RU2039786C1

RU2039786C1 - Vertical furnace for thermal treatment of solid fuel

Info

Publication number: RU2039786C1
Application number: SU5009098/05A
Authority: RU
Inventors: нин Ю.И. Бел; Ю.И. Белянин; Г.И. Боровиков; В.Г. Вишнев; Н.Ф. Паличев; А.А. Павлов; А.И. Шульман
Original assignee: Акционерное общество "Завод "Сланцы"
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: vertical furnace has gas collecting channels and heating channels. Furnace is further provided with gas round-section supply channel disposed between above mentioned channels. Gas supply channel has vertical burners extending into each heating channel. Thickness of thermal treatment chamber wall in calcining zone exceeds wall thickness in heating zone by 15-75% EFFECT: increased efficiency in thermal treatment of pitch or petroleum coke. 1 dwg

Description

Изобретение относится к термообработке, в частности к технике прокалки углеродосодержащих материалов в огнеупорных печах, и может быть использовано в цветной металлургии для термообработки нефтяного или пекового коксов. The invention relates to heat treatment, in particular to a technique for calcining carbon-containing materials in refractory furnaces, and can be used in non-ferrous metallurgy for heat treatment of petroleum or pitch coke.

Известна вертикальная камерная печь для непрерывного коксования горючих сланцев, включающая камеру термообработки, нагревательные простенки и газоотводящие окна. Конструктивно сечение камеры термообработки выполнено по высоте в виде непрерывного конуса с шириной вверху 352 мм и 464 мм внизу. Кладка такой печи крайне сложна, так как требует значительного количества до 650 типов сложных огнеупорных марок кирпича. A vertical chamber furnace for continuous coking of oil shales is known, including a heat treatment chamber, heating walls and gas vents. Structurally, the cross section of the heat treatment chamber is made in height in the form of a continuous cone with a width at the top of 352 mm and 464 mm at the bottom. The laying of such a furnace is extremely difficult, since it requires a significant number of up to 650 types of complex refractory grades of brick.

Известные конструкции при работе на высокотемпературном режиме не обладают достаточной жесткостью, возможны разрушения огнеупора за счет перетоков и горения продукционного газа на фасадных и разделительных стенках камеры. Срок службы печей в этом случае не превышает 8 лет. В известных конструкциях не решен вопрос самоочистки газосборного канала и возврата выносимой пыли. Known structures when operating at high temperature do not have sufficient rigidity, destruction of the refractory due to overflows and combustion of production gas on the front and dividing walls of the chamber is possible. The service life of the furnaces in this case does not exceed 8 years. In known designs, the issue of self-cleaning the gas collecting channel and the return of the outgoing dust has not been resolved.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вертикальная печь для термообработки твердого топлива, содержащая корпус, камеру термообработки с зонами сушки, нагрева, прокалки и охлаждения, нагревательные каналы и горизонтальный газосборный канал. Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a vertical furnace for heat treatment of solid fuels, comprising a housing, a heat treatment chamber with drying, heating, calcining and cooling zones, heating channels and a horizontal gas collection channel.

Недостатки известной печи заключаются в следующем. Камера термообработки по высоте выполнена непрерывно расширяющейся книзу. Изготовление огнеупорного кирпича и кладка такой печи значительно осложнены. Количество индивидуальных фасонных марок кирпича в конструкции превышает 600 штук. Наличие воронкообразного пылесборника в нижней части печи также значительно усложняет конструкцию печи, делает менее газоплотной ее кладку. Верхняя часть печи, где происходит загрузка сырья в камеру и его подсушка, на 10% высоты выполнена из шамотного огнеупора, выдерживающего значительно более количество теплосмен, чем основной материал кладки динасовый огнеупор. Опыт эксплуатации показал, что такой высоты недостаточно, при колебаниях уровня загрузки сырья резкие изменения температуры кладки распространяются на большую глубину камеры. В результате происходит растрескивание и разрушение динасового огнеупора, снижается на 5-15% срок службы печи. Анализ схода и температуры материала по сечению камеры показал, что скорость его движения по торцам камеры ниже, в этой зоне происходит перегрев продукта. Ширина суммарного живого сечения нагревательных каналов, определяющая величину теплопередающей поверхности, составляет 56-60% от общей ширины печи и не является в данном случае оптимальной. The disadvantages of the known furnace are as follows. The height heat treatment chamber is continuously expanding downward. The manufacture of refractory bricks and the laying of such a furnace are significantly complicated. The number of individual shaped grades of brick in the design exceeds 600 pieces. The presence of a funnel-shaped dust collector in the lower part of the furnace also significantly complicates the design of the furnace, making its masonry less gas-tight. The upper part of the furnace, where the feed is loaded into the chamber and dried, is 10% made of chamotte refractory, which can withstand significantly more heat exchanges than the main masonry material, dinas refractory. Operational experience has shown that such a height is not enough, with fluctuations in the level of loading of raw materials, sudden changes in the temperature of the masonry extend to a greater depth of the chamber. As a result, cracking and destruction of the dinas refractory occurs, and the furnace service life is reduced by 5-15%. An analysis of the descent and the temperature of the material over the cross-section of the chamber showed that its speed of movement along the ends of the chamber is lower; overheating of the product occurs in this zone. The width of the total living section of the heating channels, which determines the value of the heat transfer surface, is 56-60% of the total width of the furnace and is not optimal in this case.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обогрева и срока службы печи. The technical result of the invention is to increase the heating efficiency and the service life of the furnace.

Указанный эффект достигается тем, что в вертикальной печи для термообработки твердого топлива, содержащей корпус, камеру термообработки с зонами сушки, нагрева, прокалки и охлаждения, нагревательные каналы и горизонтальный газосборный канал, согласно изобретению, между газосборным и нагревательными каналами выполнен газоподводящий канал круглого сечения, имеющий вертикальные горелки, выходящие в каждый нагревательный канал, при этом толщина стенки камеры термообработки в зоне прокалки выбрана на 15-75% больше толщины стенки в зоне нагрева. This effect is achieved by the fact that in a vertical furnace for heat treatment of solid fuel, comprising a housing, a heat treatment chamber with drying, heating, calcining and cooling zones, heating channels and a horizontal gas collection channel, according to the invention, a gas supply channel of circular cross section is made between the gas collection and heating channels, having vertical burners extending into each heating channel, while the wall thickness of the heat treatment chamber in the calcination zone is selected to be 15-75% greater than the wall thickness in the heating zone va.

Выполнение канала калиброванным и по центру нагревательного канала позволяет более точно дозировать отопительный газ, а воздух подавать через оба косых хода. Увеличенная толщина огнеупора в зоне факела позволит лучше распределить тепло факела по высоте нагревательного канала. Если в известной конструкции печи нагрев может осуществляться газом с каллорийностью не выше 1500 ккал/м³, то данный вариант позволяет поднять ее до 3500-4000 ккал/м³. Примерно на 60-70^оС возрастает максимально допустимая температура огнеупора в зоне факела.The execution of the channel calibrated and in the center of the heating channel allows you to more accurately meter the heating gas, and air through both oblique moves. The increased thickness of the refractory in the zone of the torch will allow to better distribute the heat of the torch along the height of the heating channel. If in the known design of the furnace heating can be carried out by gas with a calorific value not higher than 1500 kcal / m ³ , then this option allows you to raise it to 3500-4000 kcal / m ³ . The maximum permissible temperature of the refractory in the zone of the flame increases by ^about 60-70 ° C.

На чертеже изображена вертикальная печь, разрез. The drawing shows a vertical furnace, a section.

Вертикальная печь для термообработки твердого топлива содержит корпус 1 из огнеупорного материала, камеру 2 термообработки с зонами сушки, нагрева, прокалки и охлаждения (зоны I-IV), нагревательные каналы 3, выложенные в корпусе 1 с обеих сторон камеры 2. В нижней части корпуса 1 выполнен горизонтальный газосборный канал 4. Под нагревательными каналами 3 выложены воздухоподводящие ходы 5. Между газосборным и нагревательным каналами 4 и 3 выполнен газоподводящий канал 6 круглого сечения, имеющий вертикальные горелки 7, выходящие в каждый нагревательный канал 3. Толщина стенки камеры 2 термообработки в зоне прокалки III выбрана на 15-75% больше толщины стенки в зоне нагрева II. The vertical furnace for heat treatment of solid fuel contains a housing 1 made of refractory material, a heat treatment chamber 2 with drying, heating, calcining and cooling zones (zones I-IV), heating channels 3, laid in the housing 1 on both sides of the chamber 2. In the lower part of the housing 1, a horizontal gas collection channel 4 is made. Underneath the heating channels 3, air supply ducts are laid out 5. Between the gas collection and heating channels 4 and 3, a circular gas supply channel 6 is made, having vertical burners 7 exiting each heater the flax channel 3. The wall thickness of the heat treatment chamber 2 in the calcination zone III is selected to be 15-75% greater than the wall thickness in the heating zone II.

Вертикальная печь работает следующим образом. A vertical furnace operates as follows.

Углеродистый материал, продвигаясь в корпусе 1 под действием силы тяжести сверху вниз, подвергается нагреву и прокалке за счет тепла, передаваемого через стенку корпуса 1. Парогазовая смесь удаляется из камеры 2 термообработки через газосборный канал 4. Сжигание отопительного газа происходит в вертикальных нагревательных каналах 3. При этом газ подводится в печь через канал 6 (корнюр) и распределяется по отдельным нагревательным каналам 3 через вертикальные калиброванные горелки 7. Воздух, необходимый для горения, поступает за счет тяги дымовой трубы через ходы 5, расположенные с двух сторон газовой горелки. Благодаря такому размещению газовоздушных потоков образуется устойчивый и хорошо регулируемый факел горения. Размеры подводящего канала и сечение горелок подобраны расчетно, исходя из потребности процесса в тепле, равном для нефтяного прокаленного кокса 800 ккал/кг. Толщина стенки камеры термообработки в печах такого типа обычно варьируется в интервале 90-170 мм, а заявляемое соотношение толщин стенки в зонах нагрева (верх)и прокалки (низ) определяется теплопроводностью выбранного огнеупора. В качестве обоснования выбранных величин приведена таблица. Изменение расхода тепла на процесс прокаливания в зависимости от утолщения стенки, расположенной напротив факела, приведено для огнеупора с высокой теплопроводностью (динас) и низкой (шамот). Carbon material, moving in the housing 1 under the action of gravity from top to bottom, is heated and calcined due to the heat transferred through the wall of the housing 1. The vapor-gas mixture is removed from the heat treatment chamber 2 through the gas collection channel 4. The heating gas is burned in the vertical heating channels 3. In this case, the gas is supplied to the furnace through channel 6 (corneure) and is distributed through separate heating channels 3 through calibrated vertical burners 7. The air required for combustion is supplied by draft smoke howl through pipe passages 5 arranged on both sides of the gas burner. Thanks to this arrangement of gas-air flows, a stable and well-regulated combustion flame is formed. The dimensions of the feed channel and the cross section of the burners are calculated on the basis of the heat demand of the process, which is 800 kcal / kg for oil calcined coke. The wall thickness of the heat treatment chamber in furnaces of this type usually varies in the range of 90-170 mm, and the claimed ratio of wall thicknesses in the heating zones (top) and calcination (bottom) is determined by the thermal conductivity of the selected refractory. As a justification of the selected values, the table is given. The change in heat consumption for the calcination process, depending on the thickening of the wall opposite the torch, is given for refractories with high thermal conductivity (dinas) and low (chamotte).

Claims

1. VERTICAL FURNACE FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL, comprising a housing, a heat treatment chamber with drying, heating, calcining and cooling zones, heating channels and a horizontal gas collection channel, characterized in that a circular gas supply channel having vertical cross sections is made between the gas collection and heating channels, going into each heating channel, while the wall thickness of the heat treatment chamber in the calcination zone is selected to be 15 75% more than the wall thickness in the heating zone.