Устройство и способ для уменьшения нароста на колосниковой решетке обжиговой печи

Номер патента: 4611

Опубликовано: 24.06.2004

Авторы: Ярви Юха, Нюберг Йенс, Сириля Хейкки

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство для уменьшения нароста при обжиге мелкозернистого материала в печи с псевдоожиженым слоем, включающее газораспределительный узел, находящийся в нижней части печи, соединенный с большим числом форсунок, через которые газ подается через днище решетки в пространство псевдоожиженного слоя, в которое через узел подачи, размещенный в стенке печи, поступает мелкозернистый материал и переходит в псевдоожиженное состояние, причем указанная стенка печи снабжена переточным отверстием для обожженного материала и выпускным отверстием, расположенным в верхней части печи, отличающееся тем, что часть решетки под местом подачи мелкозернистого материала снабжена дополнительными газовыми форсунками, соединенными с отдельной линией подачи газа, причем количество дополнительных газовых форсунок в месте подачи материала через решетку составляет по меньшей мере 5% от числа обычных газовых форсунок, имеющихся в питательной решетке.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выраженная в процентах часть решетки, находящаяся снизу места подачи концентрата, т.е. питающая решетка, составляет по меньшей мере 5% от общей площади поперечного сечения решетки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выраженная в процентах часть решетки, находящаяся снизу места подачи концентрата, т.е. питающая решетка, составляет по меньшей мере 10-15% от общей площади поперечного сечения решетки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что число дополнительных газовых форсунок в месте расположения питающей решетки составляет по меньшей мере 10-20% от числа обычных газовых форсунок в площади питающей решетки.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные газовые форсунки размещены выше уровня решетки.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные газовые форсунки направлены горизонтально.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные газовые форсунки предпочтительно имеют множество ответвлений, вследствие чего сопло на конце трубки, проходящей выше уровня решетки, раскрывается практически горизонтально в нескольких направлениях.

8. Способ уменьшения нароста при обжиге мелкозернистого материала в печи с псевдоожиженным слоем, в котором материал, подлежащий обжигу, подают в пространство псевдоожиженного слоя через узел подачи, находящийся на стенке печи, и переводят в псевдожиженное состояние в результате продувки обжиговым газом, подаваемым через решетку в днище печи, причем, по меньшей мере, часть обожженного материала выводят через переточное отверстие, находящееся на высоте псевдоожиженного слоя, а газы и некоторое количество твердых веществ выходят через верхнюю секцию печи, отличающийся тем, что секция решетки ниже места подачи мелкозернистого материала снабжена дополнительными газовыми форсунками, причем их число составляет по меньшей мере 5% от числа обычных газовых форсунок в питающей решетке и такие дополнительные форсунки соединены с отдельной линией подачи газа, а также тем, что обжиговый газ подают в печь через дополнительные газовые форсунки при содержании в нем кислорода, по меньшей мере, равном содержанию кислорода в обжиговом газе в оставшейся части решетки.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что обжиговый газ подают в печь через дополнительные газовые форсунки при более высоком содержании кислорода, чем его содержание в обжиговом газе в оставшейся части решетки.

 

Текст

Смотреть все

1 Настоящее изобретение относится к устройству и способу для уменьшения нароста,образовавшегося на решетке печи с псевдоожиженным слоем при обжиге такого мелкозернистого материала, как концентрат. Концентрат загружают в обжиговую печь со стороны стенки печи, а кислородсодержащий газ подают через газовое сопло, расположенное под решеткой в днище печи для ожижения концентрата и его окисления в ходе псевдоожижения. Ниже места подачи концентрата, или питающей решетки,содержание кислорода в подаваемом газе выше,чем в газе, подаваемом из другого места с помощью дополнительных газовых форсунок, находящихся на более высоких уровнях решетки,чем другие форсунки. Дополнительные форсунки питательной решетки соединены со своим собственным газораспределительным устройством. Обжиг такого мелкозернистого материала,как цинковый концентрат обычно осуществляют в псевдоожиженном слое. Материал, подлежащий обжигу, подают в обжиговую печь через специальные узлы подачи, расположенные в стенке печи выше псевдоожиженного слоя. В днище печи расположена колосниковая решетка, через которую подается кислородсодержащий газ для ожижения концентрата. Обычно,предусматривается около 100 газовых форсунок/м 2 решетки. При переходе концентрата в псевдоожиженное состояние высота слоя увеличивается примерно на половину относительно высоты слоя неподвижного материала. Концентрат, находящийся в псведоожиженном состоянии, окисляется (горит) с образованием продукта обжига (огарка) под действием кислородсодержащего газа, подаваемого через решетку, так например, при обжиге концентрата сульфида цинка образуется оксид цинка. Для обжига цинкового концентрата обычно поддерживают температуру в интервале 900-1050 С. Продукт обжига частично удаляется из печи через переливное отверстие и частично поступает вместе с газами в котел-утилизатор, откуда направляется в циклон и устройства для электростатического осаждения, где осуществляют регенерацию продукта обжига. Как правило,переливное отверстие расположено в печи на стороне, противоположной стороне с узлом подачи. Продукт обжига, удаляемый из печи, охлаждают и тонко измельчают для последующего выщелачивания. Для хорошего обжига важно контролировать слой, т.е. слой должен быть хорошо выражен, а условия ожижения должны регулироваться. Сгорание должно быть как можно более полным, т.е. сульфиды должны окисляться в оксиды. Также следует предусмотреть хороший выход продукта обжига из печи. Как известно,размер частиц продукта обжига определяется химическим составом и минералогией концентрата, а также температурой обжигового газа. 2 Согласно современной технологии, подачу концентрата в обжиговую печь регулируют в соответствии с температурой слоя, т.е. пользуясь нечеткой логикой. Вследствие этого, возникает опасность того, что количество кислорода в обжиговом газе может резко уменьшиться, и оказаться недостаточным для обжига концентрата. В то же время может резко уменьшиться противодавление слоя. Из приведенных в литературе балансовых расчетов и равновесных диаграмм известно, что медь и железо совместно образуют оксисульфиды, которые плавятся при температурах обжига и даже при более низких температурах. Аналогично, цинк и свинец, а также железо и свинец совместно образуют сульфиды, плавящиеся при низких температурах. Образование таких сульфидов вполне возможно и вероятность этого увеличивается в том случае, когда количество кислорода в слое меньше того количества, которое обычно требуется для окисления концентрата. В ходе обжига в псевдоожиженном слое обычно происходит агломерация продукта, т.е. продукт обжига является более крупнозернистым, чем подаваемый на обработку концентрат. Однако, отмеченное выше образование расплавленных сульфидов может усиливать такую агломерацию до опасного значения, когда более крупные агломераты с сульфидными ядрами движутся вокруг решетки. Такие агломераты вызывают образование наростов на решетке и со временем могут блокировать движение газовых потоков под решеткой. Для цинковых обжиговых печей было отмечено, что наросты,содержащие примесные компоненты, образуются в печи, главным образом, в секции решетки под устройствами для подачи концентрата. В известном способе, раскрытом, например, в опубликованной заявке DE 4211646, описано устройство для подачи газа в псевдоожиженный слой. Отмечается проблема, связанная с тем, что материал, подлежащий ожижению,проявляет тенденцию к отвердеванию на краях печи и особенно в месте подачи твердых материалов, так например, проявляется тенденция к образованию нароста на решетке обжиговой печи ниже места подачи материала, возвращаемого в рабочий цикл. Во избежание образования такого нароста, газовые форсунки, особенно в части решетки, в которую возвращается материал слоя и на краях печи, следует поднимать выше форсунок в центральной части (форсунка с удлиненной головкой). Цель такой операции состоит в том, что форсунки находятся на одинаковом расстоянии от днища или твердых материалов во всех точках обжиговой печи. Некоторые газовые форсунки в печи могут быть подняты выше других, что также относится и к центральной части решетки, с целью предотвращения образования наростов. Газовые форсунки могут быть направлены в сторону или вниз. Все форсунки соединены в рамках одного 3 газораспределительного устройства, т.е. обеспечивается однородная подача газа. В случае наличия большого количества примесей, при подаче высокореактивного концентрата в обжиговую печь создается дефицит кислорода в непосредственной близости от места подачи, препятствующий окислению концентратов в оксиды, т.е. достижению действительной цели обжига. В результате образуется расплавленный сульфидный материал, имеющий низкую температуру, который подвергается агломерации. Более крупные агломераты опускаются на решетку, остаются на ней во вращательном движении и объединяются друг с другом с образованием слоя нароста, блокирующего движение газовых струй. Назначение устройства, разработанного авторами изобретения, заключается в уменьшении количества и удалении нароста, образовавшегося на решетке с псевдоожиженным слоем при обжиге мелкозернистого материала в результате увеличения подачи газа с использованием дополнительных газовых форсунок, находящихся над решеткой, особенно в той части обжиговой печи, в которую подают материал. Дополнительные форсунки связаны с отдельной линией подачи газа, что позволяет регулировать количество газа и эффективность смешивания твердых материалов. Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения количества нароста в процессе обжига мелкозернистого материала в печи с псевдоожиженным слоем,когда материал, подлежащий обжигу, подается в печь через питательный штуцер в стенке обжиговой печи и ожижается в результате продувки обжигового газа через решетку в днище печи. По меньшей мере, часть обожженного материала удаляется через перепускное отверстие, расположенное на высоте псевдоожиженного слоя,по мере того, как газы и некоторая часть твердых веществ отводятся через верхнюю секцию печи. Секция решетки ниже точки подачи мелкозернистого материала снабжена дополнительными газовыми форсунками, которые соединены с отдельной линией подачи газа, при этом обжиговый газ подается в печь через дополнительные газовые форсунки и содержит кислород в количестве, равном или большем количества кислорода в ожижающем газе, проходящем через оставшуюся часть решетки. Существенные отличительные признаки настоящего изобретения станут ясными из прилагаемой формулы изобретения. В соответствии с настоящим изобретением, количество нароста, образующегося на решетке снизу узла подачи обжиговой печи,уменьшают в результате изменения конструкции традиционной решетки, вследствие чего реализуется однородное распределение подаваемого газа по площади решетки и в каждую часть решетки подается одинаковое количество газа. В результате использования разработанно 004611 4 го оборудования увеличивается подача газа в часть решетки, расположенной ниже узлов подачи, известных, как загрузочная решетка, по сравнению с подачей газа в оставшуюся часть решетки. Увеличение подачи газа осуществляется в результате размещения дополнительных форсунок выше обычного уровня форсунки питательной решетки. Форсунки направлены таким образом, что прохождение твердых веществ отклоняется от площади подачи твердых материалов. Предпочтительно использовать форсунки с множеством ответвлений, в результате чего сопло в конце трубки, проходящей над уровнем решетки, открывается практически горизонтально, в нескольких, например в трех направлениях. Горизонтальная подача газа способствует хорошему распределению и перемешиванию в слое свежего твердого материала, подаваемого в печь. Кроме этого, на поверхности присутствует большее количество газа, что способствует ожижению крупных частиц и уменьшает локальный дефицит кислорода. Число дополнительных газовых форсунок в месте ввода газа составляет по меньшей мере 5%, предпочтительно 10-20% от обычного количества решеточных форсунок. Через дополнительные форсунки может подаваться тот же газ, что и через основные решеточные форсунки, или газ, обогащенный кислородом, может подаваться через дополнительные форсунки в оставшуюся часть решетки. Питающая решетка составляет по меньшей мере 5% от всей решетки обжиговой печи, предпочтительно 10-15%. Желательно,чтобы материал, подаваемый в печь, с помощью дополнительных газовых форсунок распределялся по большей поверхности, например, по всему сечению печи. Это достигается с использованием дополнительных газовых форсунок,направленных практически горизонтально. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для уменьшения нароста при обжиге мелкозернистого материала в печи с псевдоожиженым слоем, включающее газораспределительный узел, находящийся в нижней части печи, соединенный с большим числом форсунок, через которые газ подается через днище решетки в пространство псевдоожиженного слоя, в которое через узел подачи, размещенный в стенке печи, поступает мелкозернистый материал и переходит в псевдоожиженное состояние, причем указанная стенка печи снабжена переточным отверстием для обожженного материала и выпускным отверстием, расположенным в верхней части печи, отличающееся тем, что часть решетки под местом подачи мелкозернистого материала снабжена дополнительными газовыми форсунками, соединенными с отдельной линией подачи газа, причем количество дополнительных газовых форсунок в месте подачи материала через решетку составляет по меньшей мере 5% от числа обычных газовых форсунок, имеющихся в питательной решетке. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что выраженная в процентах часть решетки,находящаяся снизу места подачи концентрата,т.е. питающая решетка, составляет по меньшей мере 5% от общей площади поперечного сечения решетки. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем,что выраженная в процентах часть решетки,находящаяся снизу места подачи концентрата,т.е. питающая решетка, составляет по меньшей мере 10-15% от общей площади поперечного сечения решетки. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем,что число дополнительных газовых форсунок в месте расположения питающей решетки составляет по меньшей мере 10-20% от числа обычных газовых форсунок в площади питающей решетки. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем,что дополнительные газовые форсунки размещены выше уровня решетки. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем,что дополнительные газовые форсунки направлены горизонтально. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем,что дополнительные газовые форсунки предпочтительно имеют множество ответвлений,вследствие чего сопло на конце трубки, проходящей выше уровня решетки, раскрывается 6 практически горизонтально в нескольких направлениях. 8. Способ уменьшения нароста при обжиге мелкозернистого материала в печи с псевдоожиженным слоем, в котором материал, подлежащий обжигу, подают в пространство псевдоожиженного слоя через узел подачи, находящийся на стенке печи и переводят в псевдожиженное состояние в результате продувки обжиговым газом, подаваемым через решетку в днище печи, причем, по меньшей мере, часть обожженного материала выводят через переточное отверстие, находящееся на высоте псевдоожиженного слоя, а газы и некоторое количество твердых веществ выходят через верхнюю секцию печи, отличающийся тем, что секция решетки ниже места подачи мелкозернистого материала снабжена дополнительными газовыми форсунками, причем их число составляет по меньшей мере 5% от числа обычных газовых форсунок в питающей решетке и такие дополнительные форсунки соединены с отдельной линией подачи газа, а также тем, что обжиговый газ подают в печь через дополнительные газовые форсунки при содержании в нем кислорода,по меньшей мере, равном содержанию кислорода в обжиговом газе в оставшейся части решетки. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что обжиговый газ подают в печь через дополнительные газовые форсунки при более высоком содержании кислорода, чем его содержание в обжиговом газе в оставшейся части решетки.

МПК / Метки

МПК: B01J 8/44, C22B 1/10

Метки: устройство, способ, обжиговой, колосниковой, уменьшения, печи, решетке, нароста

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/4-4611-ustrojjstvo-i-sposob-dlya-umensheniya-narosta-na-kolosnikovojj-reshetke-obzhigovojj-pechi.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство и способ для уменьшения нароста на колосниковой решетке обжиговой печи</a>

Похожие патенты