 2066817C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- shaft
- gas collector
- duct
- furnace
- Prior art date
Links
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract description 8
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract description 6
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract description 6
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 76
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к оборудованию процессов обжига сырья или кускового материала, и может быть использовано в химической и строительной промышленности при обжиге известняка и других материалов. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to equipment for the processes of firing raw materials or lump material, and can be used in the chemical and construction industries for firing limestone and other materials.
Известна шахтная печь, включающая вертикальную шахту, центральную горелку, соединенную через вентилятор с отверстием в корпусе шахты рециркуляционным газоходом, газосборник, соединенный газовым трактом с системой газоочистки, дымососом и дымовой трубой (см. кн. Монастырева А.В. Александрова А.В. Печи для производства извести. М. Металлургия, 1979, с.68, 70, 71, аналог). A well-known shaft furnace, including a vertical shaft, a central burner connected through a fan with an opening in the shaft of the shaft by a recirculating gas duct, a gas collector connected by a gas path to a gas purification system, a smoke exhaust and a chimney (see pr. Monastyreva A.V. Aleksandrova A.V. Furnaces for the production of lime. M. Metallurgy, 1979, p. 68, 70, 71, analogue).
Недостатком известной шахтной печи является высокий удельный расход топлива, обусловленный тем, что рециркуляционный газоход присоединен к отверстию на боковой поверхности вертикальной шахты под датчиком нижнего уровня, что не позволяет распределять продукты сгорания по поперечному сечению шахты в зависимости от измерения порозности, поскольку при увеличении расхода рециркуляционного газа увеличивается концентрация кислорода в пристеночной области и одновременно уменьшается концентрация кислорода в центре печи, а это приводит к увеличению недожога, низкому качеству обжига и быстрому выходу из строя горелочных устройств. A disadvantage of the known shaft furnace is the high specific fuel consumption due to the fact that the recirculation gas duct is connected to the hole on the side surface of the vertical shaft under the lower level sensor, which does not allow the distribution of combustion products along the shaft cross section depending on the porosity measurement, since with an increase in the recirculation flow rate gas, the oxygen concentration in the near-wall region increases and at the same time the oxygen concentration in the center of the furnace decreases, and this leads to the magnitude of the burn, poor quality firing and rapid failure of the burner devices.
Известная шахтная печь (см. а.с. СССР N996816, кл. F27В 1/16), принятая за прототип по наибольшему количеству сходных признаков с заявляемой конструкцией, содержащая вертикальную шахту с горелками, дымососом и двумя газосборниками, верхний из которых выполнен с отверстиями по окружности печи и соединен газоходом через устройство газоочистки с всасывающим патрубком дымососа, соединенного с дымовой трубой, а нижний состоит из трубы, закрепленной с одной стороны, имеющий прямоугольное отверстие для всасывания продуктов сгорания из-под нижнего уровня шихты, выполненное на нижней образующей боковой поверхности трубы, причем ее верхняя боковая поверхность, находящаяся в шахте, закрыта
Недостатком известной шахтной печи является высокий удельный расход топлива из-за крепления трубы нижнего газосборника в противоположных стенах шахты, размещения на ней y-образной крышки и прямоугольного отверстия в центре и нижней ее части, поскольку при возникновении в центре слоя с уменьшенной порозностью требуется увеличить расход газов через нижний газосборник, при этом увеличивается температура газов и разрушается прямоугольное отверстие нижней части трубы и горелочные устройства, а при уменьшении порозности у стен шахты и одновременном увеличении расхода и температуры газа (для обеспечения равномерного обжига и снижения удельного расхода топлива) разрушается труба в местах ее крепления под воздействием веса y-образной крышки и веса обжигаемого материала. A disadvantage of the well-known shaft furnace is the high specific fuel consumption due to the fastening of the lower gas pipe in opposite walls of the shaft, the placement of a y-shaped cover and a rectangular hole in the center and its lower part, since if a layer with reduced porosity appears in the center, it is necessary to increase the consumption gases through the lower gas collector, while increasing the temperature of the gases and destroying the rectangular opening of the lower part of the pipe and burner devices, and with a decrease in porosity at the walls of the shaft a temporary increase in gas flow and temperature (to ensure uniform firing and reduce specific fuel consumption), the pipe is destroyed in the places of its fastening under the influence of the weight of the y-shaped cover and the weight of the material to be fired.
Задача предполагаемого изобретения сводилась к усовершенствованию конструкции узлов шахтной печи для получения технического результата, обеспечивающего высокое качество обожженного материала вследствие равномерного распределения температуры и количества продуктов сгорания топлива по объему материала, повышение надежности узлов, обеспечивающих распределение продуктов сгорания и горение топлива. The objective of the alleged invention was to improve the design of the nodes of the shaft furnace to obtain a technical result that ensures high quality of the calcined material due to the uniform distribution of temperature and the amount of fuel combustion products over the volume of the material, increasing the reliability of the nodes providing the distribution of combustion products and fuel combustion.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в шахтной печи, содержащей вертикальную шахту с горелками, рециркуляционным газоходом, дымососом и двумя газосборниками, верхний из которых выполнен с отверстиями по окружности печи и соединен газоходом через устройство для газоочистки с всасывающим патрубком дымососа, соединенного с дымовой трубой, а нижний выполнен в виде трубы с отверстием для ввода продуктов сгорания, соединенный с рециркуляционным газоходом, согласно изобретению, один конец нижнего газосборника выполнен открытым и установлен в центральной части шахты и соединен с газоходом верхнего газосборника перед устройством для газоочистки, при этом над трубой газосборника установлена дополнительная труба, концы которой соединены с атмосферой и расположены на разных уровнях, на дополнительной трубе в центральной части шахты закреплена горизонтальная полка, а напорный патрубок дымососа соединен с рециркуляционным газоходом. The above technical result is achieved in that in a shaft furnace containing a vertical shaft with burners, a recirculation gas duct, a smoke exhauster and two gas collectors, the upper of which is made with holes around the circumference of the furnace and is connected by a gas duct through a gas cleaning device to the suction pipe of the smoke exhauster connected to the chimney and the lower one is made in the form of a pipe with an opening for introducing combustion products, connected to a recirculation duct, according to the invention, one end of the lower gas collector is made about covered and installed in the central part of the mine and connected to the gas duct of the upper gas collector in front of the gas purification device, while an additional pipe is installed above the gas collector pipe, the ends of which are connected to the atmosphere and are located at different levels, a horizontal shelf is fixed to the additional pipe in the central part of the mine, and the exhaust pipe of the exhaust fan is connected to a recirculation duct.
Выполнение одного конца трубы нижнего газосборника открытым и соединение его с газоходом верхнего газосборника перед устройством для газоочистки, а также соединение напорного патрубка дымососа с рециркуляционным газоходом позволяет изменять соотношения расходов газов и обоих потоков в широких пределах в зависимости от порозности слоя в центре и на периферии шахты без увеличения температуры рециркуляционного газа и увеличения концентрации кислорода в нем, что обеспечивает тем самым надежную работу горелочных устройств при минимальном расходе топлива и высоком качестве обжига. The execution of one end of the pipe of the lower gas collector open and its connection with the gas duct of the upper gas collector in front of the device for gas purification, as well as the connection of the discharge pipe of the smoke exhauster with a recirculation gas duct allows you to change the ratio of gas flow and both flows over a wide range depending on the porosity of the layer in the center and on the periphery of the mine without increasing the temperature of the recirculation gas and increasing the concentration of oxygen in it, thereby ensuring reliable operation of the burner devices with a minimum ohm fuel consumption and high quality of firing.
Размещение над отверстием для всасывания газов нижнего газосборника дополнительной трубы (труб) с горизонтальной полкой исключает механические нагрузки от материала и горизонтальной полки на нижний газосборник, а выполнение отверстия для всасывания газов с торца трубы нижнего газосборника ликвидирует в значительной мере термические напряжения, что позволяет выполнять нижний газосборник из нелегированной конструкционной стали. Размещение дополнительных труб, концы которых соединены с атмосферой и расположены на разных уровнях над нижним газосборником, обеспечивает более низкую температуру стенки по сравнению с нижним газосборником, что также позволяет изготавливать ее из нелегированной стали. Placing an additional pipe (s) with a horizontal shelf above the gas intake hole of the lower gas collector eliminates mechanical stresses from the material and the horizontal shelf on the lower gas collector, and making the gas intake hole from the pipe end of the lower gas collector eliminates significantly thermal stresses, which allows lower gas collector from unalloyed structural steel. The placement of additional pipes, the ends of which are connected to the atmosphere and are located at different levels above the lower gas collector, provides a lower wall temperature compared to the lower gas collector, which also allows it to be made of unalloyed steel.
Горизонтальная полка может быть выполнена из низколегированной стали или бетонной. The horizontal shelf can be made of low alloy steel or concrete.
Из конструкции шахтной печи исключены рециркуляционный вентилятор и высокотемпературное устройство газоочистки. A recirculation fan and a high-temperature gas treatment device are excluded from the design of the shaft furnace.
Вес опытно-промышленной конструкции нижнего газосборника с трубами для шахтной печи диаметром 5,6 м и высотой 32 м составил 1 т. Вес полки из низколегированной стали 10 кг. The weight of the pilot industrial design of the lower gas collector with pipes for a shaft furnace with a diameter of 5.6 m and a height of 32 m was 1 t. The weight of the low-alloy steel shelf was 10 kg.
На фиг. 1 изображен общий вид шахтной печи, на фиг.2 поперечный разрез нижнего газосборника. In FIG. 1 shows a General view of the shaft furnace, figure 2 is a cross section of the lower gas collector.
Шахтная печь содержит вертикальную шахту 1 с горелками 2, рециркуляционный газоход 3, дымосос 4, верхний газосборник 5, выполненный с отверстиями 6 по окружности стен шахты 1 и соединенный газоходом 7 через устройство для газоочистки 8 с всасывающим патрубком дымососа 4, соединенного трубопроводом с дымовой трубой 9, а нижний газосборник 10 выполнен в виде трубы, снабженной с одной стороны отверстием 11 для всасывания продуктов сгорания из центральной части шахты 1 в газоход 7 верхнего газосборника 5 перед устройством для газоочистки 8, при этом над трубой нижнего газосборника 10 установлена дополнительная труба 12, концы которой соединены с атмосферой и расположены на разных уровнях, на дополнительной трубе 12 (или трубах) в центральной части шахты закреплена горизонтальная полка 13, напорный патрубок дымососа 4 соединен с рециркуляционным газоходом 3, верхний газосборник 5 и труба нижнего газосборника 10 снабжены дросселями 14 и 15 соответственно. The shaft furnace contains a vertical shaft 1 with burners 2, a recirculation gas duct 3, a smoke exhauster 4, an upper gas collector 5 made with holes 6 along the circumference of the walls of the shaft 1 and connected by a gas duct 7 through a gas cleaning device 8 with a suction pipe of a smoke exhauster 4 connected by a pipe to the chimney 9, and the
Шахтная печь работает следующим образом. The shaft furnace operates as follows.
Загружаемый материал подают в печь через загрузочное устройство на полку 13, установленную горизонтально на дополнительных трубах 12, в центральной части шахты 1, при этом под полкой 13 образуется полость, в которой через отверстия открытого конца трубы газосборника 10 отсасывают горячие продукты сгорания с температурой 400 600oС из центра печи и охлаждают их смешением продуктами сгорания, проходящими через слой холодного загружаемого кускового материала между газосборниками 5 и 10 и имеющими температуру 100 - 150oС в отверстиях в газосборнике 5, при этом в объединенном потоке, охлажденном до 300 350oС, отсутствуют липкие высокотемпературные вещества, что обеспечивает как высокое качество очистки в устройстве газоочистки 8, что, в свою очередь, гарантирует надежную работу дымососа 4, дымовой трубы 10, рециркуляционного газохода 3 и горелок 2.The feed material is fed into the furnace through a loading device on a
Увеличение расхода и температуры газа в нижнем газосборнике 10 вызывает одновременное снижение расхода и температуры в верхнем газосборнике 5, что обеспечивает постоянную температуру объединенного потока после смешения их в газоходе 7, газоочистке 8 и дымососе 9 при всех режимах работы печи, необходимую для надежной работы горелок 2 при соединении их рециркуляционным газоходом 3 с напорным патрубком дымососа 4. An increase in the gas flow rate and temperature in the
Расположение дополнительных труб 12 в зоне низких температур по сравнению с местом расположения нижнего газосборника 10 обеспечивает снятие нагрузок с этого газосборника от веса материала. При загрузке печи одновременно с кусковым материалом в верхний газосборник 5 поступает воздух, поэтому для предотвращения повышения концентрации кислорода в рециркуляционном газе прикрывают на 1 3 секунды (время пересыпания кускового материала из скипа в печь) дроссель 14 и полностью открывают дроссель 15. После загрузки эти дроссели возвращают в исходное положение. The location of the
Исходное положение дросселей определяют при устойчивом режиме по показаниям термопар в верхнем 5 и нижнем газосборниках 10 и по минимальной разности наибольшей и наименьшей активностей извести, например ±5% в течение смены. The initial position of the chokes is determined in a stable mode by the readings of thermocouples in the upper 5 and
С увеличением пористости материала на периферии по сравнению с центром шахты в верхнем газосборнике 5 повышается температура, а в нижнем 10 понижается. With increasing porosity of the material at the periphery compared with the center of the shaft in the upper gas collector 5, the temperature rises, and in the lower 10 it decreases.
Для увеличения равномерности степени обжига материала в объеме шахты 1 прикрывают дроссель 14 и одновременно открывают дроссель 15, при этом поток газа через центр печи увеличивается, а по периферии уменьшается, что уменьшает потери тепла с отходящими газами верхнего газосборника 5, уменьшает качество прокалки материала в центре шахты 1 и тем самым снижает удельный расход топлива. To increase the uniformity of the degree of firing of material in the volume of the shaft 1, the inductor 14 is closed and at the same time the inductor 15 is opened, while the gas flow through the center of the furnace increases and decreases along the periphery, which reduces heat loss with the exhaust gases of the upper gas collector 5, reduces the quality of calcination of the material in the center mine 1 and thereby reduces specific fuel consumption.
При увеличении пористости материала в центре по сравнению с периферией шахты 1 осуществляют открытие дросселя 14 и прикрытие дросселя 15, в результате по периферии увеличиваются расход и температура продуктов газов, а в центре, наоборот, уменьшается как температура газов, так и расход, при этом уменьшаются потери тепла с отходящими газами и удельный расход топлива в центре печи и уменьшается качество обжига по периферии. With increasing porosity of the material in the center compared to the periphery of the shaft 1, the opening of the throttle 14 and the covering of the throttle 15 are carried out, as a result, the flow rate and temperature of the gas products increase on the periphery, and in the center, on the contrary, both the temperature of the gases and the flow rate decrease, while heat loss with exhaust gases and specific fuel consumption in the center of the furnace and the quality of firing on the periphery decreases.
Опытно-промышленная эксплуатация предполагаемого изобретения на Николаевском глиноземном заводе при обжиге извести в течение более 8 месяцев подтвердила повышение надежности работы узлов печи, что привело к снижению простоев на 23 часа в течение 8 месяцев, улучшению качества обрабатываемой извести, что сказалось на ее активности, которая повысилась на 1,7% кроме того, наблюдалось снижение удельного расхода топлива на 15 кг у.т./т извести. Pilot operation of the proposed invention at the Nikolaev Alumina Plant during lime calcining for more than 8 months confirmed an increase in the reliability of the kiln units, which led to a decrease in downtime by 23 hours for 8 months, an improvement in the quality of the processed lime, which affected its activity, which increased by 1.7% in addition, there was a decrease in specific fuel consumption by 15 kg of equivalent fuel / ton of lime.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5060122 RU2066817C1 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Shaft furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5060122 RU2066817C1 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Shaft furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2066817C1 true RU2066817C1 (en) | 1996-09-20 |
Family
ID=21612286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5060122 RU2066817C1 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Shaft furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2066817C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2220391C2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-12-27 | Евгений Павлович Маков | Sectional shaft heat exchanger |
| RU2312288C2 (en) * | 2006-01-17 | 2007-12-10 | Валентин Михайлович Николаев | Shaft furnace |
-
1992
- 1992-08-26 RU SU5060122 patent/RU2066817C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Монастырев А.В. и др. "Печи для производства извести", М., Металлургия, 1979, с.68-71. 2. Авторское свидетельство СССР N 996816, кл. F 27B 1/16, 1981 г. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2220391C2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-12-27 | Евгений Павлович Маков | Sectional shaft heat exchanger |
| RU2312288C2 (en) * | 2006-01-17 | 2007-12-10 | Валентин Михайлович Николаев | Shaft furnace |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU629904A3 (en) | Device for heat treatment of fine grainy material | |
| US4076504A (en) | Waste gas purification apparatus | |
| BG99420A (en) | Method for improved manufacture of cement in long kilns | |
| JPH0510289B2 (en) | ||
| CN109574523A (en) | A kind of limekiln that the hot sending of gasification furnace coal gas of high temperature is directly burnt | |
| CN105582803B (en) | Boiler desulfurization method of denitration and its desulfurization and denitrification reaction stove | |
| US4702694A (en) | Furnace with modular construction | |
| RU2066817C1 (en) | Shaft furnace | |
| RU2079079C1 (en) | Method and shaft furnace for roasting of lump materials | |
| SU474665A1 (en) | Shaft furnace fluidized bed | |
| CN209685619U (en) | A kind of limekiln that the hot sending of gasification furnace coal gas of high temperature is directly burnt | |
| SU147521A1 (en) | Shaft Perlite Kiln | |
| CN109900126A (en) | A kind of direct evaporating-cooling device for administering electric furnace dioxin | |
| CN206082110U (en) | Gypsum board and special out of stock system of building gypsum production line | |
| RU2303759C1 (en) | Well furnace for producing granulated roasted calcium acid | |
| SU1759919A1 (en) | Conveyor-type annealing machine | |
| RU2024807C1 (en) | Plant for roasting granular materials | |
| CN208952074U (en) | A kind of low nitrogen burning gas boiler | |
| JPS6012899B2 (en) | Calcination method of powder raw materials | |
| SU423994A1 (en) | FURNACE FOR THERMAL TREATMENT OF BULK MATERIALS | |
| SU997831A2 (en) | Cyclone | |
| SU1362904A1 (en) | Shaft furnace | |
| JPS5924352Y2 (en) | Powder raw material calcination equipment | |
| RU1796850C (en) | Regenerative shaft kiln | |
| GB990521A (en) | Improvements in or relating to the burning and sintering of cement and similar substances, and shaft furnaces therefor |