Способ отопления печи со ступенчатовзвешенным слоем

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 180 (21) 2897203/22 аявки й 9 исоединени осударственный комите СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявит сесоюзный научно-исследовательский, институт металлургической теплотехники 4) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПЕЧИ СО СТУПЕНЧАТО-ВЗВЕШЕННЫСЛОЕМ ез газо топливо тверд ве пе1000 меру Изобретение относится квке металлургического сырья р й металлургии.Известны способы отопления печи для восстановительного обжига поли- дисперсных железных руд,. включающие сжигание газообразного топлива в выносной камере и подачу продуктов сгорания в рабочее пространство печи 1. 0Недостатками известных способов являются. наличие выносной камеры, усложняющей конструкцию печи, невозможность совместного сжигания газообразного и твердого топлив вследствие засорения продуктов сгорания его зо лой и забивания газораспределительной решетки.в печи, т.е. невозможностью даже частичной замены природного газа дешевыми видами твердых топлив.Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемому результату является способ отопления печи со сту. - пенчато-взвешенным слоем для восстановительного обжига полидисперсных железных руд, включающий совместное 25 сжигание твердого и газообразного топлива в рабочем пространстве печи и .подачу подогретых до 900-1000 ф С частиц твердого топлива в камеру довосстановления, По этому способу газо образное тоПливо подают чер воздушные фурмы, а твердое подмешивают к шихте 2).Недостатками известного способа являются значительный вынос твердого топлива из печи в зоне сушки, в результате чего возрастают расходы удельного топлива на процесс, снижение количества твердого топлива в зоне восстановления вследствие его выноса в зоне сушки и частичного сгорания в зоне подогрева (поэтому в зоне частичного восстановления снижается количество восстановительных компонентов в газовой среде и падает производительность агрегата); низкая степень восстановления руды в печи СВС вследствие значительных количеств содержания О на большей половине длины установки.Цель изобретения - повышение степени восстановления руды и снижение удельного расхода топлива на процесс.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему сввместное сжигание газообразного иого топлива в рабочем устройстчи и подачу подогретых до 900 С частиц твердого топлива в кадовосстановления, твердое топли 883182во измельчают до средней крупности в 1,4-1,6 раза большей крупностиобжигаемой руды и вводят непосредственно в скоростной газовоэдушный поток в зонах подогрева и частичного восстановления руды, причем в 1-м по ходу материала ряду форм зоны подо- грена соотношение газообразного и твердого топлива по теплу устанавли" /вают равным 1:(1,1-1,2), а в каждом последующем ряду Фурм долю твердого топлива увеличивают на 8-20. 1 ОЗагружаемая в агрегат,.шихта средней крупностью 0,1-0,4 мм поступает в печь со ступенчато-взвешенным слоем, в которой из нее удаляется влага, осуществляется разогрев до 900-1000 С 1 и происходит ее частичное восстановление (до 20-30 ) оттуда шихта подается в камеру довосстановления. При этом шихта в печи передается со ступени на ступень во взвешенном состоянии по 2 О направлению к камере довосстановления под воздействием высокоскорост- ных, подаваемых через Фурмы газовоздушных потоков, Высокоскоростные потоки после затухания скорости перемещаются под сводом печи в сторону камеры довосстановления, опускаются вниз и двигаются, как показали опыты, потоком высотой 1,5-2,0 м от уровня фурм в сторону газоотводящего патрубка, В районе 1-го ряда Фурм газовый поток поднимается вверх через псевдоожиженный слой шихты и отводится из печи.В настоящее время шихта состоит из смеси железной руды и твердого топ.з 5 лива. Вследствие пересечения потока шихты потоком отходящих газов имеет место значительный унос мелких фракций твердого топлива. В результате происходят безвозвратные потери твер- Що дого топлива и увеличивается расход тепла на процесс. Кроме того, присутствие твердого топлива в шихте в зоне сушки (т.е, в низкотемпературной зоне) является бесполезным и только ухудшает транспортировку шихты по длине печи. Поэтому представляется целесообразной подача твердого топлива в печь уже в зоне высоких температур (подогрева и частичного восстановления). При этом твердое топливо следует подавать непосредственно в транспортирующие газовоздушные фурмы. Подача твердого топлива через какие-либо другие дополнительные устройства нецелесообразна,так как не улучшая 55 процесса, усложняется конструкция установки. Подача твердого топлива через фурмы непЬсредственно в скоростной газовоздушный роток обеспечивает, вопервых подачу твердого топлива в за- що данных количествах, заданной крупности в заданные точки печи, во-вторых повышение светимости факела, вследствие сжигания части топлива в состоянии газовзвеси, т.е. интенсификацию д процессов тепло- и массопереноса, в-третьих существенное снижение уноса твердого топлива с пылью отходящих газов, т.е. уменьшение удельного расхода топлива на процесс, в-четвертых, снижение расхода природного газа и замена его дешевыми недефицитными сортами твердого топлива 1 по существу могут быть использованы любые виды гоплива).Крупность твердого топлива, подаваемого в газовоэдушные формы должна быть в 1,4-1,6 раза больше средней крупности частиц обжигаемой руды.При меньшей крупности твердого топлива (менее 1,4 от средней крупности руды происходит сгорание большей части топлива уже в объеме печи ступенчато- взвешенного слоя и на завершение восстановительных реакций в камере довосстановления углерода не хватает, что является недопустимым. При боль-. шей крупности твердого топлива более 1,6 от средней крупности кусков руды ) ухудшается транспортировка по длине печи.Соотношение газообразного и твердого топлива в 1-ом по ходу материала ряду фурм зоны подогрева по теплу должно составлять 1:1,1-1,2). Подача твердого топлива в количестве меньшем 1,1 от газообразного усложняет формирование слабовосстановительной газовой среды в печи ступенчато-взвешенного слоя и процессы восстановления в ней развиваются недостаточно интенсивно. При подаче твердого топлива в количестве большем 1,2 от газообразного повышается вынос топлива с готовой продукцией, и, следовательно, увеличивается расход тепла на процесс.В последующих рядах фурм для создания устойчивой восстановительной газовой среды в печи долю твердого топлива в общем балансе необходимо увеличивать от ряда к ряду на 8-20. При увеличении доли твердого топлива от ряда к ряду менее, чем на 8 в печи возможно появление кислорода, что является нежелательным, При увеличении доли твердого топлива более, чем на 20 процессы восстановления в печи уже не интенсифицируются, а потери топлива с готовой продукцией возрастают.Сущность изобретения заключается в подаче твердого топлива непосредственно в скоростной газовоздушный поток в фурмах зоны подогрева и частичноговосстановления руды в заданных количествах, заданной крупности и в заданные точки печи ступенчато- взвешенного слоя.На фиг. 1 представлено принципиальное устройство и схема газовых и материальных потбков печи ступенчато- взвешенного слоя; на Фиг. 2 - узелйа фиг. 1.Способ осуществляют следующим образом.Кусковой материал через загрузочное устройство 1 подают в печь 2. Подвоздействием направленных газовоэдушных потоков, подаваемых чеРез Фурмы 53, расположенные между соседними ступеньками, и имеющие скорость, превышающую скорость витания отдельно взятого куска, материал передают во взвешенном состоянии со ступени на ступень по направлению к камере довосстаЦовления. Топливовоздушную смесь формируют из смеси газообразного топлива,через,патрубки 4 и топлива, подаваемого через патрубки 5 и воздуха горения, подаваемого через патрубки 6.При этом топливовоздушную смесь сжигают в рабочем объеме печи 2. В лервые по ходу материала, например, триряда Фурм (зону сушки) подают нагретый до 150-400 С воздух. В следующий 20ряд (1-й по ходу материала в зонеподогрева) подают смесь природного газа, твердого угля И воздуха. При удель.ном расходе топлива, например,400 ккал/кг и производительности устанонки 100 т/ч природного газа в 1-и= 450 м /ч, где 8500 ккал/м- теплотворная способность природного газа 305 - число отопливаемых рядов фурм.Твердое топливо в 1-й ряд фурм притеплотворной способности 5000 ккал/мг400000под"ют 5;( 1+1,1). 500035840 кг/ч, где 5000 ккал/кг - теплотворная способность угля.Количество ноздуха определяют сучетом коэффициента расхода воздухаи температуры в печи по стандартной 40методике.Расходы газа, угля и воздуха регулируют регулировочными вентилямии шиберами и контролируют по стандартным диафрагмам и весоизмерительнымустройствам.В следующий по ходу материала рядфурм количество угля и природного газа устанавливают соответственно840 + 0,1 г 840 = 924 кг/ч р4 Ос 1840 5000 400 м/ч8500Расходы газа и угля в последующихрядах фурмы определяются аналогичнымобразом.Подаваемый в хурмы уголь долженбыть в 1,5 раза крупнее среднего куска обрабатываемой руды. Например, присредней крупности руды 0,35 мм (характерной для Лисаковских солитоных 66руд) крупность среднего куска угля составит 0,351,5 = 0,53 мм. Измельчение угля осуществляют в размольных мельницах, регулируют изменением режима из работы и контролируют рассевами на стандартных ситах.Твердый восстановитель шихты обеспечивает создание в печи восстановительной атмосферы и, следовательно, частичное восстановление железйой руды. Непрореагировавший уголь вместе с рудой попадает в камеру довосстановления и обеспечивает завершение в ней восстановительных процессов.Газовый поток в печи со ступенчато-взвешенным слоем выполняет транспортирующие функции и осуществляет развитие тепло-, и массообменных процессов.Восстановленная шихта из камеры довосстановления разгружается и поступает на тракт готовой продукции.Применение предлагаемого изобретения обеспечивает увеличение производительности агрегата на 13-15 и увеличение конечной степени восстановления готовой продукции на 17-20. Степень извлечения железа при этом возрастает с 75-80 до 90-92.Формула изобретенияСпособ отопления печи со ступенчато-взвешенным слоем, преимущественно для восстановительного обжига полидисперсных железных руд, включающий совместное сжигание газообразного и твердого топлива в рабочемпространстве печи и подачу подогретых до 900-1000 С частиц твердого топлива в камеру довосстановления, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени восстановленияруды и снижения удельного расходатоплива на процесс, твердое топливоизмельчают до средней крупности в1,4-1,6 раза большей крупности обжигаемой руды и вводят непосредственно в скоростной поток в зонах подогрева и частичного восстановления руды, причем в 1-ом по ходу материала .ряду Фурм зоны подогрева соотношение газообразного и твердого топливано теплу устанавливают равным 1:(1,11,2), а в каждом последующем рядуФурм долю. твердого топлива увеличивают на 8-20.Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Забродский С.С. Гидродина;икаи теплообмен н псендосжиженном ( кипящем ) слое. И., Госэнергоиздат,1963.2. Авторское свидетельство СССРР 559957, кл. С 21 В 13/10, 1975,883182 Составитель П, ШТехред З.фанта ов Корректор Г,Назаров 1едактор Т. Киселе Подписное Заказ 10126 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,1/38 Тираж 621 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретени 113035, Москва, Ж, Ра комитета СССРи открытийская наб., д. 4/5