RU2102665C1

RU2102665C1 - Multi-chamber kiln

Info

Publication number: RU2102665C1
Application number: RU96100565A
Authority: RU
Inventors: В.А. Лазуков; А.Д. Соколов
Original assignee: Лазуков Владимир Аркадьевич
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: multi-chamber kilns for roasting carbon materials; electrode industry, mining industry, by-product coke industry and other industries dealing with decontamination of flue gases from organic compounds. SUBSTANCE: multi-chamber kiln includes technological chambers with detachable roofs connected in series, under-roof furnace space and gas cleaning unit. For recovery of heat of cleaned flue gases directly in kiln without additional heat exchange devices and decontamination of flue gases of aerosols of resinous substances including benzpyrene at efficiency of 99.99. Gas cleaning unit is made in form of portable lined metal housing mounted on last technological chamber of roof and provided with preheating chamber equipped with burners and cleaned gas chamber which is brought in communication with under-roof space of technological chamber. Cassettes with mullite siliceous fibre material are arranged between them. Preheating chamber is connected with waste gas passage of last but one technological chamber through branch pipe fitted with gate valve. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям многокамерных печей для обжига углеродных материалов и может быть использовано в электродной, электроугольной, коксохимической и других отраслях промышленности, связанных с обезвреживанием дымовых газов от органических соединений. The invention relates to designs of multi-chamber furnaces for burning carbon materials and can be used in electrode, electro-carbon, coke and other industries related to the disposal of flue gases from organic compounds.

Известна многокамерная обжиговая печь (Чалых Е.Ф. "Оборудование электродных заводов", М. Металлургия, 1990, 66-85) с камерами, расположенными в два ряда относительно оси печи, соединенные между собой дымовыми каналами, по которым газы от камер с сжиганием топлива последовательно проходят через все остальные, подогревая загруженные в них заготовки. Определенное число камер объединяется в систему огня, в последнюю камеру которой поступает суммарное количество дымовых газов со всех предыдущих камер. Последняя камера соединяется газоотводящим патрубком с газоходом, расположенным вдоль печи, по которому газы поступают в электрофильтры на очистку от смолы и далее дымососом отправляются в трубу. Known multi-chamber kiln (Chalykh EF "Equipment of electrode plants", M. Metallurgy, 1990, 66-85) with chambers arranged in two rows relative to the axis of the furnace, interconnected by smoke channels, through which gases from combustion chambers fuels pass sequentially through all the others, heating the billets loaded into them. A certain number of chambers are combined into a fire system, the last chamber of which receives the total amount of flue gases from all previous chambers. The last chamber is connected by a gas outlet pipe to a gas duct located along the furnace, through which gases enter the electrostatic precipitators for cleaning from the resin and then are sent to the pipe with a smoke exhaust.

К недостаткам данного устройства можно отнести следующее:
неполная очистка дымовых газов от смолистых веществ вследствие низкой эффективности работы электофильтров и высокие эксплуатационные расходы;
необходимость дальнейшей утилизации смолистых веществ, уловленных электрофильтром.The disadvantages of this device include the following:
incomplete cleaning of flue gases from resinous substances due to the low efficiency of the operation of electrostatic precipitators and high operating costs;
the need for further disposal of resinous substances trapped by the electrostatic precipitator.

Известно устройство для очистки газов камеры обжига графитовых изделий (Матерухин В. М. и др. " Цветная металлургия", N 9, 1990, с. 29-30.) состоящее из корпуса, внутри которого размещен набор кассет в виде рамок с уложенным на них муллитокремнеземистым волокном. Данное устройство предназначено для очистки газов, отходящих от индивидуальной камеры обжига и устанавливается рядом с ней. A device for cleaning the gases of a chamber for burning graphite products (Materukhin V. M. et al. "Non-ferrous metallurgy", N 9, 1990, pp. 29-30.) Consisting of a housing, inside which there is a set of cassettes in the form of frames laid on them mullite-siliceous fiber. This device is designed to clean the gases emanating from the individual firing chamber and is installed next to it.

Данное устройство обладает рядом недостатков:
невозможность использования для очистки газов многокамерные печи;
высокая температура очищенных газов, сбрасываемых в дымоход и невозможность утилизации их тепла.This device has several disadvantages:
the inability to use multi-chamber furnaces for gas purification;
high temperature of the purified gases discharged into the chimney and the inability to utilize their heat.

Наиболее близкой по технической сущности и выбранной в качестве прототипа является " Камерная обжиговая печь" (авт. свид. СССР N 1688085, кл. F 27 B 3/04, C 01 B 31/04), которая содержит последовательно соединенные камеры со съемными сводами, вертикальными обогревательными каналами с размещенными в верхней их части фильтрующими слоями муллитокремнеземистого волокнистого материала, подсводовым топочным пространством с горелками. The closest in technical essence and selected as a prototype is the "Chamber kiln" (ed. Certificate of the USSR N 1688085, class F 27 B 3/04, C 01 B 31/04), which contains series-connected cameras with removable arches , vertical heating channels with filter layers of mullite-siliceous fibrous material located in their upper part, a sub-supply furnace space with burners.

К недостаткам прототипа можно отнести следующее:
наличие муллитокремнеземистого волокнистого материала в каждом обогревательном канале резко увеличивает гидравлическое сопротивление по пути движения дымовых газов и как следствие приводит к большому перепаду по разрежению между подсводовым пространством и нижней частью обогревательных каналов, что приводит к интенсивному просачиванию аэрозолей смолистых веществ в обогревательные каналы через швы в их кладке, минуя фильтрующие слои муллитокремнеземистого волокнистого материала и снижению эффективности очистки газов;
площадь поверхности фильтрующих слоев муллитокремнеземистого волокнистого материала ограничена площадью имеющихся обогревательных каналов и недостаточна для эффективной очистки газов;
засмоление фильтрующих слоев муллитокремнеземистого волокнистого материала из-за отсутствия факела в период разогрева камеры;
засорение фильтрующих слоев муллитокремнеземистого волокнистого материала коксовой пересыпкой во время загрузки и выгрузки камеры;
снижение срока службы фильтрующих слоев муллитокремнеземистого волокнистого материала, ввиду большого перепада температур на поверхности материала при снятии свода с камеры для ее охлаждения.The disadvantages of the prototype include the following:
the presence of mullite-siliceous fibrous material in each heating channel sharply increases the hydraulic resistance along the path of the flue gas and, as a result, leads to a large difference in vacuum between the underwater space and the lower part of the heating channels, which leads to intensive leakage of aerosols of resinous substances into the heating channels through the seams in their masonry, bypassing the filter layers of mullite-siliceous fibrous material and reduce the efficiency of gas purification;
the surface area of the filtering layers of mullite-siliceous fibrous material is limited by the area of the existing heating channels and is insufficient for effective gas purification;
milling of filtering layers of mullite-siliceous fibrous material due to the absence of a flare during the heating of the chamber;
clogging of the filter layers of mullite-siliceous fibrous material by coke transfer during loading and unloading of the chamber;
reducing the service life of the filtering layers of mullite-siliceous fibrous material, due to the large temperature difference on the surface of the material when removing the arch from the chamber to cool it.

Многокамерная обжиговая печь с системой очистки дымовых газов представлена на фиг. 1 и 2 и включает в себя последовательно соединенные камеры системы огня 1, в которых вместо съемного свода (на фиг. не показан) на последней камере 2 системы огня установлен переносной газоочистной реактор 3, состоящий из металлического футерованного корпуса 4, камеры подогрева 5 с горелками 6, съемными кассетами 7 с муллитокремнеземистым волокнистым материалом 8, камеры очищенного газа 9), сообщающейся с объемом печной камеры 10. В печной камере расположены вертикальные обогревательные каналы 11, заготовки 12 и арочные отверстия с заслонками 13. Канал отходящих газов 14 предпоследней камеры 15 соединен газоподводящим патрубком 16 с расположенными в нем двумя регулирующими клапанами 17, 18 и шибером 19 с камерой подогрева газоочистного реактора. Печной газоход 20 соединен с печной камерой газоотводящим патрубком 21. A multi-chamber kiln with a flue gas cleaning system is shown in FIG. 1 and 2 and includes series-connected chambers of the fire system 1, in which, instead of a removable arch (not shown in FIG.), A portable gas treatment reactor 3 is installed on the last chamber 2 of the fire system, consisting of a metal lined housing 4, a heating chamber 5 with burners 6, removable cassettes 7 with mullite-siliceous fibrous material 8, a purified gas chamber 9) in communication with the volume of the furnace chamber 10. In the furnace chamber there are vertical heating channels 11, billets 12 and arched openings with shutters 13. Ka al flue gases 14 penultimate chamber 15 is connected with a gas supply pipe 16 disposed therein two control valves 17, 18 and gate valve 19 with the chamber heating gas treatment reactor. The furnace gas duct 20 is connected to the furnace chamber by a gas exhaust pipe 21.

Многокамерная обжиговая печь работает следующим образом. Multi-chamber kiln works as follows.

Определенное количество (например, 9) камер системы огня 1, с загруженными заготовками закрываются съемными сводами; кроме последней камеры 2, на которую устанавливается переносной газоочистной реактор 3. Дымовые газы от сгорания топлива в первых (например, шести) камерах последовательно проходят через все камеры системы огня, подогревая загруженные в них заготовки 12. Суммарное количество дымовых газов поступает из канала отходящих газов 14 предпоследней камеры 15 системы огня в камеру подогрева 5 реактора 3 через газоподводящий патрубок 16, при этом клапан 17 и шибер 19 открыты, а клапан 18 над шахтой газохода закрыт. В камере подогрева 5 происходит первоначальное сгорание легких фракций смолистых веществ в факеле газовых горелок 6 и дальнейшее увеличение температуры дымовых газов до 550-600^oC. Нагретые дымовые газы проходят через кассеты 7 с муллитокремнеземистым волокнистым материалом 8, в объеме которого происходит термокаталитическое дожигание аэрозолей смолистых веществ и затем они поступают в камеру очищенных газов 9, а далее в объем печной камеры 10. Заслонки 13 при этом закрыты. Под действием разрежения очищенные газы поступают в вертикальные обогревательные каналы 11 выложенные из муфельных кирпичей, через стенки которых тепло газов передается загруженным заготовкам 12 и далее через газоотводящий патрубок 21 направляется в печной газоход 20.A certain number (for example, 9) of the chambers of the fire system 1, with loaded blanks are closed with removable vaults; in addition to the last chamber 2, on which a portable gas purification reactor is installed 3. The flue gases from the combustion of fuel in the first (for example, six) chambers pass sequentially through all the chambers of the fire system, heating the billets 12 loaded in them. The total amount of flue gases comes from the exhaust gas channel 14 of the penultimate chamber 15 of the fire system into the heating chamber 5 of the reactor 3 through the gas supply pipe 16, while the valve 17 and the gate 19 are open, and the valve 18 above the duct shaft is closed. In the heating chamber 5, the initial combustion of light fractions of resinous substances takes place in a torch of gas burners 6 and a further increase in the temperature of the flue gases to 550-600 ^o C. Heated flue gases pass through cassettes 7 with mullite-siliceous fibrous material 8, in the volume of which thermocatalytic afterburning of resinous aerosols occurs substances and then they enter the chamber of purified gases 9, and then into the volume of the furnace chamber 10. The shutters 13 are closed. Under the action of rarefaction, the purified gases enter the vertical heating channels 11 laid out of muffle bricks, through the walls of which the heat of the gases is transferred to the loaded workpieces 12 and then through the exhaust pipe 21 is sent to the furnace duct 20.

Через определенное время, называемое "темпом огня", равное отношению полного времени обжига к количеству камер в системе огня, газоочистной реактор 3 переносится на следующую камеру загруженную заготовками. В этом случае газоотводящий патрубок 21 присоединяется к камере подогрева 5 реактора 3 и служит в качестве газоподводящего патрубка, а ранее применяемый в качестве газоподводящего 16 устанавливается после реактора 3 и служит в качестве газоотводящего патрубка. After a certain time, called the "rate of fire", equal to the ratio of the total firing time to the number of chambers in the fire system, the gas cleaning reactor 3 is transferred to the next chamber loaded with blanks. In this case, the exhaust pipe 21 is connected to the heating chamber 5 of the reactor 3 and serves as the gas supply pipe, and previously used as the gas supply 16 is installed after the reactor 3 and serves as the gas discharge pipe.

Для обеспечения безопасной эксплуатации многокамерной обжиговой печи в ней предусмотрена установка автоматики безопасности сжигания топлива, аварийного сбросного клапана, взрывного клапана, системы автоматического регулирования температуры (на рисунках не показано). To ensure the safe operation of the multi-chamber kiln, it provides for the installation of automatic safety for fuel combustion, an emergency relief valve, an explosive valve, and an automatic temperature control system (not shown in the figures).

Таким образом, использование заявленного технического решения позволяет утилизировать тепло очищенных дымовых газов непосредственно в печи без дополнительных теплообменных устройств и обезвредить дымовые газы от аэрозолей смолистых веществ в том числе и от бенз(а)пирена с эффективностью 99,99% Thus, the use of the claimed technical solution allows you to utilize the heat of the cleaned flue gases directly in the furnace without additional heat exchangers and to neutralize flue gases from aerosols of resinous substances including benzo (a) pyrene with an efficiency of 99.99%

Claims

A multi-chamber kiln containing a series-connected process chambers with removable arches, vertical heated channels, sub-furnace furnaces, a gas treatment unit, characterized in that the gas treatment unit is configured as a roof mounted instead of a roof, representing a portable metal lined housing with a chamber located in it heating with burners and a purified gas chamber communicating with the sub-furnace combustion space and installed between it and cassettes with mullite-siliceous fibrous material, while the heating chamber is connected through a pipe with a gate to the exhaust gas channel of the penultimate technological chamber.