SU926487A1 - Печь дл плавлени грубодисперсного материала - Google Patents

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию для обработки измельченного материала, а именно к стекловаренным печам.

Известно устройство для плавления ⁵ тонкоизмельченной сырьевой смеси, представляющее собой печь, содержащую вихревые камеры, расположенную над ними камеру предварительного плавления и сепарации, в верхней части которой размещены горелки и загрузочная течка, а также ванну для расплава . Для вывода отходящих газов в торцевых стенках вихревых камер выполнены центральные отверстия Γΐ71Недостатками известного устройства являются необходимость увеличения габаритов печи для осуществления' плавки грубодисперсного материала и, в частности, высоты вертикального канала, где происходит основное плавление материала, что, в свою очередь, ведет к повышению удельного расхода топлива, неоднородность расплава в результате частотного непровара материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и ожидаемому положительному эффекту является устройство для плавления тонкоизмельченной шихты, представляющее собой печь, содержащую вихревые камеры, расположенную над ними вертикальную ка-. меру предварительного плавления и сепарации, в верхней части которой размещены горелки и загрузочная течка, а также ванну для расплава. Для вывода отходящих газов в торцевых стенках вихревых камер выполнены центральные отверстия. Над ванной для расплава смонтированы водоохлаждаемые фурмы с каналами для дополнительного ввода топлива окислителя и добавок, что обеспечивает обогрев расплава и интенсивное его перемешивание, способствуя расплавлению грубодисперсной части шихты Г2].

расположенную над ней вертикамеру предварительного плавсепарации, в верхней части размещены горелки, загрузоч3

Таким образом, наличие водоохлаждаемых фурм обеспечивает плавление грубодисперсных материалов с получением качественного расплава, повышение производительности печи и снижение удельного расхода топлива. Однако и. это не решает проблему достижения высокой производительности печи для плавления грубодисперсных материалов, так как для печей, содержащих вихревую камеру, характерен повышенный унос частиц расплава с отводящими газами. Кроме того,у печей мал объем ванны для расплава, что приводит к колебаниям химического состава расплава .

Цель изобретения - повышение производительности.

Указанная цель достигается тем, что печь для плавления грубодисперсного материала, содержащая вихревую камеру, кальную ления и которой ная течка, а также ванну для расплава, снабжена устройством дополнительной сепарации, выполненным в виде двух установленных соосно циклонов, соединенных цилиндром, причем нижний циклон сообщен тенгенциально расположенным газоподающим патрубком с вихревой камерой, а верхний циклон снабжен воздухоподводящим тангенциальным патрубком, при этом газоподающий и воздухоподводящий патрубки установлены с образованием встречно направленных газовых потоков.

На фиг. 1 изображена печь, общий ’вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 “ сечение Б-Б на фиг. 2 (разрез вихревой камеры).

Печь для плавления грубодисп.ерсного материала содержит вихревую камеру 1 с вертикальной камерой 2 предварительного плавления и сепарации, в верхней части которой размещены горелки 3 и загрузочная течка 4. Печь снабжена устройством 5 дополнительной сепарации, состоящим из двух соосно расположенных циклонов 6 и 7, соединенных между собой цилиндром 8. Циклон 6 снабжен газоРодводящим патрубком 9, соединяющим циклон 6 с вихревой камерой 1. Ванна 10 для расплав ва расположена в нижней части циклона 6. Циклон 7 снабжен тангенциальным патрубком 11 для подачи воздуха и осевым газоотводящим патрубком 12,

ΊΟ

926487 4 посредством которого к циклону 7 последовательно подсоединены пневматический подогреватель 13, включающий подъемную трубку 14, горизонтальный цилиндр 15 и опускную трубку 16, антициклон 17 и отводящий газоход 18. Циклон 7 также снабжен острофакельной горелкой 19· Печь содержит воздухоподогреватель 20 из двух блоков 21 и 22 и ротоклон 23· Для материала имеется бункер 24 с питателем 25, а для подачи воздуха и газов вентиляторы 26 - 28. Печь снабжена камерой 29 поризации расплава, имеющей горелку 30, шибер 31. и поризующее сопло 32.

Печь работает следующим образом.

Материал из бункера 24 питателем 25 подается в пневматический подогреватель 13, где, пройдя по подъемной трубе' 14, горизонтальному цилиндру 15 и опускной трубке 16, нагревается и выделяется из потока в антициклоне 17· При этом очищенные газы из антициклона. 17 подаются по отводному газоходу 18 в блоки 21 и 22 воздухоподогревателя 20, а горячий материал через загрузочную течку 4 поступает в вертикальную камеру 2 предварительного плавления и сепарации, где во встречных струях сжимаемого топлива, подаваемого через горелки 3, происходит плавление. Окислителем топлива является горячий воздух из блока 21 воздухоподогревателя 20, подаваемый вентилятором. 26. Остальные газы после мокрой очистки в ротокпоне 23 подогреваются в блоке 22 воздухоподогревателя 20 с целью предотвращения конденсации влаги на отводящем газовом тракте и сбрасываются вентилятором 27¹в атмосферу. В вертикальной камере предварительного плавления расплавляется большая часть материала и сепарируется из потока газов в расплав ванны 10 и на стенках вихревой камеры 1 . На поверхности камеры 1 сепарируется наиболее мелкодисперсная часть материала, которая в виде жидкой пленки стекает в ванну 10. Дальнейшая сепарация происходит в циклонах 6 и 7· В циклоне 6 происходит тонкая очистка высокотемпературных газов. Отходящие из циклона газы, проходя по цилиндру 8, встречаются с потоком 55 холодного воздуха, подаваемым вентилятором 28 в циклон,7, чем обеспечивается резкое охлаждений газов и находящихся в них частиц материала,

SO

9261)87 что предотвращает осаждение последних на стенках пневматического подогревателя 13. При случайных срывах режима, приводящих к налипанию частиц на патрубке 12 пневматического ₅ подогревателя 13, удаление наростов производится острофакельной горелкой 19· Расплав из ванны 10 поступает в камеру 29 поризации, откуда насыщенным газом выводится на грануляцию и ю охлаждение. Горелка 30, шибер 31 и сопло 32 работают в схеме поризации и стабилизации расплава. Готовый поризованный и гранулированный материал подаётся для последующего ис- 15 пользования, например, в качестве легкого заполнителя бетона.

Снижение выноса в предлагаемом устройстве при резком повышении удельных загрузок плавильного пространст- ₂₀ ва достигается двояким путем - последовательным включением двух аппаратов интенсивного плавления специалы йым охлаждающим устройством.

Повышение надежности и производи- 25 тельности предложенной печи достигйется следующим образом. Чистый холодный воздух, вводимый в патрубок циклона 7 со скоростью 1)0-60 м/с, создает пристеночный вихрь, препятствую-30 щий проникновению выносимых из циклона 6 плавленых частиц к стенкам, причем вихрь Их циклона 7 проникает частично в потолочную часть циклона через цилийдр 8. Вихрь в циклоне ₃₅ направлен навстречу вихрю в циклоне 6. Тогда в зоне цилиндра 8 и в полости циклона 7 до приемного патрубка 12 подогревателя 13 образуется ’ .< нуль-дрейф зона кольцевой формы, т.е.₄₀ зона встречных вихрей. В этой зоне выносимые частицы в большой массе агрегируются и выпадают в ванну расплава циклона 6 (до 99,8%). Оставшая-. ся масса, до 0,2% от выносимой из ₄₅ циклона 6, надежно охлаждается до Твердого состояния,, скорость в нульзоне - нулевая, что исключает налипание частиц на патрубке 12 и в подогревателе 13- Из предложенного . устройства не может быть вынесено более, чем 0,01% от массы загружаемого на плавку вещества, т.е. эффективность улавливания достигает значений 99,99%·

Таким образом, и уменьшением выноса, и интенсивным охлаждением частиц в нуль-дрейф зоне достигается высокая надежность работы всего комплек са при резком увеличении удельной загрузки плавителя. При этом достигается основная цель - плавление грубоизмельченной шихты, что позволяет резко повысить экономические показатели плавильного агрегата.

Снабжение печи устройством дополнительной сепарации значительно уменьшает унос расплавленных частиц отво.дящими газами, что способствует повышению производительности печи предлагаемой конструкции, эффективность процесса плавления грубодисперсного . материала (до ^1,5 мм вместо 0,1 0,2 мм), снижению удельного расхода топлива. Процесс плавления стабилизируется, так как не требуется остановки на очистку стенок от наростов. В печи предлагаемой конструкции осаждение частиц на стенках предотвращается потоком холодного воздуха, подаваемого через тангенциальный патрубок в циклон. Совмещение ванны для расплава с ванной первого циклона сокращает габариты печи при увеличении объема собственно ванны, а увеличение объема ванны для распдава снижает колебания химического состава последнего.

Claims (2)

1. Изобретение .относитс  к промышленности строительных материалов, в част ности к оборудованию дл  обработки измельченного материала, а именно к стекловаренным печам, Известно устройство дл  плавлени  тонкоизмельченной сырьевой смеси, представл ющее собой печь, содержащую вихревые камеры, расположенную над ними камеру предварительного плав лени  и сепарации, в верхней части которой размещены горелки и загрузочна  течка, а также ванну дл  расплава . Дл  вывода отход щих газов в торцевых стенках вихревых камер выполнены центральные отверсти  tVl. Недостатками известного устройства  вл ютс  необходимость увеличени  габаритов печи дл  осуществлени  плавки грубодисперсного материала и, в частности, высоты вертикального кэ нала, где происходит основное плавление материала, что, в свою очередь, ведет к повышению удельного расхода топлива, неоднородность расплава в результате частотного непровара материала . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и ожидаемому положительному эффекту  вл етс  устройство дл  плавлени  тонкоизмельченной шихты, представл ющее собой печь, содержащую вихревые камеры, расположенную над ними вертикальную ка-, меру предварительного плавлени  и сепарации , в верхней части которой размещены горелки и загрузочна  течка, а также ванну дл  расплава. Дл  вывода отход щих газов в торцевых стенках вихревых камер выполнены центральные отверсти . Над ванной дл  расплава смонтированы вОдоохлаждаемые фурмы с каналами дл  дополнительного ввода топлива окислител  и добавок, что обеспечивает обогрев расплава и интенсивное его перемешивание, способству  расплав.пению грубодисперсной части шихты .21. Таким образом, наличие водоохлаждаемых фурм обеспечивает плавление грубодисперсных материалов с получением качественного расплава, повышение производительности печи и снижение удельного расхода топлива. Однак и это не решает проблему достижени  высокой производительности печи дл  плавлени  грубодисперсных материалов так как дл  печей, содержащих вихревую камеру, характерен повышенный унос частиц расплава с отвод щими газами. Кроме того,у печей мал объем ванны дл  расплава, что приводит к колебани м химического состава расплава . Цель изобретени  - повышение производительности . Указанна  цель достигаетс  тем, что печь дл  плавлени  грубодисперсного материала, содержаща  вихревую камеру, расположенную над ней вертикальную камеру предварительного плав лени  и сепарации, в верхней части которой размещены горелки, загрузочна  течка, а также ванну дп  расплава , снабжена устройством дополнитель ной сепарации, выполненным в виде двух установленных соосно циклонов, соединенных цлпиндром, причем нижний циклон сообщен тенгенциально располо женным газоподающим патрубком с вихревой камерой, а верхний циклон снаб жен воздухоподвод щим тангенциальным патрубком, при этом газоподающий и воздухоподвод щий Патрубки установлены с образованием встречно направленных газовых потоков. На фиг. 1 изображена печь, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - -сечение Б-Б на фиг. 2 (разрез вихревой камеры). Печь дл  плавлени  грубодисп.ерсного материала содержит вихревую камеру 1 с вертикальной камерой 2 пред варительного плавлени  и сепарации, в верхней части которой размещены го релки 3 и загрузочна  течка . Печь снабжена устройством 5 дополнительной сепарации, состо щим из двух соосно расположенных циклонов 6 и 7, соединенных между собой цилиндром 8. Циклон 6 снабжен газогюдвод щим патрубком 9 соедин ющим циклон 6 с вих ревой камерой 1. Ванна 10 дл  распла ва расположена в нижней части цикло- 55 на 6. Циклон 7 снабжен тангенциальным патрубком 11 дл  подачи воздуха и осевым газоотвод щим патрубком 12, 3 посредством которого к циклону 7 последовательно подсоединены пневматический подогреватель 13, включающий подъемную трубку 14, горизонтальный цилиндр 15 и опускную трубку 16, антициклон 17 и отвод щийгазоход 18. Циклон 7 также снабжен острофакельной горелкой 19. Печь содержит воздухоподогреватель 20 из двух блоков 21 и 22 и ротоклон 23. Дл  материала имеетс  бункер 2k с питателем 25, а дл  подачи воздуха и газов вентил торы 26 - 28. Печь снабжена камерой 29 поризации расплава, имеющей горелку 30, шибер 31. и поризующее сопло 32. Печь работает следующим образом. Материал из бункера 2k питателем 25 подаетс  в пневматический подогреватель 13, где, пройд  по подъемной трубе 1, горизонтальному цилиндру 15 и опускной трубке 16, нагреваетс  и выдел етс  из потока в антициклоне 17. При этом очищенные газы из антициклона.17 подаютс  по отводному газоходу 18 в блоки 21 и 22 воздухоподогревател  20, а гор чий материал через загрузочную течку k поступает в вертикальную камеру 2 предварительного плавлени  и сепарации, где во встречных стру х сжимаемого топлива, подаваемого через горелки 3. происходит плавление. Окислителем топлива  вл етс  гор чий воздух из блока 21 воздухоподогревател  20, подаваемый вентил тором. 26. Остальные газы после мокрой очистки в ротоклоне 23 подогреваютс  в блоке 22 воздухоподогревател  20 с целью предотвращени  конденсации влаги на отвод щем газовом тракте и сбрасываютс  вентил тором 27в атмосферу. В вертикальной камере предварительного плавлени  расплавл етс  больша  часть материала и сепарируетс  из потока газов в расплав ванны 10 и на стенках вихревой камеры 1 . На поверхности камеры 1 сепарируетс  наиболее мелкодисперсна  масть материала, котора  в виде жидкой пленки стекает в ванну 10. Дальнейша  сепараци  происходит в циклонах 6 и 7- В циклоне 6 происходит тонка  очистка высокотемпературных газов. Отход щие из циклона газы, проход  по цилиндру 8, встречаютс  с потоком холодного воздуха, подаваемым вентил тором 28 в циклон,7, чем обеспечиваетс  резкое охлаждение газов и наход щихс  в них частиц материала, что предотвращает осаждение последних на стенках пневматического подогревател  13- При случайных срывах режима, привод щих к налипанию час тиц на патрубке 12 пневматического подогревател  13, удаление наростов производитс  острофакельной горелкой 19- Расплав из ванны 10 поступает в камеру 29 поризации, откуда насыщенным газом выводитс  на гранул цию и охлаждение. Горелка 30, шибер 31 и сопло 32 работают в схеме поризации и стабилизации расплава. Готовый поризованный и гранулированный материал подаётс  дл  последующего использовани , например, в качестве ле кого заполнител  бетона. Снижение выноса в предлагаемом . устройстве при резком повышении удел ных загрузок плавильного пространства достигаетс  дво ким путем - после довательным включением двух аппаратов интенсивного плавлени  специальйым охлаждающим устройством. Повышение надежности и производительности поедложенной печи достигйетс  следующим образом. Чистый холод ный воздух, вводим ый в патрубок циклона 7 со скоростью 40-60 м/с, создает пристеночный вихрь, преп тствую щий проникновению выносимых из цикло на 6 плавленых частиц к стенкам, причем вихрь их циклона 7 проникает частично в потолочную часть циклона 6через цилийдр 8. Вихрь в циклоне 7направлен навстречу вихрю в циклоне 6. Тогда в зоне цилиндра 8 и в полости циклона 7 до приемного патру ка 12 подогревател  13 образуетс  нуль-дрейф зона кольцевой формы, т.е зона встречныхвихрей. В этой зоне выносимые Частицы в большой массе агрегируютс  и выпадают в ванну рас .плава циклона 6 (до 99,8). Оставша  с  масса, до О,2% от выносимой из циклона 6, надежно охлаждаетс  до твердого состо ни ,, скорость в нульзоне - нулева , что исключает налипание частиц на патрубке 12 и в подогревателе 13. Из предложенного устройства не может быть вынесено более, чем 0,01% от массы загружаемого на плавку вещества, т.е. эффективность улавливани  достигает значений 99,99%. Таким образом, и уменьшением выно са, и интенсивным охлаждением частиц в нуль-дрейф зоне достигаетс  высока  надежность работы всего комплекса при резком увеличении удельной загрузки плавител . При этом достигаетс  основна  цель - плавление грубоизмельченной шихты, что позвол ет резко повысить экономические показатели плавильного агрегата. Снабжение печи устройством дополнительной сепарации значительно уменьшает унос расплавленных частиц отвод щими газами, что способствует повышению производительности печи предлагаемой конструкции, эффективность процесса плавлени  грубодисперсного . материала (,5 мм вместо 0,1 0 ,2 мм), снижению удельного расхода топлива. Процесс плавлени  стабилизируетс , так как не требуетс  остановки на очистку стенок от наростов. В печи предлагаемой конструкции осаждение частиц на стенках предотвращаетс  потоком холодного воздуха, подаваемого через тангенциальный патрубок в циклон. Совмещение ванны дл  расплава с ванной первого циклона сокращает габариты печи при увеличении объема собственно ванны, а увеличение объема ванны дл  pacniiaBa снижает колебани  химического состава последнего. Формула изобретени  Печь дл  плавлени  грубодисперсного материала, содержаща  вихревую камеру , расположенную над ней вертикальную камеру предварительного плавлени  и сепарации, в верхней части которой размещены горелки, загрузочна  течка, и ванну дл  расплава, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности, она снабжена устройством дополнительной сепарации , выполненным в виде двух установленных соосно циклонов, соединенных цилиндром, причем нижний циклон сообщен тенгенциально расположенным газоподающим патрубком с вихревой камерой, а верхний циклон - воздухоподвод щим тангенциальным патрубком, при этом газоподающий и воздухоподвод щий патрубки установлены с образованием встречно направленных газовых потоков. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 35546, кл. F 27 В 15/00,1962.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 406807. кл. С 03 В 5/12, 1972.