установка для термической переработки твердого топлива и металлсодержащего сырья

Классы МПК:F23J1/08 удаление жидкотекучих шлаков
C10J3/54 газификация гранулированного или пылевидного слоя по способу Винклера тепсевдоожижением 
F27B15/02 конструктивные элементы, принадлежности и оборудование для печей этого типа 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Мечев Валерий Валентинович,
Лякишев Николай Павлович,
Сухолискина Светлана Павловна
Приоритеты:
подача заявки:
1993-08-06
публикация патента:

Изобретение относится к устройствам по термической переработке твердого топлива: торфа, угля, дерева, других углеводородсодержащих твердых веществ, а также металлсодержащих материалов. Предложено печь с фурмами для переработки материалов в расплаве снабдить печью кипящего слоя и азотно-кислородной станцией, а также теплообменником. Установка позволяет решать задачи сушки, обессеривания перерабатываемых материалов, газификации, сжигания, плавки металлсодержащих материалов с их предварительной обработкой - сушкой, обессериванием, подогревом, отгонкой летучих веществ, восстановительно - сульфидирующим воздействием, может быть использована в теплоэнергетике, химической промышленности, металлургии, коммунальном хозяйстве. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ, содержащая печь с фурмами, с каналами в корпусе для выпуска шлака, для выхода газообразного теплоносителя и с вводным патрубком, отличающаяся тем, что она снабжена печью кипящего слоя с загрузочным устройством, газоходом для выхода газа, газораспределительной коробкой, герметичным каналом, связывающим обе печи для передачи обработанного материала, азотно-кислородной станцией и теплообменником для подогрева азота, расположенным над печью с фурмами, связанными подающими кислород трубами с азотно-кислородной станцией, которая трубами, подающими азот, через газораспределительную коробку соединена с печью кипящего слоя.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что испарительная камера азота на азотно-кислородной станции или ресивер-сборник азота соединены трубопроводом высокого давления с входным патрубком теплосборника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам по термической переработке твердого топлива, торфа, угля, сланцев, битумсодержащих пород, других углеводородных твердых веществ, а также металлургического сырья и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической промышленности и коммунальном хозяйстве.

Известная установка для сжигания кускового топлива с жидким удалением шлака содержит печь с фурмами, с каналами в корпусе для выпуска шлака, для выхода газообразного теплоносителя, снабженная загрузочным устройством [1] Недостатками являются значительное снижение производительности при переработке неподготовленного сырья, например, с высокой влажностью, а также неиспользование в процессе сбросного азота азотно-кислородной станции.

Целью изобретения является повышение экономичности комплекса, расширение номенклатуры сырья, решение экологических задач.

Сущность изобретения состоит в том, что предложена установка, состоящая из кессонированной печи с фурами для подачи кислородсодержащего газа в расплав, каналами в корпусе для выпуска шлака и газа и загрузочных устройств, снабженная печью кипящего слоя. Печи связаны герметичным каналом (трубой) для передачи обработанного материала из печи КС в расплав, снабжены азотно-кислородной станцией, теплообменником для подогрева азота, расположенным над печью с фурмами. Азотнокислородная станция связана трубами, подающими кислород, с печью с фурмами, а трубами, подающими азот, через теплообменник с распределительной коробкой печи КС.

Отличие предлагаемой установки состоит в снабжении печи с фурмами печью кипящего cлоя (реакора KС). Печь KС может выполнять функции сушильного аппарата, газификатора, десульфуризатора, аппарата для возгонки, выжига веществ с низкой температурой воспламенения, аппарата предварительного окисления или восстановления.

Отличие установки состоит еще и в том, что в конструкции предусмотрен ввод в печь КС азота, нагреваемого в теплообменнике, который устанавливают над расплавом в печи с фурмами. Предусматривается сеть труб высокого давления для использования энергии сжатого азота для кипения слоя материала.

На чертеже приведена схема установки.

Печь 1 представляет cобой шахту с установленной вверху печью КС 2 так, чтобы обеспечить выход обработанного материала из печи 2 в печь 1 самотеком. Установка снабжена азотно-кислородной станцией 3, связанной трубами, подающими азот под давлением, с теплообменником 4, расположенным выше расплава, в газоходной части печи с фурмами 5, и далее с газораспределительной коробкой 8 печи КС. Кислородподающими трубами станция 3 связана с печью 1, куда через фурмы 7 подается кислородсодержащее дутье. Печь 1 снабжена сифоном 6 для непрерывного выпуска расплава (шлака). Печь КС снабжена загрузочным устройством 9, патрубком для выхода газа 10 и связана транспортным каналом 11 с печью 1. По каналу 11 в печь 1 подается обработанный материал из печи 2. Для корректировки состава расплава печь 1 имеет отдельное загрузочное устройство с питателем.

В случае необходимости обработки материала в печи 2 паром печь 1 снабжена испарительным кессоном с патрубком ввода воды 12 и выходом пара 13. Патрубок выхода пара 13 соединен паропроводом с распределительной коробкой печи КС 8. Установка позволяет использовать давление испаряющегося азота для создания кипящего слоя, охлаждения свода печи. Использование азота позволяет:

создать инертную атмосферу, проводить пиролиз, не окисляя продукты пиролиза;

решить задачу значительного обессеривания топлива, перевода соединений серы в легкоулавливаемую форму (Н2S,SО). Улавливание этих соединений давно освоено промышленностью;

создать регулируемую атмосферу при переработке металлсодержащих материалов и т.п.

Установка работает следующим образом. В печи 1 наводится ванна расплава (шлака) известным способом, например заливкой через сифон или направлением твердого шлака. Перед этим подается азот в теплообменник 4. В печь КС загружается материал и производится вывод ее на режимные параметры.

Обработанный в печи КС продукт в горячем виде непрерывно по каналу 11 поступает в печь 1, где производится его доработка (сжигание, расплавление, газификация).

Установка обладает универсальностью, может быть использована для осуществления целого ряда процессов. Например, возможна сушка материалов перед переработкой их в печи с расплавом, удаление летучих и ценных веществ из угля, торфа, дерева перед их сжиганием или газификацией. Установка может решать и различные металлургические задачи. Например, сушки и частичного восстановления железной руды в атмосфере азота в печи КС с добавками торфа или угля и с последующей ее восстановительной плавкой в печи с расплавом, сушки и восстановительно-сульфидирующей обработки окисленных или смешанных руд цветных металлов в печи КС и последующей их плавки на металл или штейн обогатительной плавки титаномагнетитов, отгонки мышьяка из руд. Например, обработка в печи КС мелкозернистой руды гематитовой или магнетитовой в смеси с углем или торфом при 800-900оС дает возможность осуществить частичное твердофазное восстановление перед плавкой, что в 1,5-2 раза повышает эффективность плавки в расплаве. Это приближает данный процесс по расходу топлива к доменному и будет иметь преимущество в том, что используется уголь. Кроме того, в печи КС будет происходить рафинирование руды и угля от серы, других примесей. Установка позволяет проводить процесс обработки в печи КС под давлением, что ставит на новый уровень, качественно более высокий, ряд процессов.

Класс F23J1/08 удаление жидкотекучих шлаков

устройство для газификации углеродосодержащих горючих материалов -  патент 2497046 (27.10.2013)
устройство газификации с оборудованием для удаления шлака -  патент 2495913 (20.10.2013)
топка сжигания топлива в расплаве -  патент 2328654 (10.07.2008)
способ жидкого шлакоудаления -  патент 2173816 (20.09.2001)
топка -  патент 2059930 (10.05.1996)
топка для сжигания твердого топлива в расплаве -  патент 2031310 (20.03.1995)
топка для сжигания твердого топлива в расплаве -  патент 2030686 (10.03.1995)

Класс C10J3/54 газификация гранулированного или пылевидного слоя по способу Винклера тепсевдоожижением 

способ и система получения синтез-газа из биомассы карбонизацией -  патент 2525491 (20.08.2014)
способ получения каменноугольного газа -  патент 2434931 (27.11.2011)
способ получения газа из твердого топлива -  патент 2321617 (10.04.2008)
способ конверсии угля с получением качественного водорода для топливных смесей и диоксида углерода, готового к утилизации, и устройство для его осуществления -  патент 2290428 (27.12.2006)
способ пиролиза и газификации органических веществ или смесей органических веществ и устройство для осуществления способа -  патент 2272064 (20.03.2006)
система газификации топлива -  патент 2220187 (27.12.2003)
способ газификации порошкообразного твердого углеродистого топлива и устройство для его осуществления, интегрированный способ получения энергии -  патент 2134713 (20.08.1999)
способ термического разложения твердых углеродсодержащих материалов с использованием твердого теплоносителя, установка для осуществления способа, реактор для разложения твердых углеродсодержащих материалов и нагреватель- газификатор твердого теплоносителя -  патент 2066338 (10.09.1996)
способ получения синтез-газа и газификатор вертикального типа -  патент 2052492 (20.01.1996)

Класс F27B15/02 конструктивные элементы, принадлежности и оборудование для печей этого типа