Плавильный агрегат

(19) (11) 1 Ж 5 МЗ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О 3 НРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВ К АВТОРСКОМУии Я(21) 3426560/29-33 (22) 16.03. 82 (46) 15.04.84, Бюл. В 14 (72) В,А.Кухаиов, Л.А.Ревин. С.Д.Власов, И.А,Схоблов и Д.Е.Несмеянов (71) Приморское производственное объединение "Бор" им. 50-летия СССР (53) 628.54(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР У 447373, кл. С 03 В 5/12, 1973.2. Авторское свидетельство СССР В 330114, кл. С 03 В 5/14, 1970.3. Авторское свидетельство СССР В 846958, кл. Г 27 В 15/00, 197;54) (57) 1. ПЛАВИЛЬНЬЙ АГРЕГАТ, в)сдю.чающий циклонную печь, хо,"одильники газоход для вывода отработанныхгазов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения коэффициентаиспользования сырья, холодильник выполнен в виде камер смешения и сепарации, между которыми установлена псрегоропка с полостью, кольцевым каналом и регулирующими элементами, агазоход для вывода отработанных газоврасположен в камере смешения и выполнен в виде фильтрующего элемента.1085943 20 2. Агрегат по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде насаженных на полый вал дисков из сетчатого материала, на одну или каждую сторону которого нанесен слой готового продукта.3. Агрегат по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что фильтрующий элемент снабжен отрезными приспособлениями,4, Агрегат по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что отрезные приспособления смонтированы с возможИзобретение относит"я к промьппленности строительных материалов, в частности к оборудованию для полученияплавленых боропродуктов.Известна кольцевая циклонная печь 5для варки силикатных расплавов, включающая камеру, осветлительный бассейн,установленный внутри его полый элемент, находящийся над уровне стекломассы и охлаждаемый водой либо рас Опланом металла. Полый элемент способеп вращаться 1 .Данная конструкция не предусматривает защиты футеровки от соприкосновения ее с расплавом, а сжигание 15топлива происходит в присутствии силикатного расплава. Частицы внедряются в расплав, ухудшают его качество и, соответственно, качество готовой продукции. Сепарация расплавапроисходит под действием сил инерции.Расплав собирается в копильнике. Газотводится по газоходу, Б газе содержатся микрочастицы расплава, которыес течением времени оседают на стенках газоходов и газоочистительногооборудования и требуют чистки и ремонта. Расплав из копильника поступает на охлаждение, выполненное в видецалкового, дискового либо другого ЗОтипа гранулятора, где он охлаждается,а затем дробится. Узел охлаждения идробления представляет собой целуюцепь аппаратов,Известна также циклонная стекло варенная печь, которая содержит бункер шахты с питателем, вертикальную ностью вращения по отношению к фильтрующим элементам или фильтруюшиеэлементы смонтированы с возможностьювращения по отношению к отрезным приспособлениям. 5. Агрегат по п. 1, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что фильтрующий элемент выполнен из матерчатого материала в виде дисков или рукавов.6. Агрегат по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем что фильтрующий элемент выполнен в виде циклона. циклонную камеру для тепловой обработки материала и бассейн для гомогенизации, осветления и охлаждениястекломассы. Шихта в виде аэровзвесивдувается в камеру, подхватываетсянисходящим высокотемпературным вихрем газон и в виде расплава поступает в бассейн. Сепарация расплавов игаза осуществляется в бассейне. Охлаждение, дробление и измельчение расплав; - при помощи внешних устройствтипа гранулятора, дробилки мельницы 2 Д,Однако данная печь не обеспечивает полноты сгорания топлива, не пре;отвращает зашлакования поверхностейтопочной, камеры и насыщение продуктанесгоревшими частицами топлива, С газовой фазой уносятся частицы расплава, которые засоряют запечные газоходы и газоочистительное оборудование. Охлаждающие и измельчающие устройства усложняют технологию плавки,способствуют загрязнению окружающейсреды и снижают эффективность исполь.зования сырья и материалов.Наиболее близким к изобретениюпо технической сУщности и достигаемому результату является плавильныйагрегат, включающий циклонную печь,холодильник и газоход для вывода отработанных газов 3 .Холодильник с целью повышения эффективности работы выполнен из распределителя и емкости с мешалкой.Такое выполнение холодильника обеспе.чивает желаемый результат термообра1085 О Циклонная печь 1 выполнена из камеры 3 горения и камеры 4 тепловой обработки материала, разделенных между собой перегородкой 5.Камера 3 горения имеет форсунку 6 и фурмы 7, а камера 4 тепловой обра 55 ботки, способствует утилизации тепла и качественному охлаждению продукта но в качестве хладагента в данной конструкции можно использовать лишь жидкость, что для многих видов продуктов, например плавленого борного ангидрида, делает данное устройство неприемлемым, так как, соприкасаясь с жидкостью, он насыщается ею и снижает свои свойства.Целью изобретения является повышение коэффициента использования сырья.Поставленная цель достигается тем,что в плавильном агрегате, включающем циклонную печь, холодильник и газоход для вывода отработанных газов, холодильник выполнен в виде камер смешения и сепарации, между кото. рыми установлена перегородка с поло стью, кольцевым каналом и регулирующими элементами, а газоход для вывода отработанных газов расположен в камере смешения и выполнен в виде фильтрующего элемента. 25При этом фильтрующий элемент выполнен в виде насаженных на полый вал дисков из сетчатого материала, на одну или каждую сторону которого нанесен слой готового продукта, и снабжен отрезными приспособлениями.Отрезные приспособления смонтированы с возможностью вращения по отношению к фильтрующим элементам или фильтрующие элементы смонтированы с возможностью вращения по отношению к отрезным приспособлениямФильтрующий элемент выполнен из матерчатого материала в виде дисков или рукавов. 40Фильтрующий элемент выполнен в ви де циклона.На фиг. 1 показано предложенное устройство; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1 (увеличено); на фиг. 3 - сече 45 ние А-А на фиг. 1 (увеличено); на фиг. 4 - плавильный агрегат, в котором в качестве фильтрующего элемента используется циклон; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг, 4.Плавильный агрегат состоит иэ цик лонной печи 1 и холодильника 2. 943 4ботки материала оборудована фигурными соплами 8, конфузором 9 и штуцером 10 для подвода воздуха.Холодильник 2 состоит иэ камеры 11 смешения и камеры 12 сепарации, разделенных друг от друга перегородкой 13 с каналами в виде кольцевого сопла 14 и регулирующими клапанами 15. Камера 11 смешения оборудована фурмами 6, а камера 12 сепарации снабжена газоходом с фильтрующим эле. ментом 17 и штуцером 18 вывода газа, а также патрубком 19 вывода продукта.Перегородка 5 циклонной печи 1 обо рудована приемными окнами 20.Фильтрующий элемент, выполненный в виде дисков (фиг. 2 и 3), состоит из отрезных приспособлений 21, сборника 22 отработанного теплоносителя с окнами 23, фильтрующего слоя 24, сетки 25, обода 26, ребер 27, полости 28.Отрезные приспособления 21 крепятся к корпусу камеры 12 сепарации (если вращается фильтрующий элемент) или к корпусу сборника 22 отработанного теплоносителя (если вращается камера сепарации).Твердые частицы иэ потока газо- взвеси, поступающей в камеру сепарации, оседают на внешней стороне сетки и создают фильтрующий слой, через который стработанный теплоноситель попадает в полость 28 и из нее через окна 23 по тупает в сборник 22 отработанного теплоносителя и удаляется через штуцер 18.Фильтрующий элемент, выполненный в виде циклона, изображен на фиг. 4 и 5. Он состоит из наружного корпуса 29, оборудованного фурмами 30. Внутри корпуса 29 коаксиально расположен штуцер 18 отработанного теплоносителя. Фурмы 30 расположены тангенциально, Поток газовзвеси из камеры 12 сепарации поступает в фурмы 30, приобретает вращательное движение, происходит разделение твердой и газообразной фаз, твердая фаза уда. ляется через кольцевые отверстия патрубков 19, газообразная - черезштуцер 8. Плавильный агрегат работает следующим образом,В камеру 3 горения через форсунку 6 поступает топливо, а из фурм 7 воздух. Количество подаваемого воз 1085943духа регулируется. Топливо сжигаютс коэффициентом избытка воздухаоС 1,03 - 105, что обеспечиваетвысокую экономичность процесса ивысокую температуру Факела. 5Образовавшиеся продукты сгоранияиэ камеры 3 поступают в камеру 4тепловой обработки материала черезкольцевое отверстие в перегородке 5,Количество подаваемого воздуха к Фурмам 7, фигурным соплам 8, перегородке 5 и конфузору 9 регулируетсяспециальными устройствами (не показа.ны), что позволяет регулировать относительную скорость движения междувоздухом и частицами топлива и междуобрабатываемым продуктом и продуктами сгорания топлива, а это изменяетинтенсивность теплообмена, а такжевремя пребывания топлива и продуктав камерах термообработки, что позволяет получить продукт требуемого качества, более полно используется тепло топлива, так как обеспечиваетсяполнота его сгорания., Это осуществляется следующим образом,Воздух через штуцер 10 и приемныеокна 20 в стенке перегородки 5 и кольцевое отверстие поступает в камеру 3,Продукты сгорания топлива перемешиваются с этим воздухом, частицы более крупные отбрасываются обратнов камеру 3 нод действием кинетическойэнергии и там догорают.Б камеру 4 тепловой обработки матезриала тангенциально вводят обрабатываемый продукт и воздух через фигурные сопла 8. Воздух защищает от абразивного износа, охлаждает футеровкупечи снижает цикличность образования настылей.Воздух вводят между слоем материала и Футеровкой печи с большей скоростью и относительно низкой темпераи45 турои. Воздух должен растекаться по всей поверхности футеровки печи, поэтому сопло 8 выполняется специальной Формы.Из камеры 4 расплав продукта в ви де отдельных частиц, рассеянных по объему продуктов сгорания топлива, поступает в камеру 11 смешения, Через Фурмы 1 б в камеру смешения 1 1 подается хладагент, например воздух, который смешивается с продуктами сгорания топлива, содержащего частицы расплава. Во время смешения продукты сгорания охлаждаются. Частицы расплава, содержащиеся в них, также охлаждаются. Это происходит до тех пор, пока частицы расплава полностью не затвердеют и утратят способность деформироваться и слипаться под действием собственного веса. Охлаждать топочные газы можно до температуры не выше точки росы, иначе начинается конденсация влаги и возможно впагопоглощение расплава, а это брак.Чтобы охладить смесь до необходимой температуры, нужно определенное время выдержать ее в камере смешения, причем крупные частицы расплава охлаж. даются дольше, чем мелкие. Так как движение газового потока в камере смешения тангенциальное, то под действием центробежных сил происходит расслоение потока и более крупные частицы прижимаются к периферии, Чтобы их дольше задержать в камере 11 смешения, она оборудована перегородкой 13 с кольцевым соплом 14 и регулирующими клапанами 15. Сечение кольцевого сопла постоянно, поэтому чем больше расход воздуха через кольцевое сопло 14, тем больше его скорость выхода, с чем большей скоростью он выходит, тем большей кинетической энергией обладает струя, а чем больше кинетическая энергия струи, тем большего диаметра твердые частицы эта струя отбрасывает внутрь камеры 11 смешения и тем больше времени они там находятся.Таким образом, наличие разделительной перегородки 13 между камерой 11 смешения и камерой 12 сепарации обеспечивает требуемое время охлаждения продукта и его качество. Когда процесс затвердения продукта завершен, то образовавшиеся гранулы поступают в камеру 12 сепарации, где происходит разделение твердой и газообразной Фаз.Разделение твердой и газообразной Фаз производят при помощи газохода, вь,полненного в виде Фильтрующего элемента 17. Фильтрующий элемент должен обеспечивать качественное разделение Фаз, поэтому его можно выполнить в виде известных высокоэффективных устройств, например в виде дисковых элементов, на которые нанесен самовосстанавливающийся слой готовогопродукта. Элементы выполняются, например, из сетки либо ткани. Толщина слоя регулируется отрезными приспособлениями, например ножами. Элементы могут вращаться, либо могутвращаться отрезные ножи. Элементы могут устанавливаться как горизонтально, так и с наклоном, иметь одну либо несколько рабочих поверхностей,т.е, верхнюю или нижнюю или ту идругую.фильтрующий элемент может быть выполнен также в виде матерчатых, например рукавных, фильтров без нанесения самовосстанавливающего слояпродукта; в виде циклона.Готовый продукт удаляют через патрубки 19, а газы отводят через штуцер 18,Выполнение холодильника из двухчастей: камеры смешения и камеры сепарации с фильтруюшим элементом, между которыми установлена разделительная перегородка с полостью и кольцевым каналом, позволяет исключить иэ технологической схемы производства 5 сепарацию газового потока от частицрасплава, сбор расплава в копильник, охлаждение, дробление и измельчение расплава, что, в свою очередь, повышает технико-экономические показатели процесса получения плавленых боропродуктов и дает воэможность исключить оборудование для указанных операций; снизить расход условного топлива на 20 - 25 7 повысить коэффициент ис пользования сырья на 8 - 10 Х; снизить удельную материалоемкость устройства в 1,5 - 2 раза. В условиях объединения "Бор" внед рение данного технического решенияпозволит снизить стоимость 1 т готового продукта на 10-20 руб., д. ент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 Составитель И,ИлРедактор М.Циткина Техред С.Легеза каз 2162/22 Тираж 469 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская н