Устройство для переработки шлакового расплава

Номер патента: 1106799

Авторы: Кодрянская, Крыленко

ZIP архив

Текст

110679Изобретение относится к переработке, в частности к грануляции расплавленных шлаков, образующихся в различных производствах: металлургии, энергетике, химической промышленности итепеИзвестны устройства для грануляции шлаковых расплавов, содержащиебункер для пульпы с шпакоподающим же"лобом, над которым помещена полая 10башня-скруббер с форсунками для подачй орошающей жидкости 1 3,Недостатком этих устройств является то, что при грануляции шлака спарогазовой смесью в атмосферу выбрасывается значительное количество сернистых соединений и взвешенных веществ.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство; где в некоторой степениустранен этот недостаток, содержащеебункер для пульпы с шлакоподающимжелобом, водоподводящими и отводящими патрубками, над которым соосно по.мещена сообщающаяся с ним полая башня-скруббер, снабженная водоподводящими коллекторами с орошающими форсунками,размещенными несколькими ярусамив плоскостях, перпендикулярных про- Мдолькой оси башни 2 .Недостатком известного устройстваявляется,соосное сообшение бункера сбашней-скруббером и размещение орошаю"щих форсунок в плоскостях, йерпендикулярных продольной оси башни-скруббера, в результате чего из башнискруббера.потоком парогазовой смесивыносится значительное количествокапель жидкости со взвешенными в ней 4 Очастицами извести и шлака. В связис этим устройство снабжено каплеуловителем, насадка которого забиваетсяотложениями, что повышает гидравлическое сопротивление и требует частых остановок для удаления отложений,плохо смываемых орошающим раствором.Кроме того, такие же отложения образуются и на внутренних стенках башнискруббера.50Цель изобретения - повышение эффективности очистки парогазовой смеси и исключение образования отложений на внутренних стенках башни скруббера и каплеуловителя. Указанная цель достигается тем,что в устройстве для переработкишлакового расплава, сдержащем бун 9 2кер для пульпы со шлакоподающим желобом, водоподводящим и пульпоотводящим патрубками, над которым установлена сообщающаяся с ним полая башня-скруббер с каплеуловителем, снабженная жидкостьподводящим коллектором с орошающими форсунками, башняскруббер выполнена с тангенциальными газоподводящим и газоотводящим патрубкайи, а форсунки расположены в нижней части башни-скруббера по крайней мере по одной винтовой линии, вы-, полненной с шагом, составляющим 0,3-0,б, и диаметром, равным 0,7 и 0,9 внутреннего диаметра башни, при этом каждая из форсунок установлена с наклоном оси ее выходного отверстия под углом 7-15 к горизонтали наовстречу потоку газов, а первая по ходу движения газов форсунка размещена на вертикальной оси газоподводящего патрубка, причем газоотводящий патрубок установлен соосно с продолжением винтовой линии.. На фиг. 1 схематично изображено устройство для переработки шлакового расплава; на фиг. 2 " разрез А-А на фиг. 1; причем- шаг, а й - диаметр винтовой линии размещения форсу-нок.Устройство для переработки шлакового расплава содержит бункер 1 для пульпы с крышкой и днищем, шлакоподающим желобом 2, водоподводящий 3 и пульпоотводящий 4 патРубки, цилиндрическую полую башню-скруббер 5 с каплеуловителем 6, представляющим со" бой неорошаемое продолжение цилиндрической башни-скруббера, с жидкость- подводящим коллектором 7 с орошающими форсунками 8, с наклонным днищем 9, жидкостьотводящим патрубком 10, гаэоподводящим 11 и газоотводящим 12 тангенциальными патрубками. При необходимости над каплеуловителем башнискруббера может быть смонтирована выбросная труба 13, отделенная от полости башни коническим днищем 14 со сливным патрубком 15. Устройство работает следующим образом.Шлаковый расплав иэ шлакоподающего желоба заливают в бункер 1, где струю стекающего из желоба шлака разбивают струей воды, подаваемой под давлением и несколько атмосфер в бункер через водоподводящий патрубок. Капли и частицы застывшего шлака па3 .1106 дают в жидкость (пульпу), заполняющую нижнюю часть бункера, где происходит окончательное охлаждение и грануляция шлака. Водно-шлаковую пульпу 25 35 40 50 мают такой, чтобы обеспечить скорость 55 из нижней части бункера отводят,через патрубки 4 на последующее обезвоживание.При контактировании капель.и частиц 1 шлака с водой в газовую фазу выделяются сернистые, хлористые и другие газообразные соединения, образующие" ся в результате гидролиэа веществ, содержащихся в шлаковом расплаве. Кроме того, при контактировании с раскаленным (температура до 1300 Со и выше) шлаком происходит интенсивное испарение воды. Поэтому образующаяся парогазовая смесь представлена преимущественно водяным паром с примесью газообразных веществ, выделяющихся из шлака или подсасываемых сна"ружи из окружающего воздуха. Парогазовая смесь "газ") через газоподводящий патрубок 11 тангенциально входит в нижнюю часть башнискруббера, где орошается распыленной жидкостью, подаваемой через форсунки 8 навстречу закрученному потоку газа. В верхней каплеотделительной частиполости башни-скруббера под воздействием центробежных сил газ очищается от взвешенных частиц и капель брызго. уноса, а затем через верхний тангенциальный газоотводящий патрубок 12выходит из скруббера, В дальнейшемгаэ может либо выбрасываться черезвыбросную трубу 13 в атмосферу (как показано на фиг. 1), либо направляться на носледующую обработку.В рассматриваемом варианте исполнения устройства газ тангенциальио входит в нижнюю часть выбросной трубы 13, где из него дополнительно улавливаются капли жидкости, а затем выходит в атмосферу. Уловленные капли жидкости стекают по стенкам трубы и конического днища 14 через коаксиальный патрубок 15 в полость каплеуловителя 6 башни-скруббера. Отработанная жидкость вместе с уловленными веществами отводится из нижней части скруббера через патрубок 10.Величину поперечного "сечения тангенциальных патрубков 11 и 12 принигазового потока у входа и выхода изскруббера порядка 15-25 м/с при максимальных интенсивностях выделения 10 15 20 799 4парогазовой смеси при гашении шлакового расплава. Средняя осевая скорость газового потока в полости башни при этом составит порядка 4-6 м/с, что обеспечивает высокую производительность скруббера по газу и высокую эффективность улавливания капель в верхней части башни за счет центробежного эффекта, без каких-либо дополнительных мероприятий.Поглотительную жидкость к орошающим форсункам подают с помощью жидкостьподводящего коллектора 7.Предпочтительно применение форсу" нок гидравлического типа, без движущихся деталей, например, эвольвентных, щелевых (с длиной, примерно рав. ной высоте входного патрубка 11) и т.п.Размещение форсунок.с углоМ наклона оси выходного отверстия сопла 7-15 градусов к горизонтали вдоль винтовых линий, имеющих шаг порядка 0,3-0,5 внутреннего диаметра башни, диаметр, составляющий 0,7-0,9 диаметра башни-скруббера, и начинающихся от вертикальной оси поперечного сечения газоподводящего патрубка,что соответствует центру закрученного газового потока, позволяет в несколько раз увеличить скорость движения очищаемой газовой фазы относительно капель поглотительной жидкости. В данном случае относительная скорость газовой и жидкой фаэ составляется из скорости закрученного газового потока порядка 15-25 м/с плюс скорость капель жидкости, вылетающих из форсунок, порядка 10-15 м/с. Кроме того, такое размещение форсунок позволяет в несколько раэ увеличить активный объем скруббера, характеризующийся развитой поверхностью контакта очищаемого газа и поглотительной жидкости, что в итоге существенно повышает степень очистки газа. Описанное размещение форсунок, по" мимо технологических преимуществ, еще и очень удобно для их монтажа- демонтажа и эксплуатации, так как при таком размещении их можно устанавливать в рабочее положение и вы- нимать (для чистки или замены) беэ остановки работы скруббера. Для этого форсунку с помощью вентиля, задвижки или крана отключают от жидкостьподводящего коллектора 7 и вынимают из полости башни-скруббера через патрубок,Интервалы значений указанных размеров винтовой линии зависят от размеров башни-скруббера, Так, для баш ни с малыми габаритами (диаметр порядка 1-2 м) следует прини ать низшие значения диаметра и верхние значения шага винтовой линии, а форсунки располагать вдоль одной винтовой линии, начинающейся в центре поперечного сечения газоподводящего патрубка. Для крупногабаритных устройств (диаметр башни порядка 4-6 м и более) следует принимать верхние значения 5 диаметра и нижние значения шага винтовой линии, а форсунки размещать вдоль 2-3 параллельных винтовых линий, или же применять форсункис удлиненным (вдоль продольной оси башни) 20 поперечным сечением факела распыливания, располагая их вдоль одной винтовой линии. Число форсунок следует брать в зависимости от расхода жидкости и величины поперечного, сечения сопла форсунки. Уменьшение диаметра винтовой линии0,7 диаметра башни приведет к попаданию значительной части жидкос ти в центральную часть скруббера, т.е. за пределы закрученного потока газа и снизит КПД ее полезного использования при очистке газа.Увеличение диаметра винтовой ли- З 5 нии Ъ 0.9 диаметра башни приведет к попащ ник, значительной части жидкости на стенки скруббера, что также снизит КПД ее использования.Уменьшение шага винтовой линии 40 0,3 диаметра башни и увеличение )О,6 диаметра башни приведет к попаданию значительной части жидкости за пределы закрученного восходящего потока газа, что также снизит КПД ее 45 использования, а следовательно, снизит и эффективность очистки парогазовой смеси.Угол наклона оси выходного отверстия сопла форсунок в пределах 7-15 градусов к горизонтали обеспечивает подачу жидкости навстречу закрученному потоку газа при максимальных относительных скоростях движения жидкой и газовой фаз, что обеспечивает максимальную эффективность очистки парогазовой смеси. Увеличение угла наклона ) 5" или уменьшение7 приводит к уменьшению относительных скоростей движения газовой и жидкой фаз и, как следствие - к снижению эффективности очистки парогазовой смеси.Выполнение тангенциального газо- отводящего патрубка соосно с продолжением винтовых линий позволяет максимально использовать центробежный эффект для каплеулавливания в верхней части башни. Для каплеулавливания отводится верхний участок башни, вмещающий порядка 3-6 витков винтовой линии, что в большинстве случаев достаточно для эффективной очистки газа от брызгоуноса.Колебания режима выделения парогазовой смеси по мере слива шлакового расплава не влекут значительного снижения эффективности газоочистки, Уменьшение выхода парогазовой смеси, понижая относительную скорость движения газовой и жидкой фаз, увеличивает время контакта Газовой и жидкойфаз и удельный расход жидкости на1 м газа, что в целом компенсируетснижение коэффициента массоотвода отгазовой к жидкой фазе. Увеличение выхода парогазовой смеси, наоборот,повышает скорость движения газовойфазы относительно капель жидкости,вылетающих из форсунок, что увеличивает коэффициент массоотдачи от газовой к жидкой фазе, а это, в свою, очередь, компенсирует, снижение эффективности газоочистки вследствие уменьшения удельного расхода жидкости и продолжительности контакта жидкой и газовой фаз.Закрученный поток газа за счет центробежных сил отбрасывает часть поглотительной жидкости на стенкибашни, где эта жидкость вызывает интенсивное обмывание стенок, что исключает возможность образования прочных отложений,Устранение возможного образования рыхлых отложений на стенках верхней части башни может быть обеспечено установкой в верхней части башни форсунок для обмывания внутренних поверхностей стенок башни, аналогично тому, как это сделано в известных центробежных скрубберах ВТИ. Предлагаемая конструкция устройства для переработки шлаковых расплавов обеспечивает повышение эффективности очистки парогазовой смеси от вредных примесей и исключает образо799 Заказ 5716 Подписное ЗНИИПИ Тираж 606иг 7 1106 ванне отложений на внутренщих поверхностях башни-скруббера и каплеуловителя.Отличаясь сравнительной простотой конструкции и удобством в эксплуатации, предлагаемое устройство может найти широкое применение при переработке шлаковых расплавов и в других аналогичных процессах. 1 ОПрименение предлагаемого устройства для переработки шлаковых расплавов обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известнымиФ устройствами: повышает эффективность очистки образующейся парогазовой смеси от вредных примесей; исключается образование отложений на внутренних поверхностях башни-скруббера и каплеуйовителя; облегчаются работы по монтажу, демонтажу и эксплуатации форсунок, а также компенсируются колебания эффективности очистки парогазовой смеси, обусловленные изменением ее выхода в течение периода слива шлакового расплава. Филнад ППП.фйатент",г. Ушород, уд. Проектная, 4

Смотреть

Заявка

3459991, 11.05.1982

МАКЕЕВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

КРЫЛЕНКО ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ, КОДРЯНСКАЯ ТАМАРА ЗЕЛЬМАНОВНА

МПК / Метки

МПК: C04B 5/02

Метки: переработки, расплава, шлакового

Опубликовано: 07.08.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1106799-ustrojjstvo-dlya-pererabotki-shlakovogo-rasplava.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для переработки шлакового расплава</a>

Похожие патенты