противоточно-прямоточная шахтная печь для обжига карбонатных пород

Формула изобретения

Прямоточно-противоточная печь для обжига карбонатных пород, содержащая шахту с зонами подогрева, обжига в прямотоке и противотоке, охлаждения, камеру сгорания топлива, горелку, теплообменник, воздуходувку, отличающаяся тем, что она снабжена кольцевым газораспределительным каналом, расположенным в зоне обжига, с отверстиями, расстояние между которыми составляет 200 - 600 мм, а отношение площади сечения кольцевого канала к площади сечения отверстий изменяется в пределах от 1,0 до 2,0.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к шахтным печам для обжига карбонатных пород, в частности известняка, доломита, магнезита, сидеритовых железных руд, и может быть использовано в черной и цветной металлургии, в химической, пищевой и строительной промышленности.

Известна прямоточно-противоточная регенеративная шахтная печь для декарбонизации известняка, содержащая две шахты, соединенные между собой каналом, расположенным на границе зон обжига и охлаждения, основные горелки, расположенные в слое материала в верхней части зоны обжига, и периферийные горелки, установленные в огнеупорной футеровке по периметру шахты под углом 30-60 градусов к вертикали [1].

Недостатком печи является неравномерность температурного поля в зоне обжига и недостаточный срок службы огнеупорной кладки в местах установки периферийных горелок и соединительного канала.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является шахтная печь для производства извести, содержащая зону подогрева, фиксированные по длине первую и вторую зону каньцинирования, причем длина первой в два раза превышает длину второй, горелки, расположенные между первой и второй зонами каньцинирования [2].

Недостатком печи является использование периферийных горелок, расположенных по периметру кладки печи и создающих высокотемпературные очаги горения в пристенной области шахты. При использовании периферийных горелок температуры по сечению печи распределяются неравномерно. Между горелками наблюдаются пониженные температуры, а в очагах горения концентрируются температуры, превышающие огнеупорность кирпича, что приводит к оплавлению футеровки, образованию настылей и сокращению срока службы огнеупорной кладки печи.

Целью изобретения является ликвидация очагов горения топлива внутри шахты, выравнивание температурного поля по периметру и сечению печи и увеличение срока службы огнеупорной кладки.

Эта цель достигается тем, что шахтная печь, содержащая зоны подогрева, обжига в прямотоке и противотоке, охлаждения, камеру горения топлива с горелкой, теплообменник, воздуходувку, снабжена кольцевым газораспределительным каналом с отверстиями.

На чертеже изображена предлагаемая конструкция печи. Печь состоит из шахты 2, содержащей зоны подогрева I, обжига в противотоке II и прямотоке III, охлаждения IV.

В зоне обжига размещен кольцевой газораспределительный канал 3 с отверстиями 5, разделяющий противоток от прямотока, соединенный с камерой горения 4 и горелкой 6. Воздух для горения топлива, циркуляции газов и охлаждения извести подается воздуходувкой 8. Для утилизации тепла отходящих из печи газов и извести устанавливается теплообменник 7.

Газы из печи отводятся в верхней части через патрубок 1, в нижней - через патрубок 9.

Камера сгорания топлива 4 с горелкой 6 предназначена для сжигания топлива вне печи, что позволяет ликвидировать высокотемпературные очаги горения, образующиеся при использовании периферийных горелок. Кольцевой газораспределительный канал 3 служит для равномерного распределения газового потока и температуры по периметру печи. Для исключения потерь тепла в окружающее пространство этот канал размещается внутри шахты. Для равномерного распределения температур по поперечному сечению печи в нижней части стенки канала предусмотрены отверстия. Площадь сечения и число отверстий вычисляются исходя из теплового напряжения в кольцевом газораспределительном канале. Тепловое напряжение в отверстиях должно быть меньше теплового напряжения в канале. При этом сохраняется отношение площади сечения кольцевого канала к площади сечения отверстий в пределах от 1,0 до 2,0.

Равномерная активность всего периметра ввода продуктов горения и выравнивание температурного поля по периметру и сечению печи обеспечиваются оптимальным расстоянием между отверстиями в кольцевом канале, равным 200 - 600 мм.

Продукты горения проходят камеру горения 4 и через отверстия 5 равномерно распределяются по периметру и сечению печи. Отсутствие очагов горения топлива, одинаковая температура по периметру шахты увеличивают срок службы огнеупорной футеровки печи более чем в два раза.

Выравнивание температуры газового потока по периметру и сечению зоны обжига при помощи кольцевого газораспределительного канала с отверстиями позволяет снизить удельный расход топлива, повысить удельную производительность печи при высокой и равномерной степени декарбонизации известняка.

Источники информации

1. А.с. СССР N 1529027, F 27 B 1/02, 1987.

2. Патент США N 4747773, F 27 B 15/00, F 27 D 1/08, 1988.