Комбинированная шахтная печь для сушки и обжига

(51) 27 1/10 (2006.01) 22 30/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ окисленного или металлизированного огарка, а также при комбинировании нескольких видов обработки материала, например, совмещении сушки гранулированной шихты и обжига высушенных гранул. Техническим результатом предлагаемого изобретения является- обеспечение конструктивных особенностей шахтной печи для равномерности обжига и полноты автогенного обжига при необходимой большой площади шахты- совмещение процесса сушки влажных гранул. Отличительными признаками предлагаемой печи являются совмещение конструктивных принципов двух шахтных печей - сушильной с перекрестной подачей сушильного агента,обжиговой противоточной шахтной печи и использование в качестве сушильного агента отходящие газы. Преимуществом предлагаемого агрегата перед известными обжиговыми печами является высокая экономическая эффективность, универсальность, за счет совмещения принципов работы двух разновидностей шахтных печей.(72) Юн Александр Борисович Токбулатов Талгат Есенгалиевич Жумашев Калкаман Жумашевич Чен Владимир Алексеевич Терентьева Ирина Владимировна(56) Букетов Е.А., Малышев В.П. Технологические процессы шахтного обжига. Алма-Ата Наука, 1973,с.3-119(54) КОМБИНИРОВАННАЯ ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ СУШКИ И ОБЖИГА(57) Изобретение относится к конструкции обжиговых агрегатов для термообработки кусковых и гранулированных материалов металлургических и химических предприятий. Оно может быть использовано при диссоциирующем,окислительном, восстановительном паровоздушном обжиге железорудного,сульфидного,мышьяксодержащего сырья и т.д. в частности, при удалении серы в элементарном виде с получением Изобретение относится к конструкции обжиговых агрегатов для термообработки кусковых и гранулированных материалов металлургических и химических предприятий. Оно может быть использовано при диссоциирующем, окислительном, восстановительном паровоздушном обжиге железорудного, сульфидного, мышьяксодержащего сырья и т.д. в частности, при удалении серы в элементарном виде с получением окисленного или металлизированного огарка,а также при комбинировании нескольких видов обработки материала,например,совмещении сушки гранулированной шихты и обжига высушенных гранул. Известны различные агрегаты для обжига печь кипящего слоя (КС), циклонные печи (ЦП),вращающиеся печи (ВП), агломерационная машина, шахтные печи (ШП) различных конструкции. Печи КС, ЦП, ВП предназначены для обжига высокосернистых материалов, например, для обжига в КС содержание серы в обжигаемом материале должно быть не меньше 20. Наиболее энергосберегающим агрегатом является ШП. Известна Агло-Шахтная печь,предназначенная для сушки или обжига с перекрестной подачей теплоносителя или воздуха,(Инновационный Патент РК 20338 от 28.05.2007,зарегистрировано в Государственном реестре Республики Казахстан 25.05.2007 г.) с теплоизолирующей шахтой с вводной и выводной газораспределительными стенками для прохода теплоносителя, соединенные системой тягодутьевых вентиляторов(эксгаустеров),снабженная зажигательным горном, бункером, разгрузочной течкой и лотковым питателем, предназначенная для обжига высокосернистого материала, применимая для сушки окускованного материала. К основным недостаткам аналога относятся 1. конструктивно не предусмотрена возможность совмещения сушки при обжиге 2. трудность получения охлажденного огарка без дополнительных затрат, т.е. выход горячего огарка,что в некоторых случаях нежелательно (выделение газа в атмосферу цеха). Поставленная задача - обжиг малосернистого материала с получением охлажденного огарка достигаема при использовании шахтных печей,работающих в условиях противотока опускающегося материала и отходящих газов,поскольку тепло огарка используется для нагрева воздуха и обеспечения тепловой энергией процесса обжига. По конструкции и принципу работы близким прототипом к предлагаемой печи являются вертикальные шахтные печи (Букетов Е.А.,Малышев В.П. Технологические процессы шахтного обжига. Алма-Ата Наука, 1973, с.3-119). В печь для обжига загружаются высушенные в отдельном агрегате гранулы, что связано их частичным разрушением при транспортировке и загрузке в печь. Совмещение процессов сушки и обжига в одном агрегате позволило бы сократить степень разрушения гранул, предотвратить потери тепла 2 после сушки. При попытке совмещения этих двух процессов в условиях противотока образуется слой переувлажнения,приводящий к полному разрушению гранул или многократно нужно уменьшить скорость обжига, чтобы держать тонкий увлажненный слой под бункером. Поэтому к числу недостатков конструкции известных обжиговых шахтных печей и относятся 1. Необходимость ограничения площади по поперечному сечению шахты для обеспечения равномерности и полноты обжига, особенно, при низкой скорости подачи воздуха 2. Сложность совмещения процесса сушки гранул (окускованного материала) и их обжига, т.е. необходимость подачи высушенных гранул для обжига. Предлагаемое изобретение направлено на решение вышеперечисленных недостатков прототипа. Раскрытие изобретения. Техническим результатом предлагаемого изобретения является- обеспечение конструктивных особенностей шахтной печи для равномерности обжига и полноты автогенного обжига при необходимой большой площади шахты- совмещение процесса сушки влажных гранул. Зона обжига перемещается по диагонали, т.е. с периферии к центру и верх, что в условиях динамического режима при большом диаметре или ширине (когда прямоугольное сечение) шахты печи,особенно, при небольшом давлении газа в области фурмы,часто приводит неравномерному(неполному) обжигу материала. Равномерность обжига особенно важна для таких видов обжига как сульфатизирующий, поскольку зависит степень извлечения целевых компонентов при гидрометаллургической переработке огарка. Поэтому шахтные печи не находят применения для таких видов обжига в больших масштабах или требует множества отдельных печей, которые занимают большие площади и при этом используется предварительно высушенный материал. На практике(Жезказганский медеплавильный завод) сушка влажных гранул осуществляется отдельно в жалюзийных шахтных печах с подачей горячего воздуха из электрокалорифера (могут быть топочные газы), что связано большими расходами тепловой энергии и электроэнергии для работы компрессора. Указанный технический результат - обеспечение конструкционных особенностей достигается путем разделения шахты печи на множество камер с ограниченной изолированной площадью друг от друга с помощью вертикальных перегородок и снабжением каждой камеры фурменным поясом для подачи воздуха. Перегородки могут быть из металлических листов или в виде кладки. Технический результат - совмещение процесса сушки достигается монтажом одной из известных разновидностей шахтных сушильных печей,работающих перекрестной подачей теплоносителя,например, агло-шахтной печи (аналог) между бункером и обжиговой частью комбинированной шахтной печи. Примеры конкретного осуществления изобретения. Общий вид комбинированной шахтной печи представлен на фиг.1. Гранулированный материал поступает в бункер 1, который состоит из нескольких направляющих бункеров сушильных печей. Через вентиляционную трубу 2 создается разрежение, которая обеспечивает перекрестную подачу горячих обжиговых газов через слой материала в сушильной печи 3 4- глухая перегородка между сушилками со стороны тяги способствует преимущественному принудительному прохождению газов в перекрестном направлении к опускающимся гранулам -5 При нехватке тепла для сушки дополнительный сушильный агент может подаваться в пространство сушильных печей с противоположной стороны тяговой камеры. Высушенные гранулы поступают в обжиговую часть печи, разделенной на несколько камер 7(количество соответствует количеству сушильных печей) с помощью изолирующих перегородок 6,теплоизоляция печи 8, только, наружная через фурменный пояс 9, выполненные в виде труб (1 фурма на 2 камеры) по длине камеры. Каждая фурма соединяется трубой 10 с вентилем для перекрывания воздуха с общим воздуховодом 11 (трубой) через ротаметр Обожженные гранулы поступает в юбку печи 12 (разгрузочный конусный приемный бункер для огарка), откуда с помощью общего лоткового питателя 13 на роликах (для горизонтального движения с максимальным перемещением в ту и в другую сторону). Двигатель с редуктором 14 предназначены для регулирования движения питателя. После питателя огарок постоянно по транспортерной ленте подается в реактор для дальнейшей переработки. Для равномерности разгрузки огарка через каждую юбку лотковый питатель 13 снабжается конусными отверстиями с двух сторон каждой юбки для направления свободно осыпающегося огарка на ленту конвейера. Отличительными признаками предлагаемой печи являются совмещение конструктивных принципов двух шахтных печей - сушильной с перекрестной подачей сушильного агента,обжиговой противоточной шахтной печи и использование в качестве сушильного агента отходящие газы. Преимуществом предлагаемого агрегата перед известными обжиговыми печами является высокая экономическая эффективность, универсальность, за счет совмещения принципов работы двух разновидностей шахтных печей. Для опытов использовался черновой медносульфидный флотоконцентрат, полученный из забалансовых руд месторождений Саяк 3(Республика Казахстан), состав которого приведен в таблице 1. Таблица 1 Состав полученных черновых флотоконцентратов из руд месторождения Саяк 3 концентрата Концентрат 1 (Саяк) При определении содержания элементов в образцах использовался метод рентгенофлюоренцентного анализа с изотопным возбуждением (-109 и А-241). Обжиг проводился в промышленных условиях в шахтной печи, размеры которой соответствовал размеру одной секции из двух камер предлагаемой шахтной печи 2 (0,4 м х 2,0 м)1,6 м 2 и при этом использовался гранулированный флотоконцентрат(средний диаметр гранул 8 мм). Для запуска, в печь вначале инертный материал в смеси с коксом,залили керосином и поджигали при подаче воздуха через фурменный поясь со скоростью контролируя расход ротаметрами. Температуру по высоте шахты печи контролировали хромель-алюмелевыми термопарами в чехлах, соединенных датчиком температуры. По мере достижения температуры 580 С,в сушильную печь загружали свежеполученные гранулы влажностью 8,5. Сушку гранул вели отходящими газами от обжиговой части печи с температурой 98 С в стационарном режиме. Через час с верхней части сушильной печи со стороны тяги взяли пробу,влажность которой соответствовал 0,6. Затем включали лотковый питатель, отрегулированный на производительность 0,375 т/ч с 1 м 2 площади шахты обжиговой печи. Обжиг в динамическом режиме проводили в течение трех суток, в ходе которого не наблюдалось нарушение процесса. Эти факторы характерны и для промышленных шахтных печей для указанного состава концентрата с указанным минимальным содержанием серы, а также при е повышенном содержании. Поэтому отличительными признаками предлагаемого изобретения являются выбор расстояния между зоной обжига и фурменным поясом (увеличение расстояния способствует более полному охлаждению огарка) и удельную скорость подачи воздуха 0,050 - 0,060 м 3/с на м 2 площади шахты для поддержания рабочей температуры в интервале 500- 600 С. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Комбинированная шахтная печь для сушки и обжига, имеющая загрузочный и выгрузочный бункер, вертикальную шахту, фурменный пояс и питатель, отличающаяся тем, что для обеспечения равномерности обжига шахтную печь прямоугольной формой делят на автономные камеры с фурменными поясами с помощью вертикально-изолированных перегородок и сверху вместо бункера снабжают шахтной печью с перекрестной подачей теплоносителя для сушки,3 содержащая вертикальную шахту с бункером,расположенными по е высоте газораспределительными стенками и перекрытиями полости для прохода теплоносителя, соединенные с системой тяго-дутьевых вентиляторов. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве сушильной шахтной печи используют, как описано в части описания , принципы шахтных печей с перекрестным движением обжиговых газов,причм ширина е по сравнению с шириной обжиговой части должна быть меньше не менее чем в два раза , которую монтируют со стороны стенки тяговых вентиляторов. 3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что разгрузочный узел снабжается общим лотковым питателем, имеющим с двух сторон каждой юбки печи отверстия с конусными стенками снизу для свободного осыпания огарка на транспортерную ленту.