Устройство для охлаждения крупнокусковых материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУЬЛИН В 1/26 ТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИ ГОС ПОД ОПИСАНИЕ свидетель 22 В 1/26 Авторско7702, кл.(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯКРУПНОКУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, преимущественно огарка, содержащее цилиндрическую камеру охлаждения с расположенным по ее оси вертикальным перфорированным распределителем хладаген-та, кольцевой коллектор, загрузочныйи расходный бункеры, о т л и ча ющ е е с я тем, что, с целью повыше ния эфФективности охлажпения и защитыокружающей среды и обслуживающегоперсонала от врепных воздействий,оно снабжено сепаратором пара и пыли,установленным коаксиально камереохлажпения и размещенным между бункерами, лабиринтным уплотнением, трубчатым конденсатором и шламоотдлителем, конденсатор выполнен из последовательно соединенных наклонными где Д,еры охлаждения;ры охлаждения; отлис целью римесей б конден с абжено н в(21) 3619048/22- (22) 16.04.83 (46) 30,12.84. Б (72) Г.С.Мулява А.А.Чуриков и А (71) Среднеазиат вательский и пр цветной металлур (53) 669.791(088 (56) 1. Требухин мышленности. М., с. 110. юл. У 48М.Г.Зайцев,В.Темникский научно-исследо оектный институт гии,8)Печи ртутной про"Металлургия", 1980ство СССР1980. переходниками вертикально установленных труб с охлаждающей рубашкой, нижние концы которых размещены в шламоотделителе, и соединен с сепара тором, при этом верхняя часть сепаратора соединена с разгрузочным бункером лабириитным уплотнением, нижняя часть сепаратора соединена с расходным бункером, а стенки камеры охлаждения выполнены перфорированными.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что общая площадь живого сечения перфораций камер охлаждения выполнена равной площади ее продольного сечения.3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что диаметр сепаратора пара и Мыли определяется но формуле- диаметр сепаратора параД " диаметр камоН " высота камеКо : 0,125-1,75.4Устройство по п. 1,ч а ю щ е е с я тем, что,очистки газов от вредных пвнутренней поверхности трчсатора от конденсата, онофорсункамн, установленными верних торцах труб.11319 Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и защита окружающей среды и обслуживающего персонала от вредных воздействий.Поставленная цель достигается 4 О т 6 м, что устройство для охлаждения крупнокускового материала; преимущественно огарка, содержащее цилиндрическую камеру охлаждения с расположенным по ее оси вертикальным пер форированным распределителем хлад- агента, кольцевой коллектор, загрузочный и расходный бункеры, снабжено сепаратором пара.и пыли, установленным коаксиально камере охлаждения 50 и размещенным между бункерами, лабиринтным уплотнением трубчатым конденсатором и шламоотделителем, конденсатор выполнен из последовательно соединенных наклонными переходниками 55 вертикально установленных труб с охлаждающей рубашкой, нижние концыекоторых размещены в шламоотделителе,1Изобретение относится к металлуртии, а именно к устройствам дляохлаждения горячих кусковых материалов, преимущественно огарка изпечей ртутного производства.5Известно устроиство для охлаждения огарка руд после обжига, содержащее камеру охлаждения, состоящуюиз цилиндрической и конусообразнойчастей, и размезенные внутри камеры 1 Ояыеевиковые трубы охлаждения И .Однако конструкция устройствагромоздка, требует больших капитальных затрат, а эффективность устройства низка; эксплуатация устройствасложна и отвлекает много труда исредств на проведение ремонтов.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройство 2 Одля охлаждения круннокусковых материалов, содержащее цилиндрическую камеру охлаждения с расположенным поее оси вертиКальным перфорированнымраспределителем хладагента, кольцевой коллектор, загрузочный и разгрузочный бункеры 21.Недостатками охладителя являютсяневысокая производительность вследствие периодичности его действия и,главное, невысокая эффективностьохлаждения и повышенный расход газапо причине его низкой теплоемкости иосуществления процесса охлажденияпо принципу "продуваемый слой",15 2и соединен с сепаратором, при этом верхняя часть сепаратора соединена с разгрузочным бункером лабиринтным уплотнением, нижняя часть сепаратора соединена с расходным бункером, а стенки камеры охлаждения выполнены перфорированными.Кроме того, общая площадь живого сечения перфораций. камеры охлаждения равна площади ее продольного сечения.Диаметр сепаратора лара и пыли определяется по формулед, = д, 41 т К,их, (1) гДе Ко - Оу 125-1,75 бД - диаметр сепаратора параси пылиД - диаметр камеры охлаждения;Н - высота камеры охлаждения.Кроме того, с целью очистки газов от вредных примесей и внутренней . поверхности труб конденсатора от конденсата устройство снабжено форсунками, установленными в верхних торцах труб.На чертеже схематически изображено устройство для охлаждения крупно- кускового материала, общий вид.Устройство содержит цилиндрическую перфорированную камеру 1 охлаждения с загрузочным бункером 2 и расположенным по ее оси вертикальным перфорированным распределителем 3 хладагента. Коаксиально камере 1 установлен сепаратор 4 пара и пыли, верхняя часть которого через лабиринтное уплотнение 5 соединена с загрузочным бункером 2, а нижняя часть герметично соединена с коническим расходным бункером б, который снабжен дозатором 7, регулирующим подачу охлажденного материала на транспортер 8. Сепаратор 4 соединен патрубком 9 с трубчатым конденсатором 10, каждая труба которого снабжена водоохлаждаемой рубашкой 11, а трубы последовательно соединены наклонными перехопниками 12. В верхних торцах труб установлены форсунки 13 а нижние концы располоЭжены в шламоотпелителе 14.Устройство дополнительно снабжено шламовым насосом 15 и репульпатором 16 у вентилятором 17 у системой КИПиА (не показана) и насосом 18 подачи оборотного агента с запорной арматурой для регулирования расхода агента через вертикальный распределитель 3 и периферийные распределители, которые подключены к коллектору..У о5плотным слоем в камеру 1 охлаждения, в которую через распределитель3 хладагента поступает, например,оборотная вода под напором 2-3 атм.При высоком теплосодержании горячегоогарка его доохлаждение происходитв нижней части камеры 1 и в расходном бункере 6 за счет поступленияв слой воды через периферийные распределители, которые питаются от 15коллектора. Охлажденный огарок,включая просыпи.и пыль сепаратора 4,через дозатор 7 разгрузки поступаетна транспортер 8 и транспортируетсяв отвал.20Пар и пыль через перфорацию камеры 1 поступает в сепаратор 4, гдепроисходит осаждение частиц пыли(диаметром 3 и крупнее) на слойогарка в бункере 6. Предельный диаметр д зависит от диаметра сепаратора 1) , который рассчитываетсяпо формуле (1).Частицы пыли с диаметром, меньшимвыносятся паром через патрубок 9в трубчатый конденсатор 10. Здесьна внутренних поверхностях труб конденсатора 10 осуществляется пленочная конденсация пара. Неосевшие всепараторе 4 частицы пыли смешиваютсяс конденсатом, который стекает вшламоотделитель. Для предотвращения;образования на внутренних поверхно,стях труб конденсатора 10 шламовойкорки эти поверхности очищаютсяподпиточной водой, которая подаетсяпод напором через форсункй 13 и смешиваются с конденсатом. Количествоподпиточной воды зависит от безвозвратно теряемой: с охлажденным огарком, с газом в виде несконденсировавшегося пара через вентилятор и прииспарении воды с открытых поверхностей, например, шламоотделителя. Очищенная в шламоотделителе вода 50 подается насосом 18 вновь на охлаждение материала, а шламы периодичес-, ки откачиваются насосом 15.Вода, охлаждающая рубашки 11 конденсатора, повышает свою темпера туру в зависимости от давления на 60-80 С и может быть использована для производственных нужд. 9154 Снабжение камеры охлаждения перфорацией позволяет отводить пар и сопутствующие ему пылевые частицы в радиальном направлении через слой, что обеспечивает небольшое гидравлическое сопротивление паровому потоку. Для минимизации гидравлического сопротивления перфорации ее общая площадь выбирается из того соображения, чтобы боковая стенка камеры была продолжением пористой среды, какой является кусковой материал. Характерный размер единичного элемента перфорации должен обеспечивать возможно меньшее просыпание материалав зону сепаратора, где происходитотделение от парапылевого потока Просыпи и крупные частицы пыли собираются в нижней части сепаратора, котораясоединена с расходным бункером. Для предотвращения скапливаниямелкой фракции материала в нижней части сепаратора угол раскрытия конуса расходного бункера принимают равным углу внутреннего трения выгружаемого материала.Диаметр сепаратора необходимо выбирать таким, чтобы возможно большая часть пыли отделилась от парового потока и не попала в конденсатор.Остальные частицы пыли с паровым потоком попадают в конденсатор и осаждаются с пленкой жидкости на внутренних стенках труб. Смыв этих частиц осуществляется подпитывающим хладагентом, который вводится под напором через форсунки, установленные в верхних торцах труб конденсатора,Повышение эффективности охладителя достигается за счет приспособления его конструктивных характеристик к использованию в качестве охлаждающего агента жидкости, например воды, которая подается под напором в центральные слои огарка и ниже по его ходу в периферийные слои от общего коллектора. Использование тепла фазового перехода, а также оборот охлаждающего агента обеспечивают небольшие габариты устройства и сводят к минимуму безвозвратные потери агента, причем температура материала на выходе снижается до 100 Ф 20 С.о Защита окружающей среды и обслуживающего персонала от вредных воздействий, например, остаточными парами ртути, образующимися в процессеохлаждения, обеспечивается герметичностью устройства. Для этого предусмотрены соответствующие соединения камеры охлаждения с сепаратором и последнего с трубчатым конденсатором. 5 Дополнительно открытые концы труб конденсатора размещены в заполненном оборотным агентом шламоотделителе (при работе устройства), а отвод пара в радиальном направлении через 10 слой и через боковую. стенку камеры с минимальным гидравлический сопро" тивлением обеспечивают отсутствие потерь пара через слой материала в вертикальном направлении. Кроме того, 15 подаваемый под напором через форсунки хладагент,распыляясь, приобретает (; болыпую поверхность,что способствует сорбции вредных примесей из парогазового потока и его очистке от щ . этих примесей.Лабораторные испытания на модели предлагаемого устройства с загрузкой горячего (200-500 С) огарка массой 1 кг показали, что процесс охлаж- д дения проходит с высокой интенсивностью, а температура охлажденного огарка не превышает 100 фС. Число .оборотов охлаждающей воды практически не влияет на ее солевой состав,ЗО который после двух-трех оборотовстабилизировался и общее солесодержание не превысило 2 г/л. Выносшламов с паром не превысил 0,57 отмассы загруженного огарка. Декрепитация огарка незначительна - отклонения массовых выходов различныхфракций охлажденного огарка соста-вили + 103 от выходов соответствующихфракций горячего материала. Анализсостава газовой Фазы после конденсатора (без форсунок) показал, чтодля случая охлаждения огарка сповышенным содержанием Флюорита(до бй) в газах содержится, мг/м:ртуть 33,6 мышьяк 2,3; сурьма 0,19;фтор 166. Расход газа (за счет подсоса воздуха) 4 м /т. Сравнение работоспособности предлагаемого устройства с базовым объектом (котлом-охладителем на Никитовском ртутном комбинате) показало, что оно обеспечивает высокоэффективный и надежный замкнутый технологический процесс охлаждения при меньших затратах на его сооружение и, что не достигнуто на,котле НРК, температура охлажденного огарка не превышает 120 С.о1131915 Составитель В. Красинар Н. Киштулинец Техред А.Бабинец Корректор И. Муска Ре Заказ 9723/ раж 60 Поднисн"Патент",Ужгор лиал ул, Проектн ВНИИПИ Государственног по делам изобретений113035, Москва, Ж, Рауш комитета СССРоткрытийкая наб , д. 4/5