RU2160420C1 - Печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов - Google Patents
Печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2160420C1 RU2160420C1 RU2000112704A RU2000112704A RU2160420C1 RU 2160420 C1 RU2160420 C1 RU 2160420C1 RU 2000112704 A RU2000112704 A RU 2000112704A RU 2000112704 A RU2000112704 A RU 2000112704A RU 2160420 C1 RU2160420 C1 RU 2160420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hearth
- nozzle
- blast
- nozzles
- fluidized bed
- Prior art date
Links
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims description 7
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к металлургии и может быть использовано в химической промышленности. Сущность: печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов включает дутьевую камеру, подину, установленные на ней дутьевые сопла с горизонтальными отверстиями истечения дутья, реакционную камеру, свод, устройства для загрузки и выгрузки зернистого материала, устройства для подачи газового или жидкого восстановителя. Дутьевые сопла на подине установлены в двух уровнях, причем отверстие истечения дутья сопла второго уровня расположено на высоте (0,5-1,5)h от оси отверстия истечения дутья сопла нижнего уровня, где h - высота от оси отверстия истечения дутья сопла до вершины головки сопла. Дутьевые сопла расположены на подине в шахматном порядке. Изобретение позволяет обеспечить упрощение конструктивного оформления подвода псевдоожижающего агента, исключить образование пакета частиц над головками сопел и их спекание с поверхностью самих головок, улучшить процесс восстановления за счет обеспечения равномерного распределения восстановителя в слое. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в химической промышленности.
Известна печь для обжига зернистого материала в кипящем слое с подачей воздуха через дутьевые сопла подины, с боковым вводом жидкого топлива в слой через специальные форсунки, установленные горизонтально заподлицо с внутренней стенкой печи (Авт. свид. N 455232 СССР, МКИ F 27 В 15/10).
Недостатком известной конструкции печи является сложность конструктивного оформления подвода псевдоожижающего агента и трудность его регулирования по объему печи. При легко спекающихся материалах кипящего слоя, какими являются металлические порошки меди, никеля и железа, в печи указанной конструкции, при относительно больших ее поперечных размерах неизбежно происходит зарастание центральной части подины, так как хорошее перемешивание организовано только в периферийной зоне, а поперечный коэффициент перемешивания газа в псевдоожиженных системах невелик.
Известна печь кипящего слоя, содержащая камеру дутья, дутьевые сопла и форсунки на подине, камеру обжига, и устройства для загрузки и выгрузки материала (Авт. свид. N 535449, МКИ F 27 В 15/00).
В известной конструкции печи подина выполнена с горизонтальными каналами, в которых расположены форсунки.
Данная конструкция печи непригодна для восстановления закиси никеля и других окислов металлов вследствие зарастания подины металлическим настылем, нарушения равномерности распределения топлива по слою, зарастания выходных отверстий форсунок в условиях легко спекающихся материалов.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является печь кипящего слоя для обжига различных материалов, включающая дутьевую камеру, подину, равномерно установленные на ней дутьевые сопла с головками, в которых выполнены горизонтальные отверстия истечения газового реагента - псевдоожижителя, реакционную камеру, свод, устройства для подачи газового или жидкого восстановителя (А.Ф.Астафьев, Ю.В. Алексеев, Переработка в кипящем слое полупродуктов никелевого производства, Металлургия, М., 1991, 145-148).
В печи данной конструкции, в процессе восстановления закиси никеля с получением никелевого порошка на подине печи образуются плотные никелевые настыли. Механизм их образования заключается в следующем. Встречные струи воздуха из установленных на одном уровне головок сопел, взаимодействуя, образуют большие газовые пузыри, поднимающиеся из межсоплового пространства, вовлекая частицы порошка. Над поверхностью головок создаются области уплотнения псевдоожижаемой фазы. Частицы здесь медленно дрейфуют по поверхности головки от центра в межсопловое пространство. В случае легко спекающихся частиц, каковыми являются свежевосстановленные частицы никеля, над головками сопел образуются пакеты частиц, которые схватываются с поверхностью самих головок. Далее они уплотняются за счет спекания и увеличиваются в размере. Фонтанирующие области между соплами постепенно сужаются, в некоторых местах с течением времени перекрываются совсем, при этом существенно ухудшается процесс восстановления: нарушается равномерное распределение восстановителя в слое, создаются локальные места вторичного окисления металлического порошка, качество продукта резко падает. После остановки печь приходится чистить с применением отбойного молотка.
Конструкция предлагаемой печи кипящего слоя для восстановления окислов металлов позволяет избежать вышеуказанных недостатков и, следовательно, позволит увеличить кампанию печи, улучшить и стабилизировать качество продукции, уменьшить удельный расход восстановителя.
Предлагаемая печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов включает дутьевую камеру, подину, установленные на ней дутьевые сопла с горизонтальными отверстиями истечения дутья, реакционную камеру, свод, устройства для загрузки и выгрузки зернистого материала, устройства для подачи газового или жидкого восстановителя. В печи, предлагаемой нами, в отличие от прототипа, дутьевые сопла установлены на подине в двух уровнях, причем отверстие истечения дутья сопла второго уровня расположено на высоте (0,5- 1,5)h от оси отверстия истечения дутья сопла нижнего уровня, где h - высота от оси отверстия истечения дутья сопла до вершины головки сопла. Дутьевые сопла расположены на подине в шахматном порядке.
На чертеже изображено расположение сопел на подине печи кипящего слоя. Сопла первого (нижнего) уровня - 1; сопла второго уровня - 2. Пунктирной линией показана траектория движения струи воздуха.
Расположение головок дутьевых сопел на разных уровнях позволит предотвратить спекание металлических частиц за счет того, что поверхности головок первого (нижнего) уровня обдуваются струями соседних сопел, установленных на втором уровне. Величина перепада высот отверстий сопел определяется необходимостью воздействия струй дутья непосредственно над поверхностью головок сопел, расположенных вблизи от уровня подины, где в известных технических объектах имеет место уплотнение, сцепление и спекание частиц. При значениях перепада высот отверстий меньше 0,5h на поверхности головок сопел происходит спекание частиц материала. В области значений перепада высот более 1,5h непосредственное воздействие струй дутья верхнего сопла на головку нижнего сопла ослаблено настолько, что дальнейшее увеличение высоты не дает эффекта против образования пакетов сцепленных частиц. Кроме того, в данном объеме кипящего слоя начинается интенсивное перемешивание частиц материала с высокой скоростью перемещения в горизонтальном и вертикальном направлениях и образования спеков не происходит.
Шахматное чередование сопел разных уровней обеспечивает равномерный обдув воздухом головок сопел нижнего уровня, что также способствует лучшему протеканию процесса и предотвращает образование зон спекания частиц материала.
Печь работает следующим образом.
В печь, имеющую площадь подины 1,3 м3, непрерывно загружаются зернистые оксиды металлов. Через дутьевые сопла (1, 2), установленные в двух уровнях и в шахматном порядке, подается воздух в количестве, обеспечивающем псевдоожижение частиц слоя (~1500 нм3/час). Через водоохлаждаемые форсунки подаются газообразное или жидкое топливо и газ-распылитель. Соотношением воздух : топливо в кипящем слое поддерживается необходимая температура восстановления оксидов. При встрече потока топлива с потоком дутья происходит интенсивное перемешивание и газификация топлива. Одновременно происходит восстановление частиц оксидов металлов до металлического состояния.
Расположение головок дутьевых сопел в двух уровнях и в шахматном порядке обеспечивает предотвращение спекания металлических частиц за счет того, что поверхности головок первого (нижнего) уровня обдуваются струями соседних сопел, установленных на втором уровне, за счет чего печь работает устойчиво, выдавая никелевый продукт со степенью восстановления 98-100%.
Продукт восстановления - металлический порошок непрерывно выгружается. Газообразные продукты, содержащие преимущественно углекислый газ и пары воды, а также водород, углеводы и окись углерода, непрерывно удаляются через газоходное отверстие в своде.
Список используемой литературы
1. Авт. свид. N 455232 СССР, МКИ F 27 В 15/10.
1. Авт. свид. N 455232 СССР, МКИ F 27 В 15/10.
2. Авт. свид. N 535449, МКИ F 27 В 15/00.
3. А.Ф. Астафьев, Ю.В. Алексеев. Переработка в кипящем слое полупродуктов никелевого производства, М., Металлургия, 1991, с. 145-148.
Claims (2)
1. Печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов, включающая дутьевую камеру, подину с установленными на ней дутьевыми соплами с горизонтальными отверстиями истечения дутья, реакционную камеру, свод, устройства для загрузки и выгрузки зернистого материала, устройства для подачи газового или жидкого восстановителя, отличающаяся тем, что дутьевые сопла установлены на подине в двух уровнях, причем отверстие истечения дутья сопла второго уровня расположено на высоте (0,5 - 1,5)h от оси отверстия истечения дутья сопла нижнего уровня, где h - высота от оси отверстия истечения дутья сопла до вершины головки сопла.
2. Печь кипящего слоя по п.1, отличающаяся тем, что дутьевые сопла расположены на подине в шахматном порядке.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000112704A RU2160420C1 (ru) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | Печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000112704A RU2160420C1 (ru) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | Печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2160420C1 true RU2160420C1 (ru) | 2000-12-10 |
Family
ID=20234930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000112704A RU2160420C1 (ru) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | Печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2160420C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2298453C2 (ru) * | 2001-11-09 | 2007-05-10 | Фоест-Альпине Индустрианлагенбау Гмбх Унд Ко | Способ обработки порошкообразного, в особенности металлсодержащего, исходного материала и устройство для его осуществления |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU108615A1 (ru) * | 1955-01-19 | 1956-11-30 | А.И. Алавердов | Устройство дл распределени воздуха или газа, установленное в жароупорной подине печи дл обжига зернистых материалов в кип щем слое |
| GB1368352A (en) * | 1972-01-26 | 1974-09-25 | British Petroleum Co | Fluidised bed distributor plate |
| US4259088A (en) * | 1974-10-31 | 1981-03-31 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency | Distributing fluids into fluidized beds |
| SU1479808A1 (ru) * | 1987-01-20 | 1989-05-15 | Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова | Газораспределительна решетка |
| SU1486730A1 (ru) * | 1987-10-01 | 1989-06-15 | Ch Kt I Avtom Mekh Avtomobiles | Печь кипящего слоя для термической обработки зернистого материала |
| RU2047047C1 (ru) * | 1991-06-24 | 1995-10-27 | Василий Васильевич Онищенко | Способ регулирования живого сечения решетки |
-
2000
- 2000-05-22 RU RU2000112704A patent/RU2160420C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU108615A1 (ru) * | 1955-01-19 | 1956-11-30 | А.И. Алавердов | Устройство дл распределени воздуха или газа, установленное в жароупорной подине печи дл обжига зернистых материалов в кип щем слое |
| GB1368352A (en) * | 1972-01-26 | 1974-09-25 | British Petroleum Co | Fluidised bed distributor plate |
| US4259088A (en) * | 1974-10-31 | 1981-03-31 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency | Distributing fluids into fluidized beds |
| SU1479808A1 (ru) * | 1987-01-20 | 1989-05-15 | Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова | Газораспределительна решетка |
| SU1486730A1 (ru) * | 1987-10-01 | 1989-06-15 | Ch Kt I Avtom Mekh Avtomobiles | Печь кипящего слоя для термической обработки зернистого материала |
| RU2047047C1 (ru) * | 1991-06-24 | 1995-10-27 | Василий Васильевич Онищенко | Способ регулирования живого сечения решетки |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АСТАФЬЕВ А.Ф., АЛЕКСЕЕВ Ю.В. Переработка в кипящем слое полупродуктов никелевого производства. - М.: Металлургия, 1991, с. 145 - 148. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2298453C2 (ru) * | 2001-11-09 | 2007-05-10 | Фоест-Альпине Индустрианлагенбау Гмбх Унд Ко | Способ обработки порошкообразного, в особенности металлсодержащего, исходного материала и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2510925C (en) | Method and plant for the heat treatment of solids containing iron oxide using a fluidized bed reactor | |
| CA1157253A (en) | Jet layer granulator | |
| TWI454644B (zh) | 自儲存容器計量排出細粒至粗粒固體或固體混合物之方法及裝置 | |
| US3998929A (en) | Fluidized bed process | |
| KR20060116799A (ko) | 전열식 유동층 노에서 미립자를 열처리하기 위한 방법 및장치와 그 최종 제품 | |
| RU2160420C1 (ru) | Печь кипящего слоя для восстановления окислов металлов | |
| CN117222487A (zh) | 气体雾化器 | |
| KR101191954B1 (ko) | 개선된 유동환원로를 구비한 용철제조장치 | |
| JP7763856B2 (ja) | 金属粉末の冷却および搬送プロセス | |
| JP7773572B2 (ja) | ガスアトマイザ | |
| KR101865029B1 (ko) | 가스화 반응기 및 방법 | |
| JPH0325202A (ja) | 微粉原料ガス化用バーナ及び微粉原料ガス化装置 | |
| EP0444634B1 (en) | Prereduction furnace of a smelting reduction facility of iron ore | |
| US5571475A (en) | Reducing and smelting furnace having filter layer | |
| KR100398411B1 (ko) | 유동층로의가스분산판 | |
| JPH08261658A (ja) | 仕切板を有する流動層炉 | |
| KR20240076517A (ko) | 환원로 및 환원철의 제조 방법 | |
| JPH04141509A (ja) | ガスアトマイズ金属粉末の製造装置 | |
| JP2536216B2 (ja) | 溶融還元設備における予備還元炉の分散盤 | |
| MXPA00008087A (en) | Multichamber division type fluidized bed furnace | |
| KR20200056101A (ko) | 슬래그 처리 설비 및 슬래그 처리 방법 | |
| JPH0819451B2 (ja) | 転炉への炭材粉吹き込み方法 | |
| JPH02236207A (ja) | 金属粉末の製造装置 | |
| PL193970B1 (pl) | Sposób wytwarzania proszku cynkowego |