СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИЩЕНИЯ ПОДА КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА ЧЕРНОГО ЩЕЛОКА
METHOD AND DEVICE FOR CLEANING ALKALI LIQUOR WASTE-HEAT BOILER BOTTOM

ОБЛАСТЬ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к способу очистки пода котла-утилизатора черного щелока. В частности, но, не ограничиваясь этим, изобретение относится к удалению расплава и/или промывочной воды из котла-утилизатора черного щелока, когда котел заглушается.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Котел-утилизатор черного щелока используется для сжигания черного щелока, образующегося при производстве целлюлозной массы, содержащей, кроме органических материалов и воды, различные соли натрия. В процессе работы котла эти соли формируют на поде печи расплавленную линзу, из которой расплав непрерывно стекает через выпускные трубы в растворяющую емкость.
Обычно выпускные трубы располагаются приблизительно на 250 мм выше уровня пода печи. Как правило, формируется постоянный расплавленный слой приблизительно в 300 мм на поде печи во время работы.
Когда котел-утилизатор черного щелока заглушается, например, для технического обслуживания, под печи остается покрытым расплавом. Когда под остывает, расплав отверждается и формирует прочную "лепешку", которую необходимо удалять с помощью вымывания водой или удаления зубилом, если требуется очистить под для ремонта или осмотра. Очистка пода значительно удлиняет период прекращения работы, и в связи с этим способ и устройство были изобретены для удаления расплава из печи путем откачивания для снижения времени остановки печи, которые раскрываются в финской патентной заявке №974206. Откачивание начинается в ситуации, в которой поверхность расплава достигает уровня нижнего края выпускной трубы расплава, когда котел останавливается. Нагревание расплава продолжается с помощью пламени газа или нефти, и для откачивания применяется спиральный насос.
Когда используется спиральный насос, расплав откачивается с пода печи с использованием прямолинейной трубы, имеющей горловину на одном конце и привод насоса на другом конце. Имеется криволинейная часть около середины трубы, которая формирует выпускную трубу, через которую расплав выпускается из трубы. В котлах-утилизаторах черного щелока под имеет такой профиль, что расплав имеет самую большую глубину около выпускных труб. При этом может оказаться невозможным откачивать расплав из самого глубокого места линза расплава, при этом во многих случаях значительное количество расплава остается на поде печи после откачивания. При этом увеличивается время, требующееся для вымывания водой, и все время прекращения работы. Другая проблема, связанная с использованием спиральных насосов, заключается в том, что их установка занимает довольно много времени в непосредственной близости от выпускных труб расплава.
Финская патентная заявка №20065668 раскрывает способ и устройство для очищения пода котла-утилизатора черного щелока от расплава, когда котел-утилизатор останавливается. Под очищается путем отсасывания расплава из печи с использованием эдуктора расплава. Отрицательное давление создается в устройстве путем подачи находящегося под давлением газа в отсасывающую трубу эдуктора таким образом, что газ под давлением выпускается в направлении выпуска расплава.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является предложение способа и устройства, которые позволяют повысить эффективность отсасывания расплава из котла-утилизатора черного щелока.
В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается способ очистки пода котла-утилизатора черного щелока, когда котел заглушается.
Этот метод содержит:
создание отрицательного всасывающего давления с помощью отсасывающего устройства путем выпуска среды под давлением из выхода в отсасывающем устройстве в направлении выпуска отсасывающего устройства, и
отсасывание расплава из котла-утилизатора черного щелока с помощью отсасывающего устройства через отверстие в стенке котла-утилизатора черного щелока под действием отрицательного всасывающего давления,
и способ также содержит:
предварительное нагревание среды под давлением перед ее выпуском из выхода.
В некоторых воплощениях изобретения расплав отсасывается из котла-утилизатора черного щелока с использованием отсасывающего устройства через отверстие в стенке котла-утилизатора черного щелока с помощью отрицательного отсасывающего давления, создающегося при использовании среды под давлением, поступающей по трубе среды под давлением, и предварительного нагревания среды под давлением перед ее выпуском из выпускного конца трубы среды под давлением, расположенной в отсасывающем устройстве.
В некоторых воплощениях изобретения отрицательное давление, требующееся для работы отсасывающего устройства, создается подачей среды под давлением, такой как газ под давлением или пар под давлением, в отсасывающее устройство, при этом газ выпускается в направлении выпуска отсасывающего устройства.
В некоторых воплощениях изобретения среда под давлением нагревается с помощью горячего расплава. В некоторых воплощениях изобретения среда под давлением нагревается с помощью горячего расплава и/или с помощью отдельного источника тепла, независимого от расплава, перед входом в отсасывающую трубу. Таким образом, в определенных воплощениях изобретения среда под давлением нагревается с помощью горячего расплава и/или с помощью отдельного источника тепла, независимого от расплава, при этом среда под давлением протекает в трубе среды под давлением или в канале среды под давлением снаружи отсасывающей трубы отсасывающего устройства. В некоторых воплощениях изобретения среда под давлением нагревается с использованием горячего расплава, при этом среда под давлением протекает в трубе среды под давлением внутри отсасывающей трубы отсасывающего устройства.
В отдельных воплощениях изобретения среда под давлением нагревается с использованием отдельного источника тепла, независимого от расплава, такого как электрический резистор.
В соответствии со вторым аспектом данного изобретения предлагается отсасывающее устройство для очистки пода котла-утилизатора черного щелока, содержащее блок для создания отрицательного отсасывающего давления с помощью среды под давлением, благодаря которому расплав отсасывается из котла-утилизатора черного щелока. Кроме того, отсасывающее устройство содержит узел предварительного нагревания для нагрева среды под давлением.
В отдельных воплощениях изобретения отсасывающее устройство содержит трубу среды под давлением, выпускной конец которой находится внутри отсасывающей трубы, составленной отсасывающим устройством, и узел предварительного нагревания для нагрева среды под давлением перед выпускным концом.
В отдельных воплощениях изобретения отсасывающее устройство содержит трубу среды под давлением, которая располагается так, что она проходит внутри отсасывающей трубы, составленной отсасывающим устройством.
В отдельных воплощениях изобретения отсасывающее устройство содержит трубу среды под давлением, которая располагается так, что она проходит вдоль наружной поверхности отсасывающей трубы, составленной отсасывающим устройством.
В отдельных воплощениях изобретения отсасывающее устройство содержит отдельное нагревательное устройство для среды под давлением, такое как нагревательный резистор.
В отдельных воплощениях изобретения нагревательный резистор выполняется с возможностью нагревания трубы среды под давлением. Преимущественно нагревательный резистор окружает трубу среды под давлением.
В отдельных воплощениях изобретения узел предварительного нагревания содержит трубу среды под давлением, располагающуюся в эдукторе расплава в пределах нагревательного воздействия горячего расплава во время использования эдуктора расплава.
В отдельных воплощениях изобретения отсасывающее устройство создает отрицательное давление, использующееся для удаления, и расплав отсасывается благодаря отрицательному отсасывающему давлению.
В отдельных воплощениях изобретения используется эдуктор расплава, который не является механическим устройством. Отсасывание осуществляется, например, с помощью газа или пара, выпускающегося с большой скоростью. В некоторых воплощениях газ или пар направляется в отсасывающее устройство и далее протекает по отсасывающему устройству в направлении выхода отсасывающего устройства. В одном из воплощений газ первоначально увлекает за собой окружающий газ благодаря трению, а вскоре после этого (когда, собственно, эдуктор расплава начинает действовать) газ вытягивает расплав из котла-утилизатора черного щелока.
В определенных воплощениях изобретения расплав отсасывается через отверстие в стенке котла-утилизатора черного щелока. В определенных воплощениях изобретения это отверстие выполнено в виде сточной трубы расплава или в виде другого типа отверстия, предназначенного для удаления расплава.
В определенных воплощениях изобретения расплав отсасывается с помощью эдуктора расплава из печи котла-утилизатора черного щелока в трубу расплава либо непосредственно, либо через трубу в накопитель расплава или растворяющую емкость или в другую коллекторную систему. Вещество, которое отсасывается, преимущественно находится в расплавленном состоянии. В отдельных воплощениях отсасываемое вещество может альтернативно представлять собой промывочную воду.
В определенных воплощениях изобретения очистка пода начинается с опережением, т.е. начинается, когда расплав все еще стекает в трубу расплава. Если в это время все еще есть нерасплавленное вещество, например, в углах печи, расплавление может продолжаться одновременно путем впрыскивания черного щелока в печь, при этом регулируя впрыскивание черного щелока таким образом, чтобы он равномерно распределялся по всему поду печи.
В определенных воплощениях изобретения извлечение расплава продолжается до тех пор, пока под печи не очищен от расплава полностью. В одном из воплощений изобретения в том случае, если емкость с черным щелоком оказывается пустой до того, как линза расплава на поде печи была удалена, нагревание пода продолжается, используя только нефтяные или газовые горелки. Начало извлечения может рассчитываться во времени таким образом, чтобы период, в течение которого нагревание расплава осуществляется только с помощью нефтяных или газовых горелок, был настолько коротким, что расплав не смог бы отвердеть до того, как под очистится.
В определенных воплощениях изобретения прекращение работы котла-утилизатора черного щелока ускоряется благодаря расположению и приданию формы эдукторам таким образом, что расплав отсасывается из самого глубокого места линзы расплава, обеспечивая более тщательную очистку. Соответственно, котел-утилизатор охлаждается быстрее после очистки пода, и начало промывки водой печи и перегревателей, расположенных в верхней части печи, может ускоряться.
В определенных воплощениях изобретения применяется отсасывающее устройство для очистки пода котла-утилизатора черного щелока, когда работа котла останавливается. Отсасывающее устройство выполняется с возможностью устанавливаться в отверстии в стенке котла-утилизатора черного щелока. Оно содержит механизм для создания условий для отсасывания расплава из котла-утилизатора черного щелока.
В определенных воплощениях изобретения применяется эдуктор расплава в качестве отсасывающего устройства. Эдуктор содержит отсасывающую трубу, имеющую всасывающий конец и выпускной конец. Отсасывающая труба устанавливается для всасывания расплава через всасывающий конец из печи котла-утилизатора черного щелока и выпуска расплава из выпускного конца отсасывающей трубы эдуктора. В определенных воплощениях изобретения отсасывающее устройство выполняется таким, что когда устройство устанавливается в отверстии котла, всасывающий конец отсасывающей трубы располагается в глубоком месте линзы расплава в непосредственной близости к поду, а выпускной конец отсасывающей трубы выпускает расплав в трубу расплава или непосредственно в накопитель расплава. В определенных воплощениях изобретения отсасывающее устройство выполняется соответствующим по форме трубе расплава котла-утилизатора черного щелока.
В определенных воплощениях изобретения, по меньшей мере, один изгиб выполняется в отсасывающей трубе отсасывающего устройства, причем угол этого изгиба определяет положение всасывающего конца и выпускного конца. Преимущественно участок отсасывающей трубы между всасывающим концом и изгибом выполняется таким, что всасывающий конец оказывается в требующемся положении на поде печи. Преимущественно, когда эдуктор устанавливается в отверстии в стенке котла-утилизатора черного щелока, эта изогнутая часть отсасывающей трубы также предназначена для ограничения движения эдуктора наружу из печи.
В определенных воплощениях изобретения отсасывающее устройство выполняется с возможностью создания отрицательного отсасывающего давления, при этом среда под давлением направляется в трубу среды под давлением, формирующуюся в отсасывающем устройстве, и среда под давлением выпускается предварительно нагретой из выпускного конца в направлении выпуска отсасывающего устройства.
В определенных воплощениях изобретения отсасывающее устройство выполняется с возможностью создания отрицательного отсасывающего давления, при этом предварительно нагретый газ под давлением направляется в трубу среды под давлением, и газ выпускается в направлении выпуска отсасывающего устройства.
В определенных воплощениях изобретения эдуктор расплава выполняется с возможностью создания отрицательного отсасывающего давления, при этом газ под давлением направляется в эдуктор из соединения газа под давлением, составленного эдуктором, при этом газ выпускается в направлении выпуска эдуктора. Эдуктор может содержать трубу газа под давлением, соединенную, например, сваркой с отсасывающей трубой, причем труба газа под давлением может использоваться как установочный рычаг, удерживая который, эдуктор может вводиться на свое место в отверстии стенки котла-утилизатора.
В определенных воплощениях изобретения труба газа под давлением имеет меньший диаметр, чем отсасывающая труба, и соединяется с отсасывающей трубы сваркой таким образом, что она проходит в отсасывающую трубу в направлении выпускного конца.
В отдельных воплощениях изобретения используется эдуктор расплава, действие которого основано на отсасывании за счет отрицательного отсасывающего давления. Эдуктор может безопасно устанавливаться на место даже в том случае, когда расплав течет в трубы расплава, и у него не может быть механических отказов, так как нет движущихся частей в отсасывающей трубе устройства.
Различные воплощения изобретения описывались выше или будут описываться далее только в связи с одним или несколькими аспектами изобретения. Специалист в данной области техники сможет понять, что любое воплощение в соответствии с любым аспектом изобретения может также использоваться в рамках данного аспекта и других аспектов изобретения отдельно или в комбинации с другими воплощениями.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение будет рассматриваться на примерах со ссылками на следующие прилагающиеся чертежи:
На Фигуре 1 показано поперечное сечение котла-утилизатора черного щелока;
На Фигуре 2 показан эдуктор расплава в соответствии с одним из воплощений изобретения;
На Фигуре 3 показан эдуктор расплава в соответствии со вторым воплощением изобретения;
На Фигуре 4 показан эдуктор расплава в соответствии с третьим воплощением изобретения;
На Фигуре 5 показан эдуктор расплава в соответствии с четвертым воплощением изобретения;
На Фигуре 6 показано поперечное сечение эдуктора расплава в соответствии с воплощением изобретения; и
На Фигуре 7 показан эдуктор расплава в соответствии с воплощением изобретения, установленный на свое место.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует заметить, что приведенные чертежи выполнены без точного соблюдения масштабов и, главным образом, служат для иллюстрации воплощений изобретения.
На Фигуре 1 показано поперечное сечение котла-утилизатора 10 черного щелока в области печи котла-утилизатора черного щелока. Имеется линза частично расплавленного расплава 11, слой угля и расплавленные отложения 12 на поде котла. Черный щелок распыляется форсунками 13 обычно через отверстия во всех четырех стенках, при этом для полной загрузки котла обычно используются от 6 до 10 распыляющих сопел в зависимости от размера котла. Горение черного щелока в печи котла регулируется подачей воздуха в котел через первичные воздушные отверстия 16, вторичные воздушные отверстия 17 и третичные воздушные отверстия (не показаны). Расплав, формирующийся на поде, вытекает из линзы 11 расплава через трубы 15 расплава в растворяющую емкость 19. В способе в соответствии воплощением изобретения целью является сначала привести весь расплав в расплавленное состояние на поде печи, когда котел-утилизатор прекращает работу по сжиганию черного щелока и дополнительного горючего, которое обычно является нефтью или газом. Дополнительное горючее сгорает с помощью стартовых горелок 18, установленных на стенках котла (Фигура 1).
Распыление черного щелока регулируется таким образом, что распыляемый черный щелок распределяется равномерно по всему поду печи, при этом отложения по краям печи также могут расплавляться. Регулировка может осуществляться, например, постоянным применением распыляющих сопел, расположенных на противоположных сторонах котла-утилизатора, когда котел останавливается для обеспечения симметричного расплавления. В одном из примеров применяется два распыляющих черный щелок сопла, причем клапаны на линии подачи черного щелока остаются открытыми для распыляющих черный щелок сопел на двух противоположных стенках. Альтернативно или дополнительно, могут регулироваться направление и давление на распыляющих черный щелок соплах таким образом, что черный щелок распределяется равномерно по всему поду, и черный щелок эффективно образует капли. Механизмы выбора и управления распыляющими черный щелок соплами, которые должны для этого использоваться, известны специалистам в данной области.
В одном из воплощений изобретения горение черного щелока регулируется, когда котел останавливается, с помощью управления количеством и распределением воздуха, подающегося для горения, таким образом, чтобы достаточное количество первичного воздуха направлялось в печь по сравнению с потоком вторичного и третичного воздуха, а также черного щелока и дополнительного горючего, и при этом чтобы черный щелок сгорал главным образом в нижней части печи. Таким образом, при горении черного щелока расплав на поде нагревается более эффективно, чем, например, за счет пламени газа, тепло которого в меньшей степени передается на под. Механизмы управления количеством и распределением подающегося для горения воздуха сами по себе известны специалистам в данной области.
Когда расплав на поде полностью или частично расплавлен и достаточное количество черного щелока остается в емкости для черного щелока (не показана), начинается очистка пода с установки эдукторов расплава в отверстиях стенок котла-утилизатора и открытия клапанов газа под давлением в линиях, ведущих к эдукторам. Поток черного щелока регулируется таким образом, чтобы эдукторы расплава удаляли наибольшее количество расплава с пода печи по сравнению с количеством расплава, которое приносится в печь с черным щелоком, при этом линза расплава начинает сокращаться. Этот процесс продолжается до тех пор, пока емкость для черного щелока не станет пустой. После этого нагревание пода продолжается исключительно с помощью горелок 18 нефти или газа (Фигура 1).
Отсасывание расплава продолжается до тех пор, пока под не освободится от расплава так, что всасывающие концы эдукторов частично не покажутся, после чего отсасывание становится неэффективным для дальнейшего удаления расплава. После этого эдукторы расплава могут удаляться для техобслуживания.
В некоторых воплощениях изобретения эдуктор расплава применяется для отсасывания расплава, при этом в нем используется среда под давлением, которая предварительно нагревается перед выпускным концом трубы газа под давлением.
На Фигурах 2-5 и 7 частично в разрезе приводятся примеры эдуктора расплава, предназначенного для отсасывания расплава. Отрицательное давление возникает в эдукторе 20 при прохождении среды под давлением, такой как газ или пар под давлением, через меньшую трубу 22 в эдуктор. Труба среды под давлением, например, труба 22 газа под давлением, крепится к эдуктору 20, при этом газ под давлением выпускается на выпускной стороне эдуктора в направлении удаления расплава. Существенно то, что газ под давлением выпускается в направлении центральной линии отсасывающей трубы 21, содержащейся эдуктором, из выпускного конца трубы 22 газа под давлением. Труба 22 газа под давлением и ее выпускной конец, функционирующие как выход, могут располагаться в середине отсасывающей трубы или ближе к ее краю, или так, что она граничит с внутренней стенкой отсасывающей трубы.
Как показывается на Фигуре 2, эдуктор 20 содержит отсасывающую трубу 21 и трубу 22 газа под давлением, которые выполняются, например, из кислотостойкой стали. В этом примере наружный диаметр отсасывающей трубы 21 равен 76 мм, а толщина стенки трубы равна 3 мм. Наружный диаметр трубы 22 газа под давлением составляет 15 мм, а толщина стенки трубы равна 1 мм. В примере, показанном на Фигуре 2, отсасывающая труба 21 сваривается из трех прямолинейных частей и двух изгибов, при этом длины прямолинейных частей равняются 300 мм, 750 мм и 250 мм соответственно, и эти части соединяются изгибами под 100° и 112° соответственно. Труба 22 газа под давлением входит в отсасывающую трубу 21 через отверстие, просверленное в стенке средней прямолинейной части трубы, к которой открытая часть трубы 22 газа под давлением крепится, например, сваркой. Вход трубы 22 газа под давлением в отсасывающую трубу 21 выполняется герметичным для того, чтобы создавать требующееся отрицательное давление в отсасывающей трубе 21, в особенности на начальной стадии отсасывания. Выпускной конец 36 эдуктора формируется из прямолинейной трубы длиной 250 мм, укрепляющейся на прямолинейной части длиной 750 мм, использующей изгиб под 112°. Труба 22 газа под давлением крепится внутри отсасывающей трубы 21 таким образом, что труба 22 газа под давлением соответствует по форме отсасывающей трубе. Преимущественно труба 22 газа под давлением крепится к отсасывающей трубе 21 на прямолинейной части длиной 750 мм отсасывающей трубы 21, и прямолинейная часть формирует выпускной конец 36, выровненный по центральной линии этих труб. Газ под давлением выпускается в направлении выпуска эдуктора 20, при этом создается условие для всасывания, удаляющего расплав или воду из печи. В ряде воплощений газ под давлением разделяет поток расплава на капли, в связи с чем не требуется отдельное раздробление струями пара.
На Фигуре 2 труба 22 газа под давлением соответствует по форме отсасывающей трубе 21 снаружи отсасывающей трубы 21, прежде чем труба 22 газа под давлением вводится в отсасывающую трубу 21. Внутри отсасывающей трубы 21 труба 22 газа под давлением соответствует по форме отсасывающей трубе. Когда труба 22 газа под давлением располагается в эдукторе в пределах теплового воздействия со стороны горячего расплава, газ под давлением нагревается снаружи и внутри отсасывающей трубы 21 до того, как газ под давлением выпускается в отсасывающую трубу 21. Преимущественно труба газа под давлением крепится к наружной поверхности прямолинейной средней части трубы.
В альтернативном варианте труба 22 газа под давлением может располагаться вне положения, при котором оказывается теплового воздействия со стороны горячего расплава. В этом случае труба газа под давлением может свободно варьироваться по форме перед входом и не должна соответствовать форме отсасывающей трубы 21. Это относится также к другим воплощениям.
На Фигуре 3 приводится другой пример эдуктора 20 расплава, пригодного для удаления расплава. В части описания можно обратиться к Фигуре 2, так как ничего не меняется в позиционировании трубы газа под давлением, и газ под давлением предварительно нагревается с помощью отдельного нагревательного устройства 24. Если труба 22 газа под давлением выполняется очень короткой после входа, предварительное нагревание осуществляется практически только с помощью нагревательного устройства 24. Если трубу 22 газа под давлением выполняется такой, что она проходит в отсасывающей трубе 21 на более длинное расстояние, труба 22 газа под давлением соответствует по форме отсасывающей трубе, и нагревание газа под давлением происходит более эффективно. Нагревательное устройство 24 описывается далее более детально. Труба 22 газа под давлением входит в отсасывающую трубу 21 через отверстие, просверленное в стенке изгиба, предшествующего выпускному концу 36, к которому открытый конец трубы 22 газа под давлением крепится, например, сваркой. Вход трубы 22 газа под давлением в отсасывающую трубу 21 выполняется герметичным, например, с помощью сварки, при этом в отсасывающей трубе 21 создается требующееся отрицательное давление, в особенности, на начальной стадии отсасывания. Преимущественно труба 22 газа под давлением, выровненная по центральной линии выпускного конца 36, крепится к прямолинейной трубе, формирующей выпускной конец 36 внутри отсасывающей трубы 21, при этом газ под давлением выпускается в выпускном направлении эдуктора 20, создавая условия для отсасывания расплава или воды из печи.
На Фигуре 4 показывается третий пример эдуктора 20 расплава, пригодного для извлечения расплава, а для описания отсасывающей трубы следует обратиться к Фигуре 2. Расположение трубы 22 газа под давлением отличается от показанного на Фигуре 2, и в добавление к предварительному нагреванию, осуществляемому благодаря расположению трубы 22 газа под давлением, газ под давлением может также предварительно нагреваться с помощью отдельного нагревательного устройства 24. Труба 22 газа под давлением может находиться в прямом контакте с расплавом снаружи отсасывающей трубы 21. Труба 22 газа под давлением может входить в отсасывающую трубу 21 через отверстие, просверленное в прямолинейной части, формирующей всасывающий конец 32 эдуктора 20, к которому отверстие трубы 22 газа под давлением присоединяется герметически, например, с помощью сварки. Выпускной конец 36 эдуктора формируется прямолинейной трубой, которая крепится через изгиб к прямолинейной средней части отсасывающей трубы. Труба 22 газа под давлением соответствует отсасывающей трубе 21, при этом она существенно проходит вдоль всей длины отсасывающей трубы 21, выровненной по центральной линии отсасывающей трубы. Таким образом, газ под давлением выпускается в направлении выпуска эдуктора 20, создавая условие для всасывания расплава или воды из печи.
На Фигуре 4 труба 22 газа под давлением соответствует форме отсасывающей трубы снаружи отсасывающую трубы 21, перед тем как труба 22 газа под давлением вводится в отсасывающую трубу 21.
Преимущественно труба 22 газа под давлением крепится к наружной поверхности прямолинейной средней части отсасывающей трубы 21 и к наружной поверхности всасывающего конца 32.
На Фигуре 5 показывается четвертый пример эдуктора 20 расплава, пригодного для извлечения расплава, причем эдуктор расплава выполнен коротким и у него нет второго изгиба, расположенного на стороне выпускного конца 36, как показано на Фигурах 2 и 4. Для описания отсасывающей трубы 21 следует также обратиться к Фигуре 2. В добавление к предварительному нагреванию, осуществляемому благодаря расположению трубы 22 газа под давлением, газ под давлением может также предварительно нагреваться с помощью отдельного нагревательного устройства 24. Труба 22 газа под давлением входит в отсасывающую трубу 21 через отверстие, просверленное в прямолинейной части, формирующей всасывающий конец 32 эдуктора 20, к которому отверстие трубы 22 газа под давлением присоединяется герметически, например, с помощью сварки. Выпускной конец 36 эдуктора формируется прямолинейной трубой, которая крепится через изгиб к всасывающему концу 32 эдуктора 20, к отверстию которого труба 22 газа под давлением присоединяется, например, с помощью сварки. Труба 22 газа под давлением крепится внутри отсасывающей трубы 21 таким образом, что труба 22 газа под давлением соответствует по форме отсасывающей трубе. На Фигуре 5 труба 22 газа под давлением преимущественно крепится таким образом, что ее наружная поверхность прилегает или находится в непосредственной близости от внутренней поверхности отсасывающей трубы 21 вдоль прямолинейной части, формирующей выпускной конец 36, и труба 22 газа под давлением крепится по центральной линии отсасывающей трубы 21 в области последней части выпускного конца 36. Таким образом, газ под давлением выпускается в выпускном направлении эдуктора 20, создавая условия для всасывания расплава или воды из печи. На Фигуре 5 труба 22 газа под давлением соответствует по форме отсасывающей трубе 21 вне отсасывающей трубы 21 до того, как труба газа под давлением вводится в отсасывающую трубу 21. Преимущественно труба газа под давлением крепится к наружной поверхности выпускного конца 36 и всасывающего конца 32 отсасывающей трубы 21.
Газ под давлением может предварительно нагреваться теми способами, которые показаны, например, на Фигурах 2-5 и 7. В некоторых воплощениях газ под давлением предварительно нагревается с использованием отдельного нагревательного устройства 24. В некоторых воплощениях газ под давлением предварительно нагревается за счет положения трубы 22 газа под давлением так, что она проходит вдоль наружной поверхности эдуктора 20 расплава, благодаря чему газ под давлением нагревается под воздействием расплава и самой печи. В некоторых воплощениях газ под давлением предварительно нагревается за счет положения трубы 22 газа под давлением внутри отсасывающей трубы 21, при этом газ под давлением предварительно нагревается расплавом во время его извлечения. В некоторых воплощениях конструкция для предварительного нагревания газа под давлением включает расположение трубы 22 газа под давлением внутри отсасывающей трубы 21 в пределах теплового воздействия расплава и применение отдельного нагревательного устройства 24 для нагревания газа под давлением. В некоторых воплощениях отдельное нагревательное устройство 24 представляет собой нагревательный резистор. Преимущественно нагревательный резистор располагается так, чтобы нагревать газ под давлением через трубу 22 газа под давлением. В некоторых воплощениях нагревательный резистор 24 окружает трубу 22 газа под давлением снаружи внешней поверхности эдуктора 20. В некоторых воплощениях нагревательное устройство позволяет повышать температуру газа под давлением, например, до 300°C.
На Фигуре 6 показано поперечное сечение эдуктора 20 расплава в области, в которой труба 22 газа под давлением устанавливается с помощью одной или более опор 23 в требующемся месте в поперечном сечении отсасывающей трубы 21, в примере, показанном на Фигуре 6, вдоль центральной линии отсасывающей трубы 21.
Крепление трубы 22 газа под давлением внутри отсасывающей трубы 21 вдоль центральной линии отсасывающей трубы с помощью опоры или опор 23 иллюстрируется на Фигурах 3, 4 и 5. На Фигуре 4 используются две опоры 23: одна приблизительно в середине прямолинейной средней части отсасывающей трубы и вторая у выпускного конца трубы 22 газа под давлением. На Фигурах 3 и 5 применяется одна опора 23 у выпускного конца трубы 22 газа под давлением. Опора 23 преимущественно содержит два рычага, которые крепятся, например, сваркой между наружной поверхностью трубы 22 газа под давлением и внутренней поверхностью отсасывающей трубы 21. Преимущественно имеется три указанных рычага. Рычаг 23 может изготавливаться заранее и крепиться, например, сваркой. Рычаги опоры 23 преимущественно выполняются такой формы, при которой они создают минимальное препятствие потоку расплава. В некоторых воплощениях, по меньшей мере, часть трубы 22 газа под давлением располагается вдоль центральной линии отсасывающей трубы 21, преимущественно совпадая с центральной линией отсасывающей трубы 21.
Конструкция, в которой труба 22 газа под давлением соответствует по форме отсасывающей трубе, обеспечивает предварительное нагревание среды, находящейся под давлением, такой как газ под давление, перед тем, как среда под давлением выходит из выпускного конца трубы 22 газа под давлением.
Обычно температура газа под давлением может быть около 20°C перед тем, как он подается в трубу 22 газа под давлением, и значительно ближе к температуре отсасываемого расплава, когда он выходит из выпускного конца. В связи с этим снижается возможность возникновения значительных локальных различий в температуре на выпускном конце 36 эдуктора 20.
Труба газа под давлением (или соединение для подачи воздуха под давлением) может конструироваться и укрепляться таким образом, что она одновременно служит в качестве монтажного рычага для эдуктора, при этом эдуктор может устанавливаться на свое место. В альтернативном варианте специальный установочный рычаг (не показан) может быть укреплен на эдукторе (например, сваркой), с помощью которого эдуктор 20 может устанавливаться в отверстии трубы расплава или в другом монтажном отверстии в стенке котла-утилизатора черного щелока.
Газ под давлением, требующийся для эдуктора 20, может забираться из линии пара низкого давления или системы воздуха под давлением (не показана), использующихся на предприятии. Труба 22 газа под давлением соединяется с линией пара или системой воздуха под давлением предприятия с помощью напорного шланга, имеющего соответствующие фитинги.
На фигуре 7 показан установленный эдуктор 20 расплава. Эдуктор расплава, показанный на Фигуре 4, используется здесь в качестве примера. На Фигуре 7 газ под давлением предварительно нагревается перед тем, как он выходит из выпускного конца трубы 22 газа под давлением, которая располагается в пределах нагревательного воздействия горячего расплава снаружи и внутри отсасывающей трубы 21. Кроме того, газ под давлением может предварительно нагреваться перед тем, как он выходит из выпускного конца трубы 22 газа под давлением, с помощью нагревательного устройства 24, устанавливающегося вокруг трубы 22 газа под давлением.
В этом примере отсасывающая труба 21 эдуктора устанавливается на трубе 15 расплава, причем всасывающий конец эдуктора выдвигают из отверстия трубы расплава в линзу 11 расплава на поде печи 30 ниже поверхности линзы и рядом с подом печи 30. В одном из воплощений настоящего изобретения эдуктор расплава сконструирован таким образом, что он соответствует по форме трубе 15 расплава. В одном из воплощений изобретения входное отверстие 32 всасывающего конца выполняется таким, что оно находится существенно в горизонтальной плоскости в открытом положении для улучшения отсасывания. Часть отсасывающей трубы 21 между изгибом 33 и отверстием 32 всасывающего конца выполняется такой, что отверстие оказывается в требующемся положении на поде печи. В одном из воплощений изобретения эта изогнутая часть служит для предотвращения поперечного смещения эдуктора и наклона эдуктора на одну сторону, когда конец изогнутой части стремится сместиться вниз. Соединение для подачи газа под давлением, входящее в эдуктор, также может служить для предотвращения поперечного смещения. Если имеется кожух с шарнирной крышкой 35 над трубой 15 расплава, это также может предотвращать поперечное смещение эдуктора расплава. Обычно кожух 35 имеет такую же ширину, как труба 15 расплава. Края кожуха 35 ограничивают возможность поперечного смещения соединения с системой подачи газа под давлением.
В одном из воплощений изобретения труба 15 расплава содержит часть, которая формирует кольцевой выступ 34 в отверстии трубы 15 расплава в стенке печи 30. В этом примере, иллюстрирующемся Фигурой 7, изогнутая часть между изгибом и всасывающем концом (или изгиб 33) опирается на край кольцевого выступа 34, когда эдуктор расплава устанавливается в отверстии. Часть отсасывающей трубы 21, проходящая от этой точки к выпускному концу, опирается на остающуюся часть трубы 15 расплава. Другими словами, труба 15 расплава формирует опорную поверхность, на которую опирается эдуктор расплава и которая удерживает эдуктор расплава на своем месте.
В воплощении, показанном на Фигуре 7, расплав поступает из отверстия выпускного конца 36 эдуктора непосредственно в растворяющую емкость 19. В альтернативном варианте эдуктор может быть короче и/или изгиб на стороне выпускного конца может не выполняться (как показано на Фигуре 5). В таком случае расплав может, например, выпускаться из эдуктора сначала в трубу 15 расплава, а по этой трубе в растворяющую емкость 19.
Когда эдуктор расплава установлен на месте, используется соединение трубы 22 газа под давлением с соответствующими фитингами 37 с линией 38 газа под давлением. При открытии вентиля 39 газ, поступающий в эдуктор 20 расплава, создает отрицательное давление, использующееся для отсасывания. Вентиль 39 линии газа под давлением может находиться вдалеке от эдуктора, так как применение эдуктора не требует его расположения в непосредственной близости.
В ряде воплощений изобретения давление среды под давлением в линии 39 газа под давлением составляет около 10 бар.
В некоторых случаях имеется возможность использования горячего пара, источник которого находится вблизи от котла-утилизатора черного щелока. В определенных воплощениях температура пара составляет около 200°C.
В альтернативных воплощениях изобретения очистка пода котла-утилизатора черного щелока осуществляется способом, отличающимся от рассмотренного выше. Например, взамен труб расплава эдуктор может устанавливаться в отверстиях, выполненных в стенке печи, особенно в тех случаях, когда требуется очистка участков, расположенных выше поверхности линзы расплава вблизи того места, в котором самая большая глубина линзы расплава на поде. В таком случае эдуктору будет проще достигать наибольшей глубины линзы расплава, и под может очищаться от расплава практически полностью. Кроме удаления расплава эдуктор расплава, описывающийся выше, может также применяться для удаления промывочной воды, когда котел промывается водой. Когда удаляется промывочная вода, в принципе, эдуктор устанавливается таким же образом, как при удалении расплава. Взамен линзы расплава всасывающий конец устанавливается в линзе воды, собирающейся в котле.
Форма и размер отсасывающей трубы и трубы газа под давлением эдуктора и давление газа могут изменяться для того, чтобы регулировать возможности эдуктора в каждом конкретном случае в зависимости от потребности и существующей конструкции. В добавление к этому взамен соединения эдуктора непосредственно с трубой расплава или растворяющей емкостью в зависимости от потребности эдуктор может соединяться с трубопроводом, по которому расплав подается к растворяющей емкости или другой коллекторной системе.
Материалы для эдуктора могут включать различные типы стали, которые могут противостоять высоким температурам, а также коррозии, вызываемой расплавом, лучше, чем кислотостойкая сталь.
В других воплощениях изобретения взамен технических решений с трубой среды под давлением, рассматривавшихся выше в качестве примеров, может использоваться решение со специальным каналом среды под давлением для передачи среды под давлением внутри отсасывающего устройства. В некоторых таких воплощениях другая труба, т.е. наружная труба, окружает отсасывающую трубу (21), рассматривавшуюся выше, в связи с чем пустое пространство, т.е. канал среды под давлением, создается между наружной поверхностью отсасывающей трубы (21) и внутренней поверхностью наружной трубы. Канал среды под давлением может соответствовать по форме продольному участку отсасывающей трубы (21), при этом он проходит в пространстве между наружной поверхностью отсасывающей трубы (21) и внутренней поверхностью наружной трубы в продольном направлении отсасывающей трубы (21). В альтернативном варианте взамен наружной трубы может применяться другая закрытая конструкция для формирования соответствующего канала среды под давлением между наружной поверхностью отсасывающей трубы (21) и внутренней поверхностью конструкции. Среда под давлением может направляться в канал среды под давлением ближе к всасывающему концу отсасывающего устройства и выпускаться в отсасывающую трубу (21) ближе к выпускному концу отсасывающего устройства у выпускного конца канала, который, таким образом, формирует выход канала среды под давлением внутри отсасывающей трубы (21). На практике может выполняться вход из канала среды под давлением в отсасывающую трубу (21). В одном из воплощений направление потока среды под давлением внутри отсасывающей трубы (21) задается таким, что оно совпадает с направлением выпуска отсасывающей трубы (или отсасывающего устройства) с помощью более длинной или более короткой протяженности трубы в соединении с входом, в связи с этим среда под давлением выходит через свой выход в отсасывающую трубу (21) в направлении выхода отсасывающей трубы. Предварительное нагревание среды под давлением осуществляется таким же способом, как описывается выше, т.е. благодаря воздействию горячего расплава или используя отдельный нагревательный источник.
Приведенное выше описание содержит примеры определенных воплощений настоящего изобретения, которые не ограничивают объем настоящего изобретения. Однако для специалиста в данной области техники очевидно, что изобретение не ограничивается приведенными деталями, и изобретение может воплощаться в других эквивалентных вариантах. Способы и эдуктор расплава, описанные выше, могут также использоваться в других возможных промышленных процессах, в которых возникает расплав. В контексте этого документа термины "содержать" и "включать" не предназначены для ограничения объема изобретения.
Некоторые признаки рассмотренных выше воплощений изобретения могут использоваться отдельно, без применения других признаков. Приведенное выше описание должно рассматриваться как описательное изложение принципов изобретения, но не как ограничение изобретения. В связи с этим объем изобретения ограничивается только прилагаемой формулой изобретения.