ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к шахтным печам для обжига кусковых материалов, например известняка, и может быть использована в черной и/или цветной металлургии, химической и строительной промышленности.
Известна вертикальная известковая шахтная печь фирмы IPROMET SA, г.Бухарест, содержащая футерованную шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения, загрузочное и разгрузочное устройства, а также периферийные топливосжигающие устройства, установленные на верхнем и нижнем ярусах в зоне обжига. Процесс диссоциации известняка происходит в результате тепловой обработки его продуктами сгорания топлива последовательно в противоточной и прямоточной частях зоны обжига. Отводимые из прямоточной части зоны обжига газы и воздух, подаваемый в печь для охлаждения извести, направляются в периферийные топливосжигающие устройства и участвуют в горении топлива.
Недостатком известной печи является наличие только периферийных топливосжигающих устройств, что при значительных диаметрах шахты печи приводит к большой разности температур по сечению печи, как следствие, низкому качеству получаемой извести. При диаметре шахты печи в зоне обжига 3200 мм и более разность температур по сечению печи между центром и периферией может достичь 500°С.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является шахтная печь для обжига кускового материала, включающая зону подогрева, зону обжига в прямотоке и противотоке, в которой продукты горения пересекают шахту печи в прямотоке или противотоке с движущимся сверху вниз обжигаемым материалом, зону охлаждения, в которой входящий снизу охлаждающий воздух движется вверх, периферийные горелки и центральную горелку, расположенную вертикально по оси печи с выходным устьем снизу и подводом в верхнюю часть топлива и кислородосодержащих газов.
Выходное устье центральной горелки расположено в верхней части прямоточной зоны обжига (см. RU 24275, 27.07.2002 г.).
Данное устройство принято за прототип.
Недостатком прототипа является низкая эксплуатационная стойкость центральной горелки, обусловленная низкой эффективностью воздушного охлаждения, а также необходимость подачи больших объемов воздуха для поддержания допустимой температуры кожуха горелки. Кроме того, воздух, направляемый на охлаждение кожуха, далее участвует в технологическом процессе - горении топлива в печи. В связи с его большим избытком температура продуктов сгорания топлива существенно снижается, что отрицательно влияет на качество обжига и, следовательно, на качество получаемого материала.
Для поддержания требуемой температуры обжига в этой зоне печи необходимо увеличение расхода топлива, т.е. его перерасход.
Расположение выходного устья центральной горелки в верхней части прямоточной зоны обжига не позволяет эффективно использовать противоточную зону обжига, так как продукты сгорания из центральной горелки поступают в основном в прямоточную зону.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является совершенствование конструкции шахтной печи и повышение качества получаемого продукта.
Сущность полезной модели заключается в том, что в шахтной печи для обжига кусковых материалов, содержащей футерованную шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения готового продукта, периферийные горелки, установленные на верхнем и нижнем ярусах в зоне обжига, и центральную горелку с охлаждаемым кожухом, расположенную вертикально по оси печи с выходным устьем снизу и подводом в ее верхнюю часть топлива и кислородосодержащих газов, а также загрузочное и разгрузочное устройство, особенность состоит в том, что выходное устье центральной горелки расположено не ниже устьев периферийных горелок нижнего яруса, а кожух центральной горелки охлаждается циркулирующей жидкостью.
Предлагаемая совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат.
Расположение выходного устья центральной горелки не ниже устьев периферийных горелок нижнего яруса позволяет обеспечить равномерное температурное поле по сечению печи в зоне обжига, что повышает качество получаемого материала.
Применение циркулирующей жидкости для охлаждения центральной горелки обеспечивает более эффективный по сравнению с воздушным охлаждением теплосъем с корпуса горелки без вмешательства в технологический режим обжига, а именно - соблюдение заданного коэффициента избытка воздуха на горение топлива.
На фиг.1 изображен вертикальный разрез шахтной печи.
Шахтная печь для обжига кусковых материалов содержит футерованную шахту 1 с зонами подогрева 2, обжига 3 и охлаждения готового продукта 4, а также загрузочным 5 и разгрузочным 6 устройствами. В зоне обжига 3 установлены периферийные горелки 7, 8, расположенные соответственно на верхнем и нижнем уровнях и снабженные подводами 9, 10 топлива и подводами 11, 12 кислородосодержащих газов. В верхней части шахты 1 установлена центральная горелка 13, расположенная вертикально по оси печи и имеющая двойной кожух 14, охлаждаемый циркулирующей жидкостью, подаваемой через подвод 15 и удаляемой через отвод 16 с помощью циркуляционного насоса (не показан). В верхней части горелки 13 выполнены подвод 17 топлива и подвод 18 кислородосодержащих газов. Устье 19 горелки 13 расположено не ниже устьев периферийных горелок 8 нижнего яруса.
Подвод охлаждающего воздуха в зону охлаждения 4 осуществляется через трубопровод 20.
Эвакуация дымовых газов из шахты 1 производится посредством дымососа 21.
Печь работает следующим образом.
Подлежащий обжигу кусковой материал, например известняк, через загрузочное устройство 5 поступает зону подогрева 2 шахты 1, где происходит его подогрев продуктами сгорания топлива, а затем движется вниз, проходя через зону обжига 3, и поступает в зону охлаждения готового продукта 4. Процесс обжига известняка происходит в противоточном режиме, подача топлива, например, природного газа, и воздуха на горение происходит непрерывно. Топливо к периферийным горелкам 7, 8 подается через подводы 9, 10, а к центральной горелке - через подвод 17.
В кожух 14 центральной горелки 13 для ее охлаждения через подвод 15 нагнетается охлаждающая жидкость, удаляемая через отвод 16. Готовый продукт в зоне 4 охлаждается поступающим через трубопровод 20 холодным воздухом и удаляется из зоны 4 разгрузочным устройством 6.
Заявляемая полезная модель по сравнению с прототипом обеспечивает более качественный процесс получения конечного продукта при соблюдении проектного соотношения газ - воздух, а жидкостное охлаждение центральной горелки обеспечивает ее более длительную безаварийную эксплуатацию по сравнению с воздухоохлаждаемыми горелками.