Многозонная печь кипящего слоя для обжига сыпучего материала

(72) Н.Ф.Коновалов, В,Н,Школьников, А,Н.Ванжа, И.П.Нехлебаев, В.А.Мирко, А.И.Мудрый и И,И.Завражин (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (53 66,096.5 (088.8)(54(57) 1. МНОГОЗОННАЯ ПЕЧЬ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ ОБЖИГА СЫПУЧЕГО МАТЕРИА"4 А, содержащая загрузочное устройство, шахту с зонами подогрева, обжигаи охлаждения, переточные устройстваи.газоотвод, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью увеличения производительности печи и снйжения удельного расхода топлива, первая по ходудвижения материала зона подогревавыполнена. выносной в виде по крайней мере одного теплообменника прямоугольного сечения с газоотводящим коллектором, размещенным в его верхней части и соединенным с газоотводом печи, и окнами в больших боковых стенках, соединенными газоходами с надслоевым пространством нижерасположенной в шахте .зоной подогрева, соединенной переточным устройством с выходным патрубком теплообменника, при этом входной патрубок теплообменника соединен с загрузочным устройством.2. Печь по п. 1, о т.л и ч а ю - щ а я с я тем, что соотношение сторон теплообменника составляет 1:3,5.3. Печь по пп, 1 и 2, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что газоходы установлены под углом 30-45 ф к вертикальной оси теплообменника.4, Печь по пп 1 - 3, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что окна в теплообменнике выполнены нефутерованными с острой кромкой, а площади окон по направлению движения газа относятся как 1:2:3:4,5. Печь по пп. 1 - 4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что гаэоотводящий коллектор установлен иа продольной оси теплообмеиника. Я9 аВЙИзобретение относится к обработке полидисперсного сыпучего материала в обжиговых печах и может быть использовано в металлургической, химической промышленностях и промышленности строительных материалов.5Известна печь кипящего слоя для обжига известняка, содержащая зоны обжига, подогрева известняка, охлаждения извести, соединенные между собой переточными устройствами и снаб женныв газораспределительными решетками, и теплообменник, в котором теплом продуктов сгорания нагревается воздух, поступающий в зону подогрева 11. 15 Недостатком данной печи является неполная утилизация тепла извести,Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является печь кипящего слоя, содержащая загрузочное устройство, шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения с газо- распределительными решетками, пере- точные устройства и гаэоотвод Г 23 .Недостатками этой печи являются неполная утилизация тепла извести и эарастание газораспределительных решеток иэ-за большой запыленности печных газов, что приводит к увеличению простоев и как следствие к снижению производительности печи,Пель изобретения - увеличение производительности печи и снижение удельного расхода топлива. 35Указанная цель,цостигается тем, что в многозонной печи кипящего слоя для обжига сыпучего материала, содержащий загрузочное устройство, шахту с зонами подогрева, обжига и ох лаждения, переточные устройства и газоотвод, первая по ходу движения материала зона подогрева выполнена выносной в виде по крайней мере одного теплообменника прямоугольного сечения с газоотводящим коллектором, размещенным в его верхней части и соединенным с газоотводом печи, и окнами в больших боковых стенках, соединенными гаэоходами с надслоевым пространством нижерасположенной в шахте зоной подогрева, соединенной переточным устройством с выходным патрубком теплообменника, при этом входной патрубок теплообменника соединен с загрузочным устройством.Кроме того, целесообразно, чтобы соотношенИе сторон теплообменника составляло 1:3,5, а гаэоходы при необходимости устанавливать под углом ЗОк вертикальной оси теплооб менника, окна в теплообменнике выполнять нефутерованными с острой кромкой, а площади окон о направлению движения газа относились бы как 1:2:3:4. При этом газоотводящий коллекторцелесообразно устанавливать на продольной оси теплообменника.Первую по ходу движения материалазону подогрева необходимо выполнятьв виде теплообменника с плотным слоем, что позволит исключить перфорированную решетку эоны подогрева, подверженную зарастанию, что приводит кувеличению межремонтного периода;снизить температуру отходящих газови тем самым удельный расход тепла.Во избежание налипания пыли окна втеплообменнике выполнены нейутерованными и с острой кромкой, а газоходыустановлены под углом 30-45 к вертикальной оси теплообменника; При меньшем угле наклона газохода не обеспечивается гравитационное удаление частиц, выпавших из запыленного потокагаза. Увеличение угла наклона свыше45 влечет неоправданное увеличениемертвой эоны материала в теплообменнике, Такая конструкция газохода иокон не позволяет пыли извести иизвестняка оседать в газоподводящемтракте теплообменника,Лля равномерного распределениягазового потока по сечению плотногослоя теплообменник выполнен прямоугольной формы с отношением сторонФв основании 1:3,5. Такая конструкциятеплообменника позволяет газовымструям пронизывать толщу материалаза счет кинематической энергии, арасположение гаэоотводящегс коллектора в верхней части теплообменникавдоль его длинной оси позволяет направлять газовый поток от перифериик центру теплообменника,При меньшем соотношении сторонстановится непреодолимым влияниепристенного эффекта при движении материала от загрузки к выгрузке, прибольшем - проблематичным становитсяраспределение газа по сечению слоятеплообменника, Кроме того, для равномерного распределения газового потока по длине теплообменника гаэопроводящие окна выполнены с отношениемплощадей 1:2:3:4 по холу газовогопотока.На фиг.1 изображена многозоннаяпечь кипящего слоя, разрез; на фиг,2теплообменник, вид А на фиг,1; нафиг.З - разрез Б-Б на фиг2; нафиг.4 - разрез В-В на фиг.З; нафиг,5 - узел 1 на фиг.4,Многозонная печь кипящего слоясодержит загрузочный бункер 1, эоныподогрева 2 и 3, обжига 4, охлаждения 5, соединенные между собой посредством переточных устройств б - 9с клапаном и запорным слоем. Перваяпо ходу движения материала эона подогрева 2 выполнена в виде двух Йдентичных теплообменников с плотным слоем прямоугольного сечения (с отношением сторон 1:3,5), установленныхавтономно. Каждый теплообменник зоны.подогрева 2 снабжен гаэоотводящимколлектором 10, размещенным в еговерхней части, соединенным с гаэоотводящим трактом 11 посредством патрубка 12, Теплообменник 4 оны подогрева 2 также имеет окна 13, расположенные вдоль больших боковых сторон исоединенные гаэоходом 14 с надслоевымпространством нижерасположенной эоны 3,Бункер 1 соединен с теплообменником зоны подогрева 2 посредством загрузочной течки 15, а выходиой патрубок 16 соединен переточным устройством с нижерасположенной зоной 3,На газоотводящем тракте 11 установлено шиберное устройство 17.Теплообменник эоны подогрева 2 игазоход 14 выполнены футерованными,а участки, примыкающие друг к другу - нефутерованными.Газоход 14 установлен под углом30-45 квертикальной оси теплообменника зоны подогрева 2, Окна 13 теплообменника зоны подогрева 2 выполненыс остоой коомкой, а плошапи их относятся как 1:2:3:4 1 ло направлениюдвижения газа). Гаэоотводящий коллектор 10 установлен вдоль длинной .оси теплообменника зоны подогрева 2. ЗОПечь работает следующим образом,После розжига печи материал загружается из бункера 1 через загрузочные течки 15 в зону подогрева 2 ввиде теплообменника с плотным слоем. 35При этом шиберное устройство 17 наотводящем тракте 11 закрыто. Подогретый известняк через выходной патрубок 16 и переточное устройство 6 склапаном и запорным слоем поступает 4 Ов нижележащую зону подогрева 3, гдеподогревается в смешивающем токе до700-750 С. Иэ зоны подогрева 3 известняк по переточному устройству 7 передается в зону обжига 4, где обжи- гается при 950-970 С.Известь иэ эоны обжига 4 по пере- точному устройству 8 подается в зону охлаждения 5, Охлажденная известь по переточному устройству 9 выгружается иэ зоны охлаждения.Для печей с кипящим слоем производительностью 1000 т/сут и более загрузка известняка составляет2300 т/сутИзготовить теплообменник с плотным слоем для подогрева такого количества известняка и распределить в нем газы равномерно по сечению затруднительно. Поэтому для печей большой единичной мощности. целесообразно использование двух автономно установленных теплообмеиников с плотным слоем.Равномерное распространение газового потока по сечению теплообменника с плотным слоем производительностью более 1500 т/сут невозможно. Необходимо разделить материальный поток загрузки печи, для чего потребуется установка как минимум двух теплообменников.Установка теплообмениика с плотным слоем в комплексе печи кипящего слоя позволяет снизить удельный расход топлива за счет более полной утилизации тепла снижение температуры отходящих газов с 450 до 200 эС)у степень истирания и растрескивания материала (с 10 до 6), так как исключается одна из зон подогрева с кипящим слоем; исключить газораспределительную решетку в одной из зон подогрева, что значительно удлинит кампанию печи, так как снимает проблему эарастания однойиз решеток и исключает остановку печи иа ее чистку. В результате возрастает годовое производство и снижается расход электроэнергии.1121571 г цеьа ль И.Й Сост Техр Редактор М ь Тираж 577 Подпис ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская н /