Шахтная печь для термической обработки порошкообразных и пастообразных материалов

Шахтная печь для термической обработки порошкообразных и пастообразных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистические

Реснублик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 31.07. 78 (21) 2659551/29-02 с присоединением заявки Лев (23) Приоритет

Опубликовано 30. 08. 82 ° Бюллетень ¹32

Дата опубликования описания 30.08.82 (51) М. Кл.

F 27 В 1/02

@еударстаеииый комитет

СССР по делам иэобретеиий и открытий (53) УДК621.365..412 (088. 8) М. Е. Майсаков, В. П.Малышев, В. А.Ярыгин, Д. H-;Àáèûåâ

И, Х. Бауэр, А. М. Назаров, Т. А. Кусаинов, Г. К4 Гайщу урр„ :, „

И. A. Буровой и Б. Н. Омаров (72) Авторы изобретения

- %ВИШЬ%:.а„ вЂ” — 1 (7! ) Заявитель (54) ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДНЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ПОРОШКООБРАЗНЫХ И ПАСТООБРАЗНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к оборудованию для термообработки порошкообразных и пастообразных материалов, и может

Ьыть использовано для отгонки летучих и легкоразлагающихся материалов, например ртути, серы, органическихх материалов и флотореагентов, из шламов и концентратов. Изобретение может быть использовано также в химической промышленности.

Известна шахтная печь для термической обработки порошкообразных и пастообразных материалов, содержащая корпус, шахту, состоящую из прямоугольных секций, расширяющихся сверху вниз, со средст вами для их индивидуального обогрева, установленными снаружи по длине печи, вер- тикальные газоотводящие каналы, расположенные по всей высоте печи и соединенные с верхней частью каждой секции, загрузочные и разгрузочные приспособления (11 .

Недостатки известной печи состоят в том, что не обеспечивается. необходимая полнота отгонки летучих > не исключается образование настылой, т.е. известная печь не обеспечивает получения материалов необходимого качества, а также длительных межремонтных камланий.

Цель изобретения — повышение качества получаемого продукта и надежности работы печи„

Пост авленная цел ь достигает ся тем, что стенки секций установлены под углом 3-4 к вертикали, ширина каждой cewq e определяется по формуле

8 = -17+200 мм, где h - высота секции, мм, каждая нижележащая секция по площади сечено ния в верхней части выполнена íà 20»

25 большей, чем площадь сечения нижней части вышележащей секции, нижняя секция. снаЬжена рассекателем, установленным вдоль большей ее оси, 3 954753

30 разделяющим ее на два канала, ðàñсекатель, снабжен средствами обогре- ва, а площадь сечения каждого канала составляет 0,5-0,7 площади поперечного сечения нижней части вышелеS жащей секции.

Печь снабжена холодильником, выполненным в виде цилиндра и снабжен-, ным ворошителем с лопастями, установленными по винтовой линии. !О

С целью исключения выбросов материала с парами при обработке пастообраз ных мат ери алов, верхняя секция шахты выполнена с объемом, составляющим 0,2-0,7 объема нижележащей секции.

Средства для обогрева. секций и рассекателя выполнены в виде нагревателей сопротивления .

Ширина прямоугольных секций определяется по формуле 5= h +200 мм, выведенной на основе механизма процесса сушки.

Ъ

Процесс сушки делится на период постоянной скорости и период падаоцей скорости. В период падающей скорости при достижении критических содержаний влаги в материале начинает действовать явление термовлагопроводности, снижающее скорость сушки и препятствующее движен ю жидкости к испаряющей поверхности. При заданной конечной влажности материала и при выполнении условий сушки, основанных на эффекте паровой подушки, производительность печи зависит от времени пребывания материала в данной секции, т.е. от времени, за траченного на первый и второй периоды сушки, что адекватно высоте секции печи при заданной производительности, Таким образом, для снижения влияния явления термовлагопроводности и создания оптимальных условий существования принципа паровой подушки необходимо, чтобы в осевом сечении секции на уровне середины температуры материала была не ниже температуры кипения отгоняемой жидкости. Данное условие выполняется при приведенном выше выражении ширины секции печи.

Выполнение боковых стенок с нае клоном в 3-4 позволяет в процессе .сушки, или возгонки создавать вдоль SS стенок подпор пара, устраняющий адгеэию материала к последним и создающий возможность осуществления процесса беэ установки греющих элементов по боковым стенкам. При выполнении стенок секций под углом, меньшим 3, образующиеся пары имеют преб имущест венно канальный ход, пар овая подушка вдоль стенок имеет непостоянную толщину, что при ее уменвшении ниже критической приводит к адгезии материала к стенкам печи.

Увеличение угла наклона стенок выше о

4 приводит к пересыщению пристеночного пространства парами, паровая по душка в этом случае имеет более устойчивые размеры, но большое количество скопившихся паров приводит к выбросам материала в газоотводящие патруЬки, а также может служить причиной более быстрого схода материала в нижележащую секцию.

При уменьшении соотношений площадей сечений ниже 20 и увеличении вы ше 25 происходят выбросы материала в карманы, в первом случае — за счет малого объема своЬодного пространства над сыпью материала и увеличенного, вследствии этого, сопротивления движению газов, во втором случае — за счет увеличенного количества образующихся паров (что связано с увеличением в объеме количества отгоняемой фракции при незначительном уменьшении сопротивления движению газов). Оптимальное соотношение объемов верхней секции и нижележащей, равное 0,2-0,7, установлено опытным путем. При объеме верхней секции ниже 0,2 и в случае перераЬотки пульп и пастообразных материалов выброс пара из нижележащей секции в зону загрузки не исключается. Не исключается он и в том случае, когда оЬъем верхней секции будет выше 0,7, так как количество образующихся паров в верхней секции зачастую достигает выше критических значений и часть их, устремляясь через загрузку, приводит к выбросам материала, 9

Наличие рассекателя с нагревателями необходимо для создания дополнительных греющих поверхностей. Создание дополнительных греющих поверхностей необходимо для организации внутри материала максимального градиента температур, ибо при движении материала по секциям печи наступает такой момент, когда остаточное содержание влаги остается постоянным при любом заданном времени пребывания материала в секции. Поэтому

54753 6

lO

5 9 для ее удаления и создается максимальныйй градиент температур, а это возможно при скачкообразном увеличении теплового потока, приходящегося на каждую единицу объема материала. Кроме того, наличие рассекателя принудительно разрушает поток, приближая осевой слой материала к греющим стенкам, а тем самым исключая локальные явления процесса сушки материала в этой секции.

Эксплуатация различных вариантов, печей показала, что ма ксимал ьный градиент температур внутри материала сохраняется в том случае, если соотношение площади сечения каналов равно 0,5-0,7 площади сечения выхода предыдущей секции. Выше этого каналы нижней секции продолжают работать, как предыдуцая секция, а соотношение ниже 0,5 приводит к увеличению скорости движения потока материала по каналам, что неизменно влечет к ряду нежелательных явлений, например удлинению печи, снижению производительности и т,д.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая шахтная печь, вертикальный разрез, на Фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1.

Печь для термической обработки порошкообразных и пастообразных ма-. териалов содержит корпус 1, образованный кирпичной кладкой и разделенный металлическими перегородками 2 . на отдельные активные зоны, Внутри корпуса 1 расположена шахта 3, состоящая из секций 4, соединенных с ве рт икал ь ными газ оот водящими каналами 5 карманами 6. В верхней части шахты 3 расположено загрузочное приспособление 7. Нижняя секция 4 снабжена рассекателем 8, разделяющим ее на два канала 9 и 10. В нижней части шахты 3 расположен холодильник, выполненный в виде цилиндра 11 и снабженный ворошителем 12 с лопастями 13, расположенными по винтовой линии. Для обогрева секций 4 активные зоны и рассекатель 8 снабжены нагревателями 14.

Печь работает следующим образом.

Обрабатываемый материал через загрузочное приспособление 7 йоступает в секции 4 и двигается под собт ственным весом. Материал в секциях

4, эа счет выделяемого тепла нагревателей 14, подвергается температур-, ному воздействию. Для образования паровой подушки стенки каждой секции

4 должны иметь температуру на 100200О выше температуры кипения отгоняемого вещества, поэтому регулировка температуры осуществляется в каждой секции 4 самостоятельно. Далее обрабатываемый материал поступает в нижнюю секцию 4, где по оси сырой сердцевины рассекателем р делится на два потока, каждый из которых равен 0,5-0,7 площади поперечного сечения предыдущей секции 4. В нижней секции 4 между каналами 9 и 10 устанавливаются дополнительные нагрева15 тели, в результате чего в материале создается ударный скачкообразный тепловой поток, способствующий удалению остаточных количеств возгоняемых элементов.

2о Из нижней секции 4 материал по каналам 9 и 10 поступает в холодиль- . ник и проходит через ворошитель 12, вращение которого направлено против винтовой линии. Пройдя через воро2s шитель 12, материал приобретае рых лость, усредняется по химическому составу, влаге и температуре, благодаря чему исключается попадание перегретых масс в зону выгрузки, а значит его возгорание на питателе.

Из охладителя материал поступает на разгрузку, которая осуществляется при помощи разгрузочного устройства 15. Возгоняемые газы и пары иэ карманов 6 секции 4 отводятся через каналы 5 в коллектор.

Иахтная печь для термической обработки материалоЮ испытана в промышленных условиях на медеэлектро4в литных шламах молибденовых и вольфрамовых концентратах.

В результате испытаний выявлены следующие преимущества пегчи, а именно: высокая удельная производитель" ност ь, широкий диапазон применения печи, т.е. применение ее для материалов различного гранулометрического состава - от зернистых до пастообразных.

Также установлено, что при высоком качестве готового продукта (начальной влажности 20-323 и конечной

0,2-0,4/) обеспечивается производительность 30 т/м в сутки при помо" щи печи 45-50 кВт. Предлагаемая печь при высокой производительности обес". печивает получение высококачественных продуктов. Так, при пирротиниэи», рующем обжиге получен вольфрамовый

4753

7 95 концентрат следующего состава, 4:

S 0,38; WO 72,05; SI 0,11; Мо 0,8.

Согласно ГОСТУ 21/264 вольфрамовый концентрат первого сорта (КВГ-1) должен содержать не менее 633 ИО «и не более 0,7 Ф S.

Кроме того, предлагаемая печь обеспечивает получение продуктов с конечным содержанием органических веществ до 0,1- 1>54 при исходном их содержании 10-12, Обеспечивается получение выхода пирротина при возгонке серы иэ пирита 94-964.

Формула изобретения

1. Шахтная печь для термической обработки порошкообразных и пастообразных материалов, содержащ>ая корпус, шахту., состоящую из прямоугольных секций, расширяющихся сверху вниз, со средствами для их индивидуального оЬогрева, установленными снаружи по длине печи, вертикальные газоотводящие каналы, расположенные по всей высоте печи и соединенные с верхней частью каждой секции, загрузочные и разгрузочные приспособления, о т л и ч а ю щ> а я с я тем, что, с целью повышения качества получаемого продукта и надежности работы печи, стенки секций установлены под углом 3-4 к вертикали, ширинв кажо дой секции определяется по формуле

Я = h +200 мм нижележащая секция по площади сечения в верхней части выполнена на

20-254 Ьольшей, чем площадь сечения нижней части вышележащей секции, нижняя секция снабжена рассекателем, установленным вдоль Ьольшей ее оси и разделяющим ее на два канала, рассекатель снабжен средствами обогрева>. площадь сечения каждого канала (о составляет 0,5-0,7 площади поперечного сечения нижней части вышележащей секции.

2. Печь по и. 1, о,т л и ч а— ю щ а я с я тем, что она снабжена

15 холодильником, выполненным в виде цилиндра и снабженным ворошителем с лопаст ями, установленными по ви нтовой линии.

3. Печь по пп. 1 и 2, о т л и рв ч а ю щ а я с я тем, что, с целью исключения выбросов материала с парами при обработке пастообразных материалов, верхняя секция шихты выпалнена с объемом, составляющим 0,2-0,7

2s объема нижележащей секции.

4. Печь по пн, 1-3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что средства для обогрева секции и рассекателя выполнены в виде нагревателей сопротивЗО ления где Il - высота секции, мм, каждая

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР N 10397, кл. F 27 В 1/02, 1926.

954753

Заказ 09

Тираж 5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5 илиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель А.Лютиков

Редактор В.Пилипенко ТехредТ. Фанта Корректор М.Шароши