EA 025717B1 20170130 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/025717 Полный текст описания [**] EA201390429 20111103 Регистрационный номер и дата заявки FI20106156 20101104 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок FI2011/050966 Номер международной заявки (PCT) WO2012/059646 20120510 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21701 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000025\717BS000#(969:563) Основной чертеж [**] СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА СУСПЕНЗИОННОЙ ПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ И СУСПЕНЗИОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ Название документа [8] C22B 5/00, [8] F27D 3/16 Индексы МПК [FI] Мюри Йорма, [FI] Ахокайнен Тапио, [FI] Песонен Лаури П., [FI] Бьерклунд Петер Сведения об авторах [FI] ОТОТЕК ОЮЙ Сведения о патентообладателях [FI] ОТОТЕК ОЮЙ Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000025717b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ регулирования теплового баланса суспензионной плавильной печи, включающей реакционную шахту (1), нижнюю часть (2) печи и вертикальный газоотвод (3), где реакционная шахта (1) имеет шахтную конструкцию (4), которая обеспечена конструкцией (5) окружающей стенки и конструкцией (6) кровли в верхней части конструкции (5) окружающей стенки и ограничивает реакционную камеру (7) в пределах шахтной конструкции (4); при этом нижний конец указанной реакционной камеры (7) находится в соединении с нижней частью (2) печи, и реакционная шахта (1) обеспечена горелкой (14) концентрата для подачи порошкообразного твердого вещества и реакционного газа в реакционную камеру (7), отличающийся тем, что шахтную конструкцию (4) реакционной шахты (1) снабжают средством (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) для охлаждения реакционной камеры (7), эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) посредством указанного средства (8) подачи, причем эндотермический материал находится в форме текучей среды, предпочтительно в форме жидкости, указанное средство (8) подачи размещают на уровне по меньшей мере 0,3h при измерении от нижнего конца реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (6) кровли в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 65 до 85 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4).

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что конструкцию (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) выполняют с уступом (12) и на уступе (12) размещают средство (8) подачи.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4), формируя в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), и подают эндотермический материал в реакционную камеру (7) посредством указанного средства (8) подачи, расположенного в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) так, чтобы в реакционной камере (7) сформировать первую вертикальную реакционную зону (10), не содержащую эндотермического материала, и вторую вертикальную реакционную зону (11), ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), при этом вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит эндотермический материал.

9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4), формируя в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), и подают эндотермический материал в реакционную камеру (7) посредством указанного средства (8) подачи, расположенного в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) так, чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), ниже первой вертикальной реакционной зоны (10); при этом вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что указанный уступ (12) располагают между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11) и указанное средство (8) подачи располагают на уступе (12) между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11).

11. Способ по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

12. Способ по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11) формируют так, что средняя площадь поперечного сечения первой вертикальной реакционной зоны (10) меньше, чем средняя площадь поперечного сечения второй вертикальной реакционной зоны (11).

13. Способ по любому из пп.8-12, отличающийся тем, что первая вертикальная реакционная зона (10) образована верхней частью реакционной камеры (7).

14. Способ по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) так, что вторую вертикальную реакционную зону (11) разделяют по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13), и эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4), чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10), не содержащую эндотермического материала, и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) ниже первой реакционной зоны (10), при этом реакционные подзоны (13) содержат эндотермический материал.

15. Способ по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) так, что вторую вертикальную реакционную зону (11) разделяют по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13), и эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4), чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) ниже первой реакционной зоны (10); при этом реакционные подзоны (13) содержат больше эндотермического материала, чем первая реакционная зона (10).

16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что указанный уступ (12) располагают между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами (13) и указанное средство (8) подачи располагают на уступе (12) между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами.

17. Способ по любому из пп.14-16, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

18. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи размещают на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно на расстоянии от 0,4 до 0,6h при измерении от конструкции (6) кровли реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).

19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что используют по меньшей мере один из следующих эндотермических материалов: воду; сточную воду, например муниципальные стоки; кислоту различной концентрации, например серную кислоту или слабую кислоту; известковую воду; соли металлов и сульфаты металлов, например сульфат меди или сульфат никеля.

20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что эндотермический материал подают дополнительно к порошкообразному твердому веществу, которое подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата, и дополнительно к реакционному газу, который подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата.

21. Суспензионная плавильная печь, включающая реакционную шахту (1), нижнюю часть (2) печи и вертикальный газоотвод (3), где реакционная шахта (1) имеет шахтную конструкцию (4), снабженную конструкцией (5) окружающей стенки и конструкцией (6) кровли, которые ограничивают реакционную камеру (7), и где реакционная шахта (1) снабжена горелкой (14) концентрата для подачи порошкообразного твердого вещества и реакционного газа в реакционную камеру (7), отличающаяся тем, что шахтная конструкция (4) реакционной шахты (1) снабжена средством (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) для охлаждения реакционной камеры (7), и указанное средство (8) подачи расположено на уровне по меньшей мере 0,3h при измерении от нижнего конца реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7), при этом указанное средство (8) подачи выполнено для подачи эндотермического материала в форме текучей среды, предпочтительно в форме жидкости.

22. Суспензионная плавильная печь по п.21, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.

23. Суспензионная плавильная печь по п.21 или 22, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в конструкции (6) кровли шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.

24. Суспензионная плавильная печь по п.23, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 65 до 85 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

25. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-24, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4).

26. Суспензионная плавильная печь по п.25, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

27. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-26, отличающаяся тем, что конструкция (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) выполнена с уступом (12) и указанное средство (8) подачи расположено на уступе (12).

28. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что реакционная камера (7) включает первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), и в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) расположено указанное средство (8) подачи, выполненное для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) так, что вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит эндотермический материал и первая вертикальная реакционная зона (10) не содержит эндотермический материал.

29. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что реакционная камера (7) содержит первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), и в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) расположено указанное средство (8) подачи, выполненное для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) так, что вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).

30. Суспензионная плавильная печь по п.28 или 29, отличающаяся тем, что между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11) выполнен уступ (12) и указанное средство (8) подачи расположено на уступе (12) между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11).

31. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-30, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

32. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-31, отличающаяся тем, что средняя площадь сечения первой вертикальной реакционной зоны (10) меньше, чем средняя площадь сечения второй вертикальной реакционной зоны (11).

33. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-32, отличающаяся тем, что первая вертикальная реакционная зона (10) образована верхней частью реакционной камеры (7).

34. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-33, отличающаяся тем, что вторая вертикальная реакционная зона (11) разделена по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13) и указанное средство (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) расположено по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) с получением в реакционной камере (7) первой вертикальной реакционной зоны (10), не содержащей эндотермического материала и по меньшей мере двух вертикальных реакционных подзон (13) ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), так что по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) содержат эндотермический материал.

35. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-33, отличающаяся тем, что вторая вертикальная реакционная зона (11) разделена по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13) и указанное средство (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) расположено по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) с получением в реакционной камере (7) первой вертикальной реакционной зоны (10) и по меньшей мере двух вертикальных реакционных подзон (13) ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), так что по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) содержат больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).

36. Суспензионная плавильная печь по п.34 или 35, отличающаяся тем, что между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами (13) выполнен уступ (12) и на уступе (12) между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами расположено указанное средство (8) подачи.

37. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.34-36, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

38. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-37, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно на расстоянии от 0,4 до 0,6h, при измерении от конструкции (6) кровли реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).

39. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-38, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи выполнено для подачи по меньшей мере одного из следующих эндотермических материалов: воды; сточной воды, например муниципальных стоков; кислот различной концентрации, например серной кислоты или слабой кислоты; известковой воды; солей металлов и сульфатов металлов, например сульфата меди или сульфата никеля.

40. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-39, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи выполнено для подачи эндотермического материала в дополнение к порошкообразному твердому веществу, которое подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата, и в дополнение к реакционному газу, который подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Способ регулирования теплового баланса суспензионной плавильной печи, включающей реакционную шахту (1), нижнюю часть (2) печи и вертикальный газоотвод (3), где реакционная шахта (1) имеет шахтную конструкцию (4), которая обеспечена конструкцией (5) окружающей стенки и конструкцией (6) кровли в верхней части конструкции (5) окружающей стенки и ограничивает реакционную камеру (7) в пределах шахтной конструкции (4); при этом нижний конец указанной реакционной камеры (7) находится в соединении с нижней частью (2) печи, и реакционная шахта (1) обеспечена горелкой (14) концентрата для подачи порошкообразного твердого вещества и реакционного газа в реакционную камеру (7), отличающийся тем, что шахтную конструкцию (4) реакционной шахты (1) снабжают средством (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) для охлаждения реакционной камеры (7), эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) посредством указанного средства (8) подачи, причем эндотермический материал находится в форме текучей среды, предпочтительно в форме жидкости, указанное средство (8) подачи размещают на уровне по меньшей мере 0,3h при измерении от нижнего конца реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (6) кровли в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 65 до 85 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4).

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что конструкцию (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) выполняют с уступом (12) и на уступе (12) размещают средство (8) подачи.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4), формируя в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), и подают эндотермический материал в реакционную камеру (7) посредством указанного средства (8) подачи, расположенного в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) так, чтобы в реакционной камере (7) сформировать первую вертикальную реакционную зону (10), не содержащую эндотермического материала, и вторую вертикальную реакционную зону (11), ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), при этом вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит эндотермический материал.

9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4), формируя в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), и подают эндотермический материал в реакционную камеру (7) посредством указанного средства (8) подачи, расположенного в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) так, чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), ниже первой вертикальной реакционной зоны (10); при этом вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что указанный уступ (12) располагают между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11) и указанное средство (8) подачи располагают на уступе (12) между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11).

11. Способ по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

12. Способ по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11) формируют так, что средняя площадь поперечного сечения первой вертикальной реакционной зоны (10) меньше, чем средняя площадь поперечного сечения второй вертикальной реакционной зоны (11).

13. Способ по любому из пп.8-12, отличающийся тем, что первая вертикальная реакционная зона (10) образована верхней частью реакционной камеры (7).

14. Способ по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) так, что вторую вертикальную реакционную зону (11) разделяют по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13), и эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4), чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10), не содержащую эндотермического материала, и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) ниже первой реакционной зоны (10), при этом реакционные подзоны (13) содержат эндотермический материал.

15. Способ по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) так, что вторую вертикальную реакционную зону (11) разделяют по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13), и эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4), чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) ниже первой реакционной зоны (10); при этом реакционные подзоны (13) содержат больше эндотермического материала, чем первая реакционная зона (10).

16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что указанный уступ (12) располагают между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами (13) и указанное средство (8) подачи располагают на уступе (12) между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами.

17. Способ по любому из пп.14-16, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

18. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи размещают на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно на расстоянии от 0,4 до 0,6h при измерении от конструкции (6) кровли реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).

19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что используют по меньшей мере один из следующих эндотермических материалов: воду; сточную воду, например муниципальные стоки; кислоту различной концентрации, например серную кислоту или слабую кислоту; известковую воду; соли металлов и сульфаты металлов, например сульфат меди или сульфат никеля.

20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что эндотермический материал подают дополнительно к порошкообразному твердому веществу, которое подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата, и дополнительно к реакционному газу, который подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата.

21. Суспензионная плавильная печь, включающая реакционную шахту (1), нижнюю часть (2) печи и вертикальный газоотвод (3), где реакционная шахта (1) имеет шахтную конструкцию (4), снабженную конструкцией (5) окружающей стенки и конструкцией (6) кровли, которые ограничивают реакционную камеру (7), и где реакционная шахта (1) снабжена горелкой (14) концентрата для подачи порошкообразного твердого вещества и реакционного газа в реакционную камеру (7), отличающаяся тем, что шахтная конструкция (4) реакционной шахты (1) снабжена средством (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) для охлаждения реакционной камеры (7), и указанное средство (8) подачи расположено на уровне по меньшей мере 0,3h при измерении от нижнего конца реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7), при этом указанное средство (8) подачи выполнено для подачи эндотермического материала в форме текучей среды, предпочтительно в форме жидкости.

22. Суспензионная плавильная печь по п.21, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.

23. Суспензионная плавильная печь по п.21 или 22, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в конструкции (6) кровли шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.

24. Суспензионная плавильная печь по п.23, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 65 до 85 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

25. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-24, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4).

26. Суспензионная плавильная печь по п.25, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

27. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-26, отличающаяся тем, что конструкция (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) выполнена с уступом (12) и указанное средство (8) подачи расположено на уступе (12).

28. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что реакционная камера (7) включает первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), и в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) расположено указанное средство (8) подачи, выполненное для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) так, что вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит эндотермический материал и первая вертикальная реакционная зона (10) не содержит эндотермический материал.

29. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что реакционная камера (7) содержит первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), и в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) расположено указанное средство (8) подачи, выполненное для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) так, что вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).

30. Суспензионная плавильная печь по п.28 или 29, отличающаяся тем, что между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11) выполнен уступ (12) и указанное средство (8) подачи расположено на уступе (12) между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11).

31. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-30, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

32. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-31, отличающаяся тем, что средняя площадь сечения первой вертикальной реакционной зоны (10) меньше, чем средняя площадь сечения второй вертикальной реакционной зоны (11).

33. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-32, отличающаяся тем, что первая вертикальная реакционная зона (10) образована верхней частью реакционной камеры (7).

34. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-33, отличающаяся тем, что вторая вертикальная реакционная зона (11) разделена по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13) и указанное средство (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) расположено по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) с получением в реакционной камере (7) первой вертикальной реакционной зоны (10), не содержащей эндотермического материала и по меньшей мере двух вертикальных реакционных подзон (13) ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), так что по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) содержат эндотермический материал.

35. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-33, отличающаяся тем, что вторая вертикальная реакционная зона (11) разделена по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13) и указанное средство (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) расположено по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) с получением в реакционной камере (7) первой вертикальной реакционной зоны (10) и по меньшей мере двух вертикальных реакционных подзон (13) ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), так что по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) содержат больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).

36. Суспензионная плавильная печь по п.34 или 35, отличающаяся тем, что между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами (13) выполнен уступ (12) и на уступе (12) между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами расположено указанное средство (8) подачи.

37. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.34-36, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60 °, предпочтительно от 40 до 50 ° по отношению к горизонтальной плоскости.

38. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-37, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно на расстоянии от 0,4 до 0,6h, при измерении от конструкции (6) кровли реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).

39. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-38, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи выполнено для подачи по меньшей мере одного из следующих эндотермических материалов: воды; сточной воды, например муниципальных стоков; кислот различной концентрации, например серной кислоты или слабой кислоты; известковой воды; солей металлов и сульфатов металлов, например сульфата меди или сульфата никеля.

40. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-39, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи выполнено для подачи эндотермического материала в дополнение к порошкообразному твердому веществу, которое подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата, и в дополнение к реакционному газу, который подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата.


Евразийское ои 025717 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201390429
(22) Дата подачи заявки
2011.11.03
(51) Int. Cl. C22B 5/00 (2006.01) F27D 3/16 (2006.01)
(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА СУСПЕНЗИОННОЙ ПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ И СУСПЕНЗИОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ
(31) 20106156
(32) 2010.11.04
(33) FI
(43) 2013.11.29
(86) PCT/FI2011/050966
(87) WO 2012/059646 2012.05.10
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ОТОТЕК ОЮЙ (FI)
(72) Изобретатель:
Мюри Йорма, Ахокайнен Тапио, Песонен Лаури П., Бьерклунд Петер
(FI)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(56) GB-A-1243568 EP-A1-0499956 JP-A-1268809
Область техники
Изобретение относится к способу контроля теплового баланса суспензионной плавильной печи, как это определено в преамбуле независимого п. 1 формулы изобретения.
Изобретение относится также к суспензионной плавильной печи, как она определена в преамбуле независимого п.23 формулы изобретения.
Изобретение относится к способу, который осуществляют в суспензионной плавильной печи, например печи взвешенной плавки, и к суспензионной плавильной печи, например печи взвешенной плавки.
Печь взвешенной плавки содержит три основные части: реакционную шахту, нижнюю часть печи и вертикальный газоотвод. В процессе взвешенной плавки порошкообразный твердый материал, который содержит сульфидный концентрат, шлакообразующий агент и другие порошкообразные компоненты, смешивают с реакционным газом с помощью горелки концентрата, в верхней части реакционной шахты. Реакционный газ может представлять собой воздух, кислород или обогащенный кислородом воздух. Горелка концентрата обычно содержит подающую трубу, для подачи порошкообразного твердого материала в реакционную шахту, при этом выходное отверстие подающей трубы открывается в реакционную шахту. Дополнительно горелка концентрата обычно содержит распыляющее устройство, которое расположено концентрически внутри подающей трубы и выступает на некоторое расстояние от выходного отверстия внутрь реакционной шахты; устройство включает отверстия для диспергирующего газа, чтобы направлять диспергирующий газ в порошкообразное твердое вещество, которое течет вокруг диспергирующего устройства. Дополнительно горелка концентрата обычно включает устройство подачи газа, для подачи реакционного газа в реакционную шахту; причем устройство подачи газа выходит в реакционную шахту через кольцеобразное выпускное отверстие, которое концентрически окружает подающую трубу, для смешивания указанного реакционного газа, выходящего из кольцеобразного выпускного отверстия, с порошкообразным твердым веществом, которое выходит из середины подающей трубы и которое отклоняют в сторону посредством диспергирующего газа. Процесс взвешенной плавки включает стадию, на которой порошкообразное твердое вещество подают в реакционную шахту через отверстие подающей трубы горелки концентрата. Процесс взвешенной плавки дополнительно включает стадию, на которой диспергирующий газ подают в реакционную шахту через выпускные отверстия для диспергирующего газа диспергирующего устройства горелки концентрата, чтобы направлять диспергирующий газ в порошкообразное твердое вещество, которое течет вокруг диспергирующего устройства; и стадию, на которой реакционный газ подают в реакционную шахту через кольцеобразное выходное отверстие устройства подачи газа горелки концентрата, для смешивания реакционного газа с твердым веществом, которое выпускают из середины подающей трубы, и которое отклоняют в сторону с помощью диспергирующего газа.
В большинстве случаев энергию, необходимую для плавления, получают из самой смеси, в ходе реакции компонентов смеси, которую подают в реакционную шахту (порошкообразного твердого вещества и реакционного газа), друг с другом. Однако имеются исходные материалы, которые при реакции друг с другом не производят достаточного количества энергии, и которые, для достаточного расплавления, требуют также подачи в реакционную шахту топливного газа, чтобы получить энергию для расплавления.
В настоящее время существуют различные известные альтернативы, позволяющие корректировать тепловой баланс в реакционной шахте суспензионной плавильной печи в направлении увеличения, то есть повышать температуру реакционной шахты суспензионной плавильной печи с целью предотвращения охлаждения реакционной шахты суспензионной плавильной печи. Существует не так много способов коррекции теплового баланса реакционной шахты суспензионной плавильной печи в направлении уменьшения, то есть снижения температуры реакционной шахты суспензионной плавильной печи. Одним из известных способов является уменьшение подачи, то есть, например, подавать меньшие количества концентрата и реакционного газа в реакционную шахту. Другим известным путем снижения температуры реакционной шахты суспензионной плавильной печи является подача азота в реакционную шахту. Недостатком этого способа является то, что из-за более высокого количества азота в отходящих газах возрастает количество отходящих газов. Другими известными способами является смешивание твердых охлаждающих веществ с концентратом. Недостатком этого способа является то, что возрастает количество расплава, и состав шлака может быть неблагоприятным для процесса. Из соображений производительности, хорошо было бы достигать снижения теплового баланса без уменьшения питания.
Цель изобретения
Целью данного изобретения является обеспечение способа регулирования теплового баланса суспензионной плавильной печи и обеспечение суспензионной плавильной печи, для решения вышеуказанных проблем.
Краткое описание изобретения
Способ регулирования теплового баланса суспензионной плавильной печи по данному изобретению отличается тем, что определено независимым п.1 формулы изобретения.
Предпочтительные воплощения данного способа определены зависимыми пп.2-22 формулы изобретения.
Суспензионная плавильная печь по данному изобретению отличается тем, что определено независимым п.23 формулы изобретения.
Предпочтительные воплощения суспензионной плавильной печи определены в зависимых пп.24-44 формулы изобретения.
Предлагаемые способ и суспензионная плавильная печь основаны на идее обеспечения шахтной конструкции реакционной шахты, по меньшей мере, одним охлаждающим средством для подачи эндотермического материала в реакционную камеру реакционной шахты, и обеспечения подачи эндотермического материала в реакционную камеру реакционной шахты посредством указанного, по меньшей мере, одного охлаждающего средства.
Решение по данному изобретению позволяет снизить температуру расплава в реакционной шахте, не снижая подачу материалов. Это происходит вследствие того факта, что эндотермический материал, который подают в реакционную камеру реакционной шахты, поглощает энергию в реакционной камере. Эндотермический материал в форме жидкого охладителя может, например, поглощать энергию за счет испарения в реакционной шахте, и эту энергию испарения отбирают у веществ, находящихся в реакционной шахте. Эндотермический материал может также содержать компоненты, которые в условиях реакционной шахты могут разлагаться на меньшие по размеру составные части, поглощая энергию в соответствии с эндотермическими реакциями. Таким образом, температуру в реакционной шахте можно снижать контролируемым образом.
Решение по данному изобретению позволяет снизить температуру реакционной шахты без снижения подачи материалов. Это происходит потому, что возрастание температуры из-за увеличения подачи можно скорректировать, соответственно, увеличением подачи эндотермического материала.
Преимуществом данного решения является то, что оно дает возможность использовать большее количество кислорода в реакционном газе, без необходимости повышения температуры в реакционной шахте. Реакционный газ может, например, содержать 60-85% или до 95% кислорода, в зависимости от доступности кислорода и анализа твердого подаваемого материала. Обычно это известно как обогащение кислородом реакционного газа.
Известно, например, что порошкообразный твердый материал, который обладает высокой теплотворной способностью, не обязательно в то же время является материалом, который легко воспламеняется в реакционной камере. При использовании большого количества кислорода можно воспламенить такой материал, который воспламеняется с трудом. Путем подачи эндотермического материала в реакционную камеру можно поглотить избыточную тепловую энергию, полученную за счет такого большого количества кислорода в реакционном газе.
Другим преимуществом высокого обогащения реакционного газа кислородом является более низкое содержание азота (N2) в отходящих газах. Это означает, что большинство габаритов оборудования линии отходящих газов и кислотной установки может быть меньше по сравнению со случаем без добавления жидкого охладителя. Это подразумевает меньшие инвестиции для новой установки и возможность увеличить производительность существующей установки лишь с минимальными модификациями, если вообще такие изменения потребуются.
Преимущество данного решения по сравнению с охлаждением путем подачи в реакционную камеру азота в газообразной форме заключается в том, что можно снизить образование оксидов азота (NOx). Оксиды азота, которые опасны для окружающей среды и нежелательны в продуктах, получаемых из газов, которые отбирают из газоотвода суспензионной плавильной печи, образуются, если температура в реакционной камере является достаточно высокой и в реакционной камере присутствует азот. Путем подачи эндотермического материала в горячую зону реакционной камеры длина факела пламени увеличивается, а высокотемпературные зоны в реакционной камере уменьшаются. Это означает, что время пребывания суспензии в этих высокотемпературных зонах будет снижаться, таким образом, уменьшая образование высокотемпературного NOx и топливного NOx.
Перечень чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертежи, в которых: фиг. 1 представляет собой общий чертеж первого воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 2 представляет собой общий чертеж второго воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 3 представляет собой общий чертеж третьего воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 4 представляет собой общий чертеж четвертого воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 5 представляет собой общий чертеж пятого воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 6 представляет собой общий чертеж шестого воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 7 представляет собой общий чертеж седьмого воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 8 представляет собой общий чертеж восьмого воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 9 представляет собой общий чертеж девятого воплощения суспензионной плавильной печи; фиг. 10 представляет собой общий чертеж десятого воплощения суспензионной плавильной печи;
Подробное описание изобретения Чертежи изображают десять различных воплощений суспензионной плавильной печи. Сначала более подробно будут описаны способ контроля теплового баланса в суспензионной пла
вильной печи и предпочтительные воплощения и вариации этого способа.
Суспензионная плавильная печь включает реакционную шахту 1, нижнюю часть 2 печи и вертикальный газоотвод 3. Реакционная шахта 1 имеет шахтную конструкцию 4 и снабжена конструкцией 5 окружающей стенки и конструкцией 6 кровли, которые ограничивают реакционную камеру 7 в пределах шахтной конструкции 4. Реакционная шахта 1 снабжена горелкой 14 концентрата, для подачи порошкообразного твердого вещества и реакционного газа в реакционную камеру 7. Основная конструкция и принцип функционирования такой суспензионной плавильной печи известны, например, из финского патента № 22694.
Предлагаемый способ включает стадию обеспечения шахтной конструкции 4 реакционной шахты 1, по меньшей мере, одним охлаждающим средством 8 для подачи эндотермического материала (не показан на чертежах) в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1.
Способ дополнительно включает стадию подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1, посредством, по меньшей мере, одного охлаждающего средства 8.
Способ может включать стадию обеспечения шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8 на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее.
Способ может включать стадию обеспечения конструкции 6 кровли в шахтной конструкции 4, по меньшей мере, одним охлаждающим средством 8 на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее.
Если способ включает стадию обеспечения конструкции 6 кровли в шахтной конструкции 4, по меньшей мере, одним охлаждающим средством 8 на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее, то способ может включать стадию обеспечения конструкции 6 кровли в шахтной конструкции 4, по меньшей мере, одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9, на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее.
Если способ включает стадию обеспечения конструкции 6 кровли в шахтной конструкции 4, по меньшей мере, одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9, на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее, то способ может включать стадию размещения по меньшей мере одного сопла 9 для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом от 65 до 85°, например 70°, по отношению к горизонтальной плоскости.
Если способ включает стадию обеспечения конструкции 6 кровли в шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9, на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее, то способ может включать стадию использования по меньшей мере одного такого сопла 9, имеющего угол распыления от 10 до 30°, например 20°.
Способ может включать стадию обеспечения по меньшей мере одним охлаждающим средством 8 конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4. Если способ включает стадию обеспечения конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, то способ может включать стадию обеспечения конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9.
Если способ включает стадию обеспечения конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9, то способ может включать стадию размещения по меньшей мере одного такого сопла 9 для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50°, по отношению к горизонтальной плоскости.
Если способ включает стадию обеспечения конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9, то способ может включать стадию размещения по меньшей мере одного такого сопла 9 для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом распыления от 10 до 30°, например,
20°.
Способ может включать стадию обеспечения суспензионной плавильной печью, имеющей реакционную камеру 7, площадь сечения которой возрастает по направлению к нижней части 2 печи. Реакционная камера может, по меньшей мере, частично иметь форму усеченного конуса и/или иметь искривленные участки. Альтернативно, реакционная камера 7 может иметь, по меньшей мере, частично вертикальные участки.
Способ может включать стадию обеспечения конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 уступом 12 и размещения по меньшей мере одного охлаждающего средства 8 на указанном уступе 12, как показано на фиг. 5 и 6.
Способ может включать стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, путем обеспечения конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, и стадию подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 посредством указанного по меньшей мере одного охлаждающего средства 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 для формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10, не содержащей эндо
термического материала, и формирования в реакционной камере 7 второй вертикальной реакционной зоны 11, ниже первой вертикальной реакционной зоны 10 так, чтобы вторая вертикальная реакционная зона 11 содержала эндотермический материал.
Способ может включать стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11 путем обеспечения конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8 и стадию подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 посредством указанного по меньшей мере одного охлаждающего средства 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 для формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и формирования в реакционной камере 7 ниже первой вертикальной реакционной зоны 10 второй вертикальной реакционной зоны 11 так, чтобы вторая вертикальная реакционная зона 11 содержала больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона 10.
Способ может включать стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11 путем обеспечения конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8 и стадию подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 посредством указанного по меньшей мере одного охлаждающего средства 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 для формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и формирования в реакционной камере 7 второй вертикальной реакционной зоны 11 ниже первой вертикальной реакционной зоны 10 так, чтобы и первая вертикальная реакционная зона 10, и вторая вертикальная реакционная зона 11 содержали эндотермический материал.
Если способ включает стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, способ может включать стадию обеспечения уступа 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной
11.
Если способ включает стадию обеспечения уступа 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11, способ может включать стадию обеспечения по меньшей мере одним охлаждающим средством 8 уступа 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11.
Если способ включает стадию обеспечения уступа 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, способ может включать стадию обеспечения по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9, уступа 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11.
Если способ включает стадию обеспечения уступа 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9, то способ может включать стадию расположения, по меньшей мере, сопла 9 для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° по отношению к горизонтальной плоскости.
Если способ включает стадию обеспечения уступа 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, включающим сопло 9, то способ может включать стадию расположения, по меньшей мере, сопла 9 для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом распыления от 10 до 30°, например 20°.
Если способ включает стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, то способ может включать стадию формирования первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11 таким образом, что среднее поперечное сечение первой вертикальной реакционной зоны меньше, чем среднее поперечное сечение второй вертикальной реакционной зоны 11, как показано на фиг. 7 и 8.
Если способ включает стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, то способ может включать стадию формирования первой вертикальной реакционной зоны 10 в виде верхней части реакционной камеры 7, как показано на фиг. 7-10.
Если способ включает стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, то способ может включать стадию формирования первой вертикальной реакционной зоны 10 таким образом, что площадь поперечного сечения первой вертикальной реакционной зоны 10 реакционной камеры 7 возрастает по направлению к нижней части 2 печи, как показано на фиг. 8 и 10. Первая вертикальная реакционная зона 10 реакционной камеры 7 может, по меньшей мере, частично иметь форму усеченного конуса и/или иметь искривленные участки. Альтернативно, первая вертикальная реакционная зона 10 реакционной камеры 7 может, по меньшей мере, частично иметь вертикальные участки.
Если способ включает стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, то способ может включать стадию формирования второй вертикальной реакционной зоны 11, таким образом, чтобы площадь поперечного сечения второй вертикальной реакционной зоны 11 реакционной камеры 7 увеличивалась по направлению к нижней части 2 печи, как показано на фиг. 8. Вторая вертикальная реакционная зона 11 реакционной камеры 7 может, по меньшей мере, частично, иметь форму усеченного конуса и/или иметь искривленные участки. Альтернативно, вторая вертикальная реакционная зона 11 реакционной камеры 7 может, по меньшей мере, частично, иметь вертикальные участки.
Если способ включает стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, способ может включать стадию разделения второй вертикальной реакционной зоны 11 по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны 13 посредством обеспечения охлаждающего средства 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, и стадию подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, чтобы сформировать в реакционной камере 7 первую вертикальную реакционную зону 10, не содержащую эндотермического материала, и по меньшей мере две реакционные подзоны 13 ниже первой реакционной зоны 10 так, чтобы реакционные подзоны 13 содержали эндотермический материал.
Если способ содержит стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, способ может включать стадию разделения второй вертикальной реакционной зоны 11 по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны 13 посредством обеспечения охлаждающего средства 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, и стадию подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, чтобы сформировать в реакционной камере 7 первую вертикальную реакционную зону 10 и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны 13 ниже первой реакционной зоны 10, так, чтобы реакционные подзоны 13 содержали больше эндотермического материала, чем первая реакционная зона 10.
Если способ включает стадию формирования в реакционной камере 7 первой вертикальной реакционной зоны 10 и второй вертикальной реакционной зоны 11, способ может включать стадию разделения второй вертикальной реакционной зоны 11 по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны 13, путем обеспечения охлаждающего средства 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 и стадию подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, чтобы сформировать в реакционной камере 7 первую вертикальную реакционную зону 10 и сформировать по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны 13 ниже первой реакционной зоны 10 так, чтобы как первая реакционная зона 10, так и реакционные подзоны 13 содержали эндотермический материал.
Фиг. 9 и 10 изображают воплощения, в которых сформированы две расположенные по вертикали реакционные подзоны 13.
Если способ включает стадию разделения второй вертикальной реакционной зоны 11 на несколько расположенных по вертикали реакционных подзон 13, то способ может включать стадию формирования уступа 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13.
Если способ включает стадию формирования уступа 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13, способ может включать стадию обеспечения уступа 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8.
Если способ включает стадию обеспечения уступа 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, способ может включать стадию обеспечения по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, содержащим сопло 9.
Если способ включает стадию обеспечения уступа 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, содержащим сопло 9, способ может включать стадию размещения сопла 9 таким образом, чтобы подавать эндотермический материал в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° по отношению к горизонтальной плоскости.
Если способ включает стадию обеспечения уступа 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, содержащим сопло 9, способ может включать стадию размещения, по меньшей мере, сопла 9 для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом распыления от 10 до 30°,
например 20°.
Если способ включает стадию разделения второй вертикальной реакционной зоны 11 на несколько расположенных по вертикали реакционных подзон 13, способ может включать стадию формирования вертикальных реакционных подзон 13, поперечное сечение которых возрастает по направлению к нижней части 2 печи, как показано на фиг. 9. Например, можно обеспечить расположенные по вертикали реакционные подзоны 13, имеющие, по меньшей мере, частично форму усеченного конуса, и/или имеющие искривленные участки. Альтернативно, первая вертикальная реакционная зона 10 реакционной камеры 7 может иметь, по меньшей мере, частично вертикальные участки.
Способ может включать стадию размещения по меньшей мере одного охлаждающего средства 8 на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно от 0,4 до 0,6h от конструкции 6 кровли реакционной камеры 7, где h представляет собой высоту реакционной камеры 7.
Способ может включать стадию размещения по меньшей мере одного охлаждающего средства 8, имеющего сопло 9, которое организовано для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 так, чтобы поток эндотермического материала пересекал воображаемую вертикальную центральную линию реакционной камеры 7 на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно от 0,4 до 0,6h от конструкции 6 кровли реакционной камеры 7, где h представляет собой высоту реакционной камеры 7.
Способ может включать стадию размещения нескольких охлаждающих средств 8 на одном и том же уровне реакционной камеры 7 и равномерно вокруг реакционной камеры 7.
В данном способе в качестве эндотермического материала предпочтительно, но не обязательно используют по меньшей мере один из следующих материалов: воду; сточную воду, например муниципальные стоки; кислоту различной концентрации, например серную кислоту или слабую кислоту; известковую воду; соли металлов и сульфаты металлов, например сульфат меди или сульфат никеля, или комбинацию вышеприведенных веществ. Эндотермический материал также может находиться в форме пересыщенного раствора, где максимальная степень пересыщения зависит от свойств находящегося в растворе материала.
В данном способе эндотермический материал можно подавать в реакционную камеру 7 посредством охлаждающего средства 8 в форме капель. Размер таких капель предпочтительно, но не обязательно выбирают таким образом, чтобы капли разрушались, и так, чтобы эндотермический материал капель испарялся перед поступлением материала в нижнюю часть печи. С другой стороны, размер таких капель не может быть настолько малым, чтобы капли разрушались в реакционной камере 7 слишком рано, поскольку это уменьшает способность капель эндотермически поглощать энергию в самой горячей части реакционной камеры 7; при этом самая горячая часть находится вблизи воображаемой вертикальной центральной оси реакционной камеры 7.
Данный способ может включать подачу эндотермического материала дополнительно к порошкообразному твердому материалу, который подают в реакционную шахту 1 посредством горелки 14 концентрата, и дополнительно к реакционную газу, который подают в реакционную шахту 1 посредством горелки 14 концентрата.
Данный способ может включать применение эндотермического материала в форме текучей среды, предпочтительно в форме жидкости.
Способ может включать размещение по меньшей мере одного охлаждающего средства 8 на уровне по меньшей мере 0,3h от нижнего конца реакционной камеры 7, где h представляет собой высоту реакционной камеры 7. Это обеспечивает подачу эндотермического материала на таком уровне, то есть высоте в реакционной камере 7, которая позволяет поглощать тепловую энергию в реакционной камере 7 посредством эндотермического материала.
Далее будет более подробно описана суспензионная плавильная печь и предпочтительные воплощения и вариации суспензионной плавильной печи.
Суспензионная плавильная печь включает реакционную шахту 1, нижнюю часть 2 печи и вертикальный газоотвод 3. Реакционная шахта имеет шахтную конструкцию 4, которая снабжена конструкцией 5 окружающей стенки и конструкцией 6 кровли, которые ограничивают реакционную камеру 7. Реакционная шахта 1 снабжена горелкой 14 концентрата для подачи порошкообразного твердого материала и реакционного газа в реакционную камеру 7.
Шахтная конструкция 4 реакционной шахты 1 снабжена охлаждающим средством 8 для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1.
Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно охлаждающее средство 8 в шахтной конструкции 4, расположенное на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее.
Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно охлаждающее средство 8 в конструкции 6 кровли шахтной конструкции 4, расположенное на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее.
Если суспензионная плавильная печь включает по меньшей мере одно охлаждающее средство 8 в конструкции 6 кровли шахтной конструкции 4, на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее, то суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно содержащее сопло 9 охлаждающее средство 8 в конструкции 6 кровли шахтной конструкции 4, расположенное на расстоянии от
горелки 14 концентрата и отдельно от нее.
Если суспензионная плавильная печь включает по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, которое содержит сопло 9, в конструкции 6 кровли шахтной конструкции 4, расположенное на расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее, то сопло 9 может быть расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом от 30 до 70° по отношению к горизонтальной плоскости.
Если суспензионная плавильная печь включает по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, которое содержит сопло 9, в конструкции 6 кровли шахтной конструкции 4, на некотором расстоянии от горелки 14 концентрата и отдельно от нее, то сопло 9 может быть расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом распыления от 10 до 30°, например 20°.
Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно охлаждающее средство 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4.
Если суспензионная плавильная печь включает по меньшей мере одно охлаждающее средство 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, то суспензионная плавильная печь может содержать по меньшей мере одно содержащее сопло 9 охлаждающее средство 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4.
Если суспензионная плавильная печь включает по меньшей мере одно содержащее сопло 9 охлаждающее средство 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, то сопло 9 может быть размещено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50°, по отношению к горизонтальной плоскости.
Если суспензионная плавильная печь включает по меньшей мере одно содержащее сопло 9 охлаждающее средство 8 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, то сопло 9 может быть размещено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом распыления от 10 до 30°, например 20°.
Площадь поперечного сечения реакционной камеры 7 может увеличиваться по направлению к нижней части 2 печи, как показано на фиг. 2 и 4. Реакционная камера 7 может, по меньшей мере, частично иметь форму усеченного конуса и/или иметь искривленные участки. Альтернативно, реакционная камера 7 может иметь, по меньшей мере, частично вертикальные участки, как показано на фиг. 1 и 3.
Реакционная камера 7 может включать уступ 12 в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 и по меньшей мере одно охлаждающее средство 8 на уступе 12.
Реакционная камера 7 может включать первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны 10, так, что в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 размещено по меньшей мере одно охлаждающее средство, которое выполнено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 таким образом, чтобы вторая вертикальная реакционная зона 11 содержала эндотермический материал и первая вертикальная реакционная зона 10 не содержала эндотермического материала.
Реакционная камера 7 может включать первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны 10, так что в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 расположено по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, которое выполнено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 таким образом, чтобы вторая вертикальная реакционная зона 11 содержала больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона 10.
Реакционная камера 7 может содержать первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны 10, так что в конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4 расположено по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, которое выполнено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 таким образом, чтобы как первая вертикальная реакционная зона 10, так и вторая вертикальная реакционная зона 11 содержали эндотермический материал.
Если реакционная камера 7 включает первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, то реакционная камера 7 может включать уступ 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11, как показано на фиг. 7-10.
Если реакционная камера 7 включает уступ 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11, можно обеспечить по меньшей мере одно охлаждающее средство 8 на уступе 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11, как показано на фиг. 7-10.
Если уступ 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11 обеспечен по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, то суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно содержащее сопло 9 охлаждающее средство 8 на уступе 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11.
Если реакционная камера 7 включает по меньшей мере одно содержащее сопло 9 охлаждающее
средство 8 на уступе 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11, то сопло 9 может быть размещено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° относительно горизонтальной плоскости.
Если реакционная камера 7 включает по меньшей мере одно содержащее сопло 9 охлаждающее средство 8 на уступе 12 между первой вертикальной реакционной зоной 10 и второй вертикальной реакционной зоной 11, то сопло 9 может быть размещено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом распыления от 10 до 30°, например 20°.
Если реакционная камера 7 включает первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, то средняя площадь сечения первой вертикальной реакционной зоны 10 может быть меньше, чем средняя площадь сечения второй вертикальной реакционной зоны 11, как показано на фиг. 7 и 8.
Если реакционная камера 7 включает первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, то первая вертикальная реакционная зона 10 может быть образована верхней частью реакционной камеры 7, как показано на фиг. 7 и 8.
Если реакционная камера 7 включает первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, то площадь поперечного сечения первой вертикальной реакционной зоны
10 реакционной камеры 7 может увеличиваться по направлению к нижней части 2 печи, как показано на фиг. 8. Первая вертикальная реакционная зона 10 реакционной камеры 7 может, по меньшей мере, частично иметь форму усеченного конуса и/или иметь искривленные участки. Альтернативно, первая вертикальная реакционная зона 10 реакционной камеры 7 может иметь, по меньшей мере, частично вертикальные участки, как показано на фиг. 8.
Если реакционная камера 7 включает первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, то площадь поперечного сечения второй вертикальной реакционной зоны
11 реакционной камеры 7 возрастает по направлению к нижней части 2 печи, как показано на фиг. 8. Вторая вертикальная реакционная зона 11 реакционной камеры 7 может, по меньшей мере, частично иметь форму усеченного конуса и/или иметь искривленные участки. Альтернативно, вторая вертикальная реакционная зона 11 реакционной камеры 7 может иметь, по меньшей мере, частично, вертикальные участки, как показано на фиг. 8.
Если реакционная камера 7 включает первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, то вторая вертикальная реакционная зона 11 может быть разделена по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны 13, так что охлаждающиее средства 8 расположены для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, чтобы образовать в реакционной камере 7 первую вертикальную реакционную зону 10, не содержащую эндотермического материала, и образовать по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны 13 ниже первой вертикальной реакционной зоны 10, так, чтобы по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны 13 содержали эндотермический материал.
Если реакционная камера 7 включает первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, то вторую вертикальную реакционную зону 11 можно разделить по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны 13, чтобы охлаждающие средства 8 были размещены для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, чтобы сформировать в реакционной камере 7 первую вертикальную реакционную зону 10 и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны 13 ниже первой вертикальной реакционной зоны 10, так, чтобы по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны 13 содержали больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона 10.
Если реакционная камера 7 включает первую вертикальную реакционную зону 10 и вторую вертикальную реакционную зону 11, то вторую вертикальную реакционную зону 11 можно разделить по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны 13, так что охлаждающие средства 8 расположены для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 по меньшей мере в двух, отстоящих друг от друга по вертикали, точках конструкции 5 окружающей стенки в шахтной конструкции 4, чтобы сформировать в реакционной камере 7 первую вертикальную реакционную зону 10 и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны 13 ниже первой вертикальной реакционной зоны 10, так, чтобы и первая вертикальная реакционная зона 10, и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны 13 содержали эндотермический материал.
Если вторая вертикальная реакционная зона 11 разделена на несколько вертикальных реакционных подзон 13, вторая вертикальная реакционная зона 11 может включать уступ 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13.
Если вторая вертикальная реакционная зона 11 включает уступ 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13, можно обеспечить уступ 12 между двумя расположен
ными рядом по вертикали реакционными подзонами 13 по меньшей мере одним охлаждающим средством 8.
Если уступ 12 между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами 13 обеспечен по меньшей мере одним охлаждающим средством 8, суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, содержащее сопло 9. В этом случае это может быть сопло, расположенное для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1 под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50°, по отношению к горизонтальной плоскости. В этом случае это может быть сопло, которое расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру 7 реакционной шахты 1, под углом распыления от 10 до 30°, например 20°.
Если вторая вертикальная реакционная зона 11 разделена на несколько вертикальных реакционных подзон 13, суспензионная плавильная печь может включать вертикальную реакционную подзону 13, площадь сечения которой возрастает по направлению к нижней части 2 печи, как показано на фиг. 10. Например, возможна вертикальная реакционная подзона 13, имеющая, по меньшей мере, частично форму усеченного конуса, и/или имеющая искривленные участки. Альтернативно, первая вертикальная реакционная зона 10 реакционной камеры 7 может иметь, по меньшей мере, частично вертикальные участки.
Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, расположенное на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно на расстоянии от 0,4 до 0,6h, от конструкции 6 кровли реакционной камеры 7, где h представляет собой высоту реакционной камеры 7.
Суспензионная плавильная печь может включать несколько охлаждающих средств 8, которые расположены на одинаковом уровне реакционной камеры 7 и равномерно распределены по окружности реакционной камеры 7.
Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно имеющее сопло 9 охлаждающее средство 8, которое расположено для подачи в реакционную камеру 7 эндотермического материала таким образом, что поток эндотермического материала пересекает воображаемую вертикальную центральную линию реакционной камеры 7 на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно от 0,4 до 0,6h, от конструкции 6 кровли реакционной камеры 7, где h представляет собой высоту реакционной камеры 7. Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно имеющее сопло 9 охлаждающее средство 8, которое выполнено для подачи эндотермического материала в самую горячую точку реакционной камеры 7, то есть в середину реакционной камеры 7.
Суспензионная плавильная печь включает предпочтительно, но не обязательно, по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, которое выполнено для подачи в качестве эндотермического материала по меньшей мере одного из следующих веществ: воды, сточной воды, например муниципальных стоков; кислот различной концентрации, например серной кислоты или слабой кислоты; известковой воды; солей металлов и сульфатов металлов, например сульфата меди или сульфата никеля, или комбинации вышеупомянутых веществ. Эндотермический материал может также быть в форме пересыщенного раствора, в котором максимальная степень пересыщения зависит от свойств материала, находящегося в растворе.
В суспензионной плавильной печи эндотермический материал можно подавать в реакционную камеру 7 посредством охлаждающего средства 8 в виде капель. Размер таких капель предпочтительно, но не обязательно выбирают таким образом, чтобы капли разрушались и испарялись в оптимальном местоположении реакционной камеры 7.
Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, выполненное для подачи эндотермического материала в дополнение к порошкообразному твердому веществу, которое подают в реакционную шахту 1 посредством горелки 14 концентрата, и в дополнение к реакционному газу, который подают в реакционную шахту 1 посредством горелки 14 концентрата.
Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, которое выполнено для подачи с использованием эндотермического материала в форме текучей среды, предпочтительно в форме жидкости.
Суспензионная плавильная печь может включать по меньшей мере одно охлаждающее средство 8, расположенное на уровне по меньшей мере 0,3h от нижнего конца реакционной камеры 7, где h представляет собой высоту реакционной камеры 7. Это обеспечено для подачи эндотермического материала на таком уровне, то есть высоте реакционной камеры 7, которая позволяет поглощать тепловую энергию в реакционной камере 7 с помощью эндотермического материала.
Специалисту понятно, что по мере развития технологии основную идею данного изобретения можно осуществлять различными путями Таким образом, данное изобретение и его воплощения не ограничены вышеприведенными примерами и могут изменяться в пределах сущности и объема формулы изобретения
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ регулирования теплового баланса суспензионной плавильной печи, включающей реакционную шахту (1), нижнюю часть (2) печи и вертикальный газоотвод (3), где реакционная шахта (1) имеет шахтную конструкцию (4), которая обеспечена конструкцией (5) окружающей стенки и конструкцией (6) кровли в верхней части конструкции (5) окружающей стенки и ограничивает реакционную камеру (7) в пределах шахтной конструкции (4); при этом нижний конец указанной реакционной камеры (7) находится в соединении с нижней частью (2) печи, и реакционная шахта (1) обеспечена горелкой (14) концентрата для подачи порошкообразного твердого вещества и реакционного газа в реакционную камеру (7), отличающийся тем, что шахтную конструкцию (4) реакционной шахты (1) снабжают средством (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) для охлаждения реакционной камеры (7), эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) посредством указанного средства (8) подачи, причем эндотермический материал находится в форме текучей среды, предпочтительно в форме жидкости, указанное средство (8) подачи размещают на уровне по меньшей мере 0,3h при измерении от нижнего конца реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (6) кровли в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 65 до 85° по отношению к горизонтальной плоскости.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4).
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло
(9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты
(1) под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° по отношению к горизонтальной плоскости.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что конструкцию (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) выполняют с уступом (12) и на уступе (12) размещают средство (8) подачи.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4), формируя в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), и подают эндотермический материал в реакционную камеру (7) посредством указанного средства (8) подачи, расположенного в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) так, чтобы в реакционной камере (7) сформировать первую вертикальную реакционную зону (10), не содержащую эндотермического материала, и вторую вертикальную реакционную зону (11), ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), при этом вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит эндотермический материал.
9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4), формируя в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), и подают эндотермический материал в реакционную камеру (7) посредством указанного средства (8) подачи, расположенного в конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) так, чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), ниже первой вертикальной реакционной зоны (10); при этом вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что указанный уступ (12) располагают между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11) и указанное средство (8) подачи располагают на уступе (12) между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11).
11. Способ по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° по отношению к горизонтальной плоскости.
12. Способ по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что первую вертикальную реакционную зону
(10) и вторую вертикальную реакционную зону (11) формируют так, что средняя площадь поперечного
сечения первой вертикальной реакционной зоны (10) меньше, чем средняя площадь поперечного сечения
второй вертикальной реакционной зоны (11).
13. Способ по любому из пп.8-12, отличающийся тем, что первая вертикальная реакционная зона (10) образована верхней частью реакционной камеры (7).
14. Способ по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) так, что вторую вертикальную реакционную зону (11) разделяют по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13), и эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4), чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10), не содержащую эндотермического материала, и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) ниже первой реакционной зоны (10), при этом реакционные подзоны (13) содержат эндотермический материал.
15. Способ по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи располагают по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) так, что вторую вертикальную реакционную зону (11) разделяют по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13), и эндотермический материал подают в реакционную камеру (7) по меньшей мере в двух отстоящих друг от друга по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4), чтобы сформировать в реакционной камере (7) первую вертикальную реакционную зону (10) и по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) ниже первой реакционной зоны (10); при этом реакционные подзоны (13) содержат больше эндотермического материала, чем первая реакционная зона (10).
16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что указанный уступ (12) располагают между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами (13) и указанное средство (8) подачи располагают на уступе (12) между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами.
17. Способ по любому из пп.14-16, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) размещают для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° по отношению к горизонтальной плоскости.
18. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что указанное средство (8) подачи размещают на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно на расстоянии от 0,4 до 0,6h при измерении от конструкции (6) кровли реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).
19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что используют по меньшей мере один из следующих эндотермических материалов: воду; сточную воду, например муниципальные стоки; кислоту различной концентрации, например серную кислоту или слабую кислоту; известковую воду; соли металлов и сульфаты металлов, например сульфат меди или сульфат никеля.
20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что эндотермический материал подают дополнительно к порошкообразному твердому веществу, которое подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата, и дополнительно к реакционному газу, который подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата.
21. Суспензионная плавильная печь, включающая реакционную шахту (1), нижнюю часть (2) печи и вертикальный газоотвод (3), где реакционная шахта (1) имеет шахтную конструкцию (4), снабженную конструкцией (5) окружающей стенки и конструкцией (6) кровли, которые ограничивают реакционную камеру (7), и где реакционная шахта (1) снабжена горелкой (14) концентрата для подачи порошкообразного твердого вещества и реакционного газа в реакционную камеру (7), отличающаяся тем, что шахтная конструкция (4) реакционной шахты (1) снабжена средством (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) для охлаждения реакционной камеры (7), и указанное средство (8) подачи расположено на уровне по меньшей мере 0,3h при измерении от нижнего конца реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7), при этом указанное средство (8) подачи выполнено для подачи эндотермического материала в форме текучей среды, предпочтительно в форме жидкости.
22. Суспензионная плавильная печь по п.21, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.
23. Суспензионная плавильная печь по п.21 или 22, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в конструкции (6) кровли шахтной конструкции (4) на расстоянии от горелки (14) концентрата и отдельно от нее.
24. Суспензионная плавильная печь по п.23, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 65 до 85° по отношению к горизонтальной плоскости.
25. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-24, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4).
26. Суспензионная плавильная печь по п.25, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи
13.
содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° по отношению к горизонтальной плоскости.
27. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-26, отличающаяся тем, что конструкция (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) выполнена с уступом (12) и указанное средство (8) подачи расположено на уступе (12).
28. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что реакционная камера (7) включает первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), и в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) расположено указанное средство (8) подачи, выполненное для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) так, что вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит эндотермический материал и первая вертикальная реакционная зона (10) не содержит эндотермический материал.
29. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что реакционная камера (7) содержит первую вертикальную реакционную зону (10) и вторую вертикальную реакционную зону (11), расположенную ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), и в конструкции (5) окружающей стенки в шахтной конструкции (4) расположено указанное средство (8) подачи, выполненное для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) так, что вторая вертикальная реакционная зона (11) содержит больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).
30. Суспензионная плавильная печь по п.28 или 29, отличающаяся тем, что между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11) выполнен уступ (12) и указанное средство (8) подачи расположено на уступе (12) между первой вертикальной реакционной зоной (10) и второй вертикальной реакционной зоной (11).
31. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-30, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° по отношению к горизонтальной плоскости.
32. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-31, отличающаяся тем, что средняя площадь сечения первой вертикальной реакционной зоны (10) меньше, чем средняя площадь сечения второй вертикальной реакционной зоны (11).
33. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-32, отличающаяся тем, что первая вертикальная реакционная зона (10) образована верхней частью реакционной камеры (7).
34. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-33, отличающаяся тем, что вторая вертикальная реакционная зона (11) разделена по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13) и указанное средство (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) расположено по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) с получением в реакционной камере (7) первой вертикальной реакционной зоны (10), не содержащей эндотермического материала и по меньшей мере двух вертикальных реакционных подзон (13) ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), так что по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) содержат эндотермический материал.
35. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.28-33, отличающаяся тем, что вторая вертикальная реакционная зона (11) разделена по меньшей мере на две вертикальные реакционные подзоны (13) и указанное средство (8) подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) расположено по меньшей мере в двух разнесенных по вертикали точках конструкции (5) окружающей стенки шахтной конструкции (4) с получением в реакционной камере (7) первой вертикальной реакционной зоны (10) и по меньшей мере двух вертикальных реакционных подзон (13) ниже первой вертикальной реакционной зоны (10), так что по меньшей мере две вертикальные реакционные подзоны (13) содержат больше эндотермического материала, чем первая вертикальная реакционная зона (10).
36. Суспензионная плавильная печь по п.34 или 35, отличающаяся тем, что между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами (13) выполнен уступ (12) и на уступе (12) между двумя расположенными рядом по вертикали реакционными подзонами расположено указанное средство (8) подачи.
37. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.34-36, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи содержит сопло (9) и сопло (9) расположено для подачи эндотермического материала в реакционную камеру (7) реакционной шахты (1) под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50° по отношению к горизонтальной плоскости.
38. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-37, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи расположено на расстоянии от 0,3 до 0,7h, предпочтительно на расстоянии от 0,4 до 0,6h, при измерении от конструкции (6) кровли реакционной камеры (7), где h представляет собой высоту реакционной камеры (7).
27.
39. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-38, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи выполнено для подачи по меньшей мере одного из следующих эндотермических материалов: воды; сточной воды, например муниципальных стоков; кислот различной концентрации, например серной кислоты или слабой кислоты; известковой воды; солей металлов и сульфатов металлов, например сульфата меди или сульфата никеля.
40. Суспензионная плавильная печь по любому из пп.21-39, отличающаяся тем, что указанное средство (8) подачи выполнено для подачи эндотермического материала в дополнение к порошкообразному твердому веществу, которое подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата, и в дополнение к реакционному газу, который подают в реакционную шахту (1) посредством горелки (14) концентрата.
27.
39.
^§j> Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025717
- 1 -
025717
- 1 -
025717
- 1 -
025717
- 1 -
025717
- 1 -
025717
- 1 -
025717
- 4 -
025717
- 14 -