Печь кипящего слоя

Печь кипящего слоя

Реферат

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в подготовке сырья для получения магния и хлора электролизом расплавленного безводного или глубокообезвоженного карналлита.

Известна печь кипящего слоя, включающая кожух, футеровку, газораспределительную решетку, газовые камеры с топками и листовой температурный компрессор решетки, жестко соединяющий ее с кожухом (М.А.Эйдензон, Магний. - М.: Металлургия, 1969, с.151).

Недостатками этого типа печи кипящего слоя (КС) являются низкая производительность, малый срок межремонтного пробега, большие затраты по удалению окатышей с подины рабочего пространства печи и периодическая чистка газовых камер печи КС от просыпей обезвоженного карналлита.

Из известных аналогов наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности признаков является печь кипящего слоя - прототип (а.с. СССР №267826, опубликовано в БИ №13, 1970 г.).

Печь кипящего слоя включает кожух, футеровку, газораспределительную решетку, газовую камеру, камеру кипящего слоя, листовой температурный компенсатор решетки, жестко соединяющий ее с кожухом, и опорную балку.

Печь КС работает следующим образом. В камеру кипящего слоя постоянно загружается карналлит, а в подрешеточное пространство подаются топочные греющие газы, за счет тепла которых идет процесс удаления влаги из карналлита. Обезвоженный материал удаляется из печи и передается на расплавление, а отходящие газы после обезвреживания на газоочистных аппаратах выбрасываются в окружающую среду.

В процессе эксплуатации печи на листовом компенсаторе в районе стыка с решеткой появляются щели и воздух из газовой камеры, минуя решетку, поступает в кипящий слой через компенсатор. Существенным недостатком этой печи является необходимость частого удаления материала из печи для выполнения работ, связанных с герметичностью стыка листового компенсатора с газораспределительной решеткой. Кроме того, появление неконтролируемых пропусков газов через компенсатор снижает производительность печи и создает условия для образования окатышей. Этот процесс ограничивает условия по увеличению производительности печи и значительно увеличивает трудозатраты на удаление окатышей.

Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении производительности печей КС и их межремонтного срока службы. Применение внутреннего дугообразного компенсатора и подача воздуха в межкомпенсаторное пространство позволит работать печи КС без периодов остановок на ремонты листового компенсатора и удаления вручную материала из камеры кипящего слоя.

Поставленная задача решается так, что в печи КС, включающей кожух, газораспределительную решетку, газовую камеру и листовой температурный компенсатор решетки, жестко соединенный с кожухом, новым является то, что печь снабжена внутренним компенсатором, герметично прикрепленным к кожуху и решетке с образованием пространства между компенсаторами, в которое постоянно подается воздух под давлением в количестве 1÷2% от количества воздуха, подаваемого в подрешеточное пространство печи. Кроме того, внутренний компенсатор выполнен по всему периметру газораспределительной решетки в виде дугообразной пластины, которая приварена к решетке и к кожуху печи.

Предлагаемая конструкция печи КС позволит:

- увеличить производительность печей КС на 15% за счет сокращения периодов ремонта листовых компенсаторов;

- снизить трудозатраты рабочей силы на ручное удаление настылей и окатышей из рабочего пространства печи.

На чертеже показан поперечный разрез печи кипящего слоя. Печь КС состоит из стального кожуха 5, зафутерованной газовой камеры 2, газораспределительной решетки 1, которая установлена на опорную балку 4 и жестко соединена с кожухом 5 листовым температурным компенсатором 6. Решетка 1 имеет внутренний компенсатор 7, который выполнен в виде дугообразной пластины, прикрепленной сваркой к кожуху 5 и решетке 1. Пространство внутреннего компенсатора 7 заполнено асбестовым волокном 8, а в полость между листовым температурным компенсатором 6 и внутренним компенсатором 7 подается дутьевой воздух под давлением по патрубку 9 в количестве 1-2% от количества дутьевого воздуха, подаваемого в газовую камеру 2 печи кипящего слоя.

Печь кипящего слоя работает следующим образом.

В камеру кипящего слоя 3 загружают сырой карналлит, а в газовую камеру 2 подается дутьевой воздух и топочные газы, благодаря температуре которых происходит процесс обезвоживания карналлита. В процессе сушки материала газораспределительная решетка 1 испытывает значительные тепловые и вибрационные усилия от пропускания дутьевого воздуха. Для снижения передачи усилия на кожух 5 и повышения герметичности узла крепления решетки 1 к кожуху 5 в предлагаемой печи установлено два компенсатора 6 и 7, которые повышают надежность работы этого узла в два раза.

Кроме того, для повышения герметичности узла часть дутьевого воздуха подается в межкомпенсаторное пространство, создавая зону противодавления потоку газа из подрешетного пространства 2 печи КС. В процессе испытания нового узла крепления решетки 1 к кожуху 5 печи КС установлено, что подача дутьевого воздуха в межкомпенсаторное пространство менее 1% от количества дутьевого воздуха печи не обеспечивает эффективного противодавления, а при более 2% не эффективно используется дутьевой воздух и приводит к дополнительному усилию на листовой компенсатор 7, что влечет за собой разрушение сварных швов крепления к решетке 1 и кожуху 5.

Газораспределительная решетка 1 при ее тепловом расширении перемещается по опорной балке 4, а компенсатор 7 в виде дугообразной пластины обеспечивает плавную компенсацию тепловых и вибрационных колебаний решетки 1.

Предложенная печь кипящего слоя позволит увеличить ее производительность, превысить срок службы и уменьшить трудозатраты при обслуживании печи.

1. Печь кипящего слоя, содержащая кожух, газораспределительную решетку, газовую камеру и листовой температурный компенсатор решетки, жестко соединяющий ее с кожухом, отличающаяся тем, что она снабжена внутренним компенсатором, герметично прикрепленным к кожуху и решетке с образованием пространства между компенсаторами для постоянной подачи воздуха под давлением.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрена постоянная подача воздуха в пространство между компенсаторами в количестве 1÷2% от количества воздуха, подаваемого в подрешеточное пространство печи.

3. Печь по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что внутренний компенсатор выполнен по всему периметру газораспределительной решетки в виде дугообразной пластины.