Печь кипящего слоя

А СОЮЗ СОВЕТСКИХ.ааижлдщитипРЕСПУБЛИК 09) ИИ з(59 Р 27 В 15/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1Авторское свидетельство СССРУ 309222, кл. Р 27 В 15/16, 1970,2. Авторское свидетельство СССРВ 405009, кл. Г 27 В 15/16, 1972(54)(57). 1. ПЕЧЬ КИПЯЩЕГО СЛОЯдля обжига преимущественно сульфидного материала, содержащая корпус, короб подвода дутьевого воздуха, установленный снизу воздухораспредели-.тельной решетки, и размещенные в слоетрубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых выполнен с кольцевойперегородкой, разделяющей его на две камеры - наружную кольцевую с циркулирующим в ней хладагентом и внутрен нюю, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности печи путем интенсификации теплообмена в слое, внутренняя камера охлаждающего элемента выполнена с входным отверстием для проходачерез неематериала слоя и дутьевыми соплами, соединенными трубопроводом с коробом подвода дутьевого воздуха через регулятор расхода, и снабжена вьводным патрубком для выпуска материала слоя в печь, расположенным выше входного отверстия.2. Печь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что кольцевая камера охлаждающего элемента выполнена в виде термосиАона, зона испарениякоторого размещена в кипящем слое, Се а зона конденсации выведена за пределы корпуса печи.1 1125Изобретение относится к металлургической теплотехнике, например кустройству печей для обжига сульфидных материалов в кипящем слое и можетнайти применение в металлургической,5химической и других отраслях промьппленности.Технологический процесс обжигасеросодержащих магериалов в печахкипящего слоя требует, как правило,отъема избыточного тепла из слоядля поддержания заданного температурного режима перерабатываемогоматериала.В печах кипящего слоя протекаютэкзотермические реакции, в результате которых развивается высокая температура, которая по условиям технологического процесса не должна превышать определенных заданных значе 20ний, в связи с чем возникает необходимость в отводе избыточного теплаиз слоя. При этом чем больше отводится тепла, тем выше производительностьпечи, поскольку в единицу временизагружается больше концентрата впечь,Известно устройство печи кипящего слоя с элементами для отъема избыточного тепла из слоя, выполненными в виде теплообменных поверхнос 30тей, помещенных в слой и охлаждаемыхтеплоносителем, например водой Ц,Однако в печах большой производительности теплообменные поверхности размещены в два яруса, занимая З 5почти все свободное прострачствов корпусе лечи в зоне кипящего слоя.Дальнейшее повышение производительности печи лимитируется воэможностьюразмещения дополнительного количества теплообменных поверхностей нслое для отвода из него тепла.Кроме того, с увеличением числатеплообменных поверхностей. проходящих через корпус печи, усложняются их,подводящие и отводящие коммуникации, увеличивается количество точек, требующих тщательногоуплотнения, и увеличиваются трудозатраты на текущее обслуживание системы охлаждения. При этом отсутствует также возможность обеспечениярегулирования количество отнимаемогоиз слоя избыточного тепла.Наиболее близкой по технической 55сущности к изобретению является лечькипящего слоя, содержащая корпус,короб подвода дутьевого воздуха,457 2установленный снизу воздухораспределительной решетки и рамещенные в слоетрубчатые охлаждающие элементы, каждый из которых выполнен с кольцевойперегородкой, разделяющей его на двекамеры; наружную кольцевую с циркулирующим хладагентом и внутреннюю 21 .Недостатком известного устройстваявляется возможность аварии в случаепрогара охлаждающего элемента, поскольку охлаждающая среда (вода)при этом неизбежно попадает в печькипящего слоя.Целью изобретения является повышение производительности печи путеминтенсификации теплообмена н слое.Указанная пель достигается ем,что в печи кипящего слоя для обжигапреимущественно сульфидного материала, содержащей корпус, короб подвода дутьевого воздуха, установленныйснизу воздухораспределительной решет.ки, и размещенные в слое трубчатыеохлаждающие элементы, каждый изкоторых выполнен с кольцевой перегородкой, разделяющей его на две,камеры - наружную кольцевую с циркулирующим в ней хладагентом и внутреннюю, последняя выполнена с входным отверстием для прохода через неематериала слоя и дутьевыми соплами,соединенными трубопроводом скоробомподвода дутьевого воздуха черезрегулятор расхода и снабжена выходным патрубком для выпуска материаласлоя в печь, расположенным вьппе входного отверстия,Кроме того, целесообразно кольцевую камеру охлаждающего элементавыполнять в виде термосифона, зонаиспарения которого размещена н кипящем слое, а зона конценсации выведена за пределы корпуса печи,На фиг. 1 изображена печь кипящего слоя, частичный разрез; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1.Печь кипящего слоя содержит корпусс коробом 2 .подвода дутьевого воздуха, расположенным внизу ноздухораспределительной решетки 3, на которой размещен материал 4 слоя. Ло периметру корпуса 1 установлены амбразуры 5 с закрепленными в них трубчатыми охлаждающими элементами 6 снаружной теплообменной поверхностью7, Внутри каждого охлажцающего эле - мента 6 установлена кольцевая продольная перегородка Я, закрепленная. по концам при помощи донышек 9, причем один ее торец, находящийся снаружикорпуса 1, закрыт прозрачной съемнойзаглушкой 10, а другой торец, находящийся в слое, открыт и образует5входное окно 11 для прохода черезнего материала 4 слоя во внутреннююкамеру 12.Кольцевая ка ера 13, отделеннаяот внутренней камеры кольцевой продольной перегородкой 8, предназначена для циркуляции в ней хладагента,поступающего по патрубку 14 и отводимого через патрубок 15. Через кольцевую камеру 13 вблизи корпуса 1 проходит выходной канал 16, открывающийся,на верхней образующей теплообменнойповерхности 7 и предназначенный длявыхода в слой охлажденного во внутренней камере 12 материала слоя 4.Для псевдоожижения материала слоя ипобуждения его движения во внутреннейкамере 12, в нижней ее части установлена перегородка 17 с вмонтированнымив нее беспровальными дутьевыми соплами 18, для подачи воздуха к которымслужит трубопровод 19 с установленнымна нем регулятором 20 расхода, припомощи. которого дутьевой воздух изкороба 2 подается в канал 21, обра 30зованный кольцевой продольной перегородкой 8 и перегородкой 17.Работа лечи КС осуществляется следующим образом.В результате подвода дутьевоговоздуха из короба 2 через воздухо- З 5распределительную решетку 3 снизуслоя обжигаемого материала 4, онПсевдоожижается. Б процессе акчсления серы выделяется тепло, которое воспринимают и передают в сис Отему охлаждения печи интенсивносмываемые горячим материалом слоя4 охлаждающие элементы 6,Ч том случае, когда регулятор20 расхода закрыт и отсутствует подача воздуха через дутьевые сопла 18во внутреннюю камеру 12, она заполнена неподвижным материалом слоя 4,охлажденным в результате контакта сомываемой хнадагентом кольцевой продольной перегородкой 8, котораяпосле охлаждения этого неподвижногоматериала слоя 4, вследствие егоббльшого термического сопротивления,не отнимает избыточное тепло из слояй оно отводится из него только черезнаружную геплообменную поверхность7 охлаждающего элемента 6. 7 4При подводе воздуха из дутьевого короба 2 через открытый регулятор расхода 20, трубопровод 19, дутьевые сопла 18 в статически неподвижный материал слоя 4, находящийся во внутренней камере 12, он псевдоожижается. Изменяя установку регулятора 20, устанавливают такой расход воздуха через дутьевые сопла 18, при котором псевдоожиженный материал слоя 4 во внутренней камере 12 увлекается потоком воздуха в направлении вдоль ка. меры 12 через вьгходной канал 16 и поступает в кипящий слой печи.Поскольку охлаждающий элемент установлен в печи с наклоном, а окно 11 расположено ниже выходного канала 16, т,е. находится глубже в слое, где давление ожижающего слоя воздуха выше его давления на уровне выходного канала 16,то воздух, стремясь пройти вдоль камеры 12 через выходной канал 16 в зону с меньшим давлением, увлекает с собой в камеру 12 находящиеся в состоянии кипения частицы материала слоя 4. Материал слоя в псевдоожиженном состоянни от; дает свое тепло кольцевой продольной перегородке 8 при его направленном перемещении в сторону выходного канала 16, создавая циркуляцию потока материала 4 через камеру 12, В таком режиме работы охлаждающего элемента 6, когда его наружная тепло- обменная поверхность 7 и теплообменная поверхность кольцевой продольной перегородки 8 соприкасаются с рас 1. каленными частицами материала слоя 4, из слоя отводится максимальное количество тепла.Конструкция охлаждающих элементов 6, которая позволяет с помощью регулятора 20 расхода отключать или 1включать в работу теплообменную поверхность кольцевой продольной перегородки 8, может, при необходимости, обеспечивать регулирование отъема избыточного тепла из слоя при изменениях технологических параметров обжига серосодержлцего концентра. та. Регулирование может осуществлять. ся автоматически или вручную, а контроль за наличием направленного движения материала 4 во внутренней камере 12 - визуально через прозрачную заглушку 10.Преимущество использования предлагаемой печи обеспечивается за счет ичтенсификацни теплоотъема из слоя,же производительности печиф обеспече ния возможности (в ручном или автома тическом режиме) регулирования количества отнимаемого из слоя избыточного тепла; упрощения текущего обслуживания и снижения трудозатрат на технический уход с учетом повышения надежности охлаждающих элементов, выполненных по типу "тер 1 О мосиАонов".1 ИИПИ Заказ 8525/29 Тираж 577 ал ППП патентф, г.Уа ул, Ороектиая, 4 5 1 125457 повышение охлаидающей способности элементов слоя, достигаемое за счет увеличения тепловосринимающей поверхности элемента без увеличенияего габаритов, позволяет повыситьпроизводительность печи при сохранении неизменным количество трубчатых охлаждающих элементов, размещенных в слое печи, или сократить количество этих элементов при сохранении той