|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Газораспределительный узел, выполненный с возможностью использования в нагревательном устройстве, предназначенном для нагрева сыпучего материала, и содержащий корпус, имеющий узел подвода газа и узел отвода газа и включающий функционально верхнюю зону, промежуточную зону и функционально нижнюю зону, снабженную узлом отвода газа и имеющую сужающуюся книзу, сходящуюся конфигурацию, отличающийся тем, что функционально нижняя зона содержит группу отдельных колец уменьшающегося размера, расположенных, по меньшей мере, частично одно под другим, образуя ступенчатый конус, при этом узел отвода газа сформирован проходящими вертикально кольцевыми каналами между соседними кольцами уменьшающегося размера, причем при работе каналы ориентированы книзу. 2. Узел по п.1, в котором нижняя зона, в основном, имеет коническую форму. 3. Узел по п.2, в котором нижняя зона имеет форму перевернутого конуса. 4. Узел по любому из предыдущих пунктов, содержащий цилиндрическую промежуточную зону, причем узел подвода газа сообщается с промежуточной зоной. 5. Узел по п.4, в котором узел подвода газа содержит по меньшей мере одно отверстие на периферии промежуточной зоны, сообщающееся с газовой соединительной трубой, проходящей по радиусу наружу от отверстия. 6. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором верхняя зона газораспределительного узла имеет сужающуюся конфигурацию и, в частности, в основном коническую конфигурацию. 7. Нагревательное устройство, выполненное с возможностью использования для нагрева сыпучего материала и содержащее цилиндрический резервуар, имеющий функционально верхнюю накопительную зону подачи, газосборную зону, расположенную под накопительной зоной подачи, и верхнюю нагревательную зону, расположенную под газосборной зоной, причем верхняя накопительная зона подачи и верхняя нагревательная зона сообщаются посредством группы подающих труб, проходящих между верхней накопительной зоной подачи и верхней нагревательной зоной через газосборную зону, отличающееся тем, что в верхней нагревательной зоне нагревательного устройства расположен газораспределительный узел по любому из пп.1-6. 8. Устройство по п.7, выполненное в форме предварительного нагревателя для нагрева смеси комковатого и (или) гранулированного материала перед ее подачей в плавильный процесс. 9. Нагревательная установка для использования в нагреве твердого материала и содержащая по меньшей мере два нагревательных устройства по п.7 или 8. 10. Установка по п.9, в которой нагревательные устройства нагревательной установки соединены в своих функционально нижних зонах посредством подающих трубопроводов, которые, в свою очередь, соединяют все устройства с пунктом назначения. 11. Установка по п.10, в которой пунктом назначения является плавильный процесс.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Газораспределительный узел, выполненный с возможностью использования в нагревательном устройстве, предназначенном для нагрева сыпучего материала, и содержащий корпус, имеющий узел подвода газа и узел отвода газа и включающий функционально верхнюю зону, промежуточную зону и функционально нижнюю зону, снабженную узлом отвода газа и имеющую сужающуюся книзу, сходящуюся конфигурацию, отличающийся тем, что функционально нижняя зона содержит группу отдельных колец уменьшающегося размера, расположенных, по меньшей мере, частично одно под другим, образуя ступенчатый конус, при этом узел отвода газа сформирован проходящими вертикально кольцевыми каналами между соседними кольцами уменьшающегося размера, причем при работе каналы ориентированы книзу. 2. Узел по п.1, в котором нижняя зона, в основном, имеет коническую форму. 3. Узел по п.2, в котором нижняя зона имеет форму перевернутого конуса. 4. Узел по любому из предыдущих пунктов, содержащий цилиндрическую промежуточную зону, причем узел подвода газа сообщается с промежуточной зоной. 5. Узел по п.4, в котором узел подвода газа содержит по меньшей мере одно отверстие на периферии промежуточной зоны, сообщающееся с газовой соединительной трубой, проходящей по радиусу наружу от отверстия. 6. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором верхняя зона газораспределительного узла имеет сужающуюся конфигурацию и, в частности, в основном коническую конфигурацию. 7. Нагревательное устройство, выполненное с возможностью использования для нагрева сыпучего материала и содержащее цилиндрический резервуар, имеющий функционально верхнюю накопительную зону подачи, газосборную зону, расположенную под накопительной зоной подачи, и верхнюю нагревательную зону, расположенную под газосборной зоной, причем верхняя накопительная зона подачи и верхняя нагревательная зона сообщаются посредством группы подающих труб, проходящих между верхней накопительной зоной подачи и верхней нагревательной зоной через газосборную зону, отличающееся тем, что в верхней нагревательной зоне нагревательного устройства расположен газораспределительный узел по любому из пп.1-6. 8. Устройство по п.7, выполненное в форме предварительного нагревателя для нагрева смеси комковатого и (или) гранулированного материала перед ее подачей в плавильный процесс. 9. Нагревательная установка для использования в нагреве твердого материала и содержащая по меньшей мере два нагревательных устройства по п.7 или 8. 10. Установка по п.9, в которой нагревательные устройства нагревательной установки соединены в своих функционально нижних зонах посредством подающих трубопроводов, которые, в свою очередь, соединяют все устройства с пунктом назначения. 11. Установка по п.10, в которой пунктом назначения является плавильный процесс.
Евразийское 027331 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.07.31
(21) Номер заявки 201500425
(22) Дата подачи заявки 2013.10.18
(51) Int. Cl.
F26B17/14 (2006.01) F27B1/00 (2006.01) F27D 3/00 (2006.01) F27D 7/02 (2006.01)
(54)
НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В НЕМ
(31) 2012/07849
(32) 2012.10.18
(33) ZA
(43) 2015.10.30
(86) PCT/IB2013/059444
(87) WO 2014/060996 2014.04.24
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ТЕНОВА МИНЕРАЛЗ (ПТИ) ЛТД. (ZA)
(72) Изобретатель:
Йонкер Петрус Йоханнес, Ноурс Рандолф Брюс (ZA), Ринкер Франклин Джордж (US)
(74) Представитель:
Веселицкая И.А., Кузенкова Н.В., Веселицкий М.Б., Каксис Р.А., Белоусов Ю.В., Куликов А.В., Кузнецова Е.В., Соколов Р.А., Кузнецова Т.В. (RU)
(56) GB-A-2015714 US-A-3836131 US-A-4188022 JP-A-S56142810 JP-A-S5569210 DE-A1-19927447
(57) Настоящее изобретение относится к нагревательному устройству и газораспределителю, предназначенному для использования в этом нагревательном устройстве. В частности, но не исключительно, изобретение относится к предварительному нагревателю, предназначенному для нагрева материала перед его направлением в плавильный процесс, и к распределителю газа нагрева, используемому в таком нагревательном устройстве. Распределитель газа нагрева содержит корпус, имеющий узел подвода газа и узел отвода газа. Корпус содержит функционально верхнюю зону и функционально нижнюю зону с обеспеченным в ней узлом отвода газа. Функционально нижняя зона имеет сужающуюся книзу конфигурацию.
Область техники
Настоящее изобретение относится к нагревательному устройству и газораспределителю, предназначенному для использования в этом нагревательном устройстве. В частности, но не исключительно, изобретение относится к нагревателю для предварительного нагрева материала перед его направлением в плавильный процесс и к распределителю газа нагрева, используемому в таком нагревательном устройстве.
Уровень техники
В основном, принимается, что линейного типа теплообменник "газовый поток/твердый материал" является наиболее эффективным средством передачи тепла от сплошного свободного потока твердого материала или к нему. В этой конфигурации вертикально поднимающийся газовый поток приводится во взаимодействие с вертикально опускающимся потоком твердого материала. В предпочтительном варианте выходящий из плавильной печи газ, содержащий некоторое количество теплотворных компонентов, может сжигаться и добавляться к рециркулирующим инертным газам для обеспечения теплопередающей среды, служащей для нагрева потока твердого материала. Наиболее эффективный нагрев будет происходить, если поток твердого материала имеет свойства поршневого потока, и если нагревательный газ равномерно распределяется в свободно плавающей подушке твердого материала. Сочетание поршневого течения и однородности распределения приведет к наиболее эффективной теплопередаче между нагревательным газом и потоком твердого материала.
Существующие предварительные нагреватели содержат резервуар, разделенный на несколько частей, представляющих собой зону подачи, через которую холодный материал поступает в резервуар, газовую зону, в которой отходящий газ из процесса предварительного нагрева собирается и отводится, верхнюю нагревательную зону, в которой материал подогревается нагревательным газом, и нижнюю нагревательную зону, в которой подогретый подаваемый материал временно накапливается до его направления в плавильную установку. Как правило, газ вводится в верхнюю нагревательную зону посредством газораспределителя, многие конструкции которого уже известны в данной области техники.
Существующим конструкциям присущ ряд недостатков. Первый недостаток связан с неравномерностью распределения нагревательного газа в потоке твердого материала и, следовательно, неравномерностью тепловых потоков. При проектировании теплообменного блока "конвективный газ/твердый материал", предназначенного для предварительного нагрева твердых материалов, критическим рассматриваемым фактором является разделение по крупности частиц при поступлении материала в нагревательную зону. Более крупные частицы стремятся сместиться к наружным стенками нагревательной зоны, в то время как более мелкие частицы остаются в центре загрузки. Результатом этого разделения является то, что из-за сниженного сопротивления несоразмерно большой газовый поток протекает вертикально вверх вдоль стенок резервуара, где находятся более крупные частицы. Именно это вызывает неравномерность распределения нагревательного газа и, следовательно, неравномерность тепловых потоков. Существующие газораспределители сконструированы не оптимально, вводя нагревательный газ таким образом, что способствуют неравномерности его распределения. Геометрическая конфигурация существующих газораспределителей также далека от идеальной с точки зрения обеспечения параметров поршневого потока в подушке твердых материалов. Другой недостаток существующих газораспределителей состоит в том, что при принятых в них ориентации и конфигурации выпускных газовых отверстий они подвержены перекрытию и забиванию твердыми частицами движущегося вниз потока твердых материалов.
Другой недостаток, присущий существующим установкам предварительного нагрева, состоит в том, что они, в основном, содержат один большой резервуар предварительного нагрева. Это не создает благоприятных условий для поддержания требуемого поршневого течения, так как суженная конфигурация конической выпускной части играет важную роль в замедлении материала, опускающегося вдоль стенки, в то же время увеличивая скорость опускания в центре резервуара. Использование одного резервуара создает риски, относящиеся к готовности системы к работе и времени простоя, что отрицательно сказывается на работоспособности и управляемости установки из-за большого объема подаваемого на предварительный нагрев материала.
Соответственно, задача изобретения состоит в обеспечении нагревательного устройства, в котором, по меньшей мере, частично смягчены приведенные выше недостатки.
Задача изобретения состоит также в обеспечении нагревательного устройства, которое послужит эффективной альтернативой существующим нагревательным устройствам.
Другая задача изобретения состоит в обеспечении предназначенного для использования в нагревательном устройстве газораспределителя, в котором, по меньшей мере, частично смягчены приведенные выше недостатки.
Задача изобретения заключается также в обеспечении предназначенного для использования в нагревательном устройстве газораспределителя, который послужит эффективной альтернативой существующим газораспределителям.
Другая задача изобретения состоит в обеспечении нагревательной системы, включающей по меньшей мере одну, но предпочтительно несколько нагревательных устройств, в которой, по меньшей мере, частично смягчены приведенные выше недостатки.
Также задача изобретения состоит в обеспечении нагревательной системы, включающей по меньшей мере одну, но предпочтительно несколько нагревательных устройств, которая послужит эффективной альтернативой существующим нагревательным системам.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается газораспределительный узел, выполненный с возможностью использования в нагревательном устройстве, предназначенном для нагрева твердого материала, и содержащий
корпус, имеющий узел подвода газа и узел отвода газа;
при этом корпус содержит функционально верхнюю зону и функционально нижнюю зону с обеспеченным в ней узлом отвода газа;
отличающийся тем, что функционально нижняя зона имеет сужающуюся книзу или сходящуюся конфигурацию.
Нижняя зона может быть, в основном, конической и, в частности, может иметь вид перевернутого конуса.
При этом функционально нижняя зона содержит группу отдельных колец уменьшающегося (поперечного) размера, расположенных, по меньшей мере, частично одно под другим, образуя ступенчатый конус, при этом узел отвода газа формируется кольцевыми промежутками между соседними кольцами уменьшающегося размера.
В одном из вариантов выполнения кольца имеют вид цилиндрических колец, круглых в поперечном сечении.
Для уточнения, термин "кольцо" должен пониматься как включающий любую конфигурацию, в которой объект имеет непрерывную боковую стенку, при этом кольцо может иметь, например, цилиндрическое, овальное, квадратное или прямоугольное сечение.
Кольца могут иметь одинаковую высоту и альтернативно иметь разные высоты.
Функционально нижняя зона может содержать от 2 до 10 колец и предпочтительно от 4 до 7 колец.
Противоположные края соседних колец могут, по меньшей мере, частично перекрываться, чтобы газовые выходы имели вид вертикально ориентированных кольцевых каналов, при работе направленных вниз.
Кольца образуют функционально нижнюю зону и удерживаются в определенном положении крепежной конструкцией кольца, содержащей крепежные стяжки кольца.
Газораспределительный узел включает цилиндрическую промежуточную зону, и при этом узел подвода газа сообщается с промежуточной зоной.
Узел подвода газа содержит по меньшей мере одно отверстие, обеспеченное на периферии промежуточной зоны и сообщающееся с газовой соединительной трубой, проходящей по радиусу наружу от отверстия.
Соединительная труба дополнительно служит крепежным элементом, предназначенным для закрепления газораспределительного узла в нагревательном устройстве.
Предпочтительно узел подвода газа содержит по меньшей мере три разнесенных по окружности соединительных трубы постоянного сечения.
Верхняя зона газораспределительного узла имеет сужающуюся конфигурацию и, в частности, в основном коническую конфигурацию. Предпочтительно верхняя зона имеет вид сменного конуса. Верхняя зона, промежуточная зона и нижняя зона изготавливаются из термо- и износостойкого материала.
Согласно другой идее изобретения предлагается нагревательное устройство, выполненное с возможностью использования для нагрева твердого материала и содержащее
цилиндрический резервуар, имеющий функционально верхнюю накопительную зону подачи, газосборную зону, расположенную под накопительной зоной подачи, и верхнюю нагревательную зону, расположенную под верхней газосборной зоной, отличающееся тем, что верхняя накопительная зона подачи и верхняя нагревательная зона сообщаются посредством группы подающих труб, проходящих между верхней накопительной зоной подачи и верхней нагревательной зоной через газосборную зону.
Нагревательное устройство включает также нижнюю нагревательную зону, расположенную под верхней нагревательной зоной.
Нагревательное устройство содержит газораспределительный узел, описанный выше.
Этот газораспределительный узел предпочтительно располагается в верхней нагревательной зоне.
Нагревательное устройство представляет собой предварительный нагреватель смеси комковатого и (или) гранулированного материала перед ее подачей в плавильный процесс.
Согласно еще одной идее изобретения обеспечена нагревательная установка, предназначенная для использования при нагреве твердого материала и содержащая по меньшей мере два нагревательных устройства, описанных выше.
Отдельные нагревательные устройства нагревательной установки соединяются в своих функционально нижних зонах посредством подающих трубопроводов, которые, в свою очередь, соединяют все устройства с (конечным) пунктом назначения.
Пунктом назначения является плавильный процесс. Согласно еще одной идее изобретения предла
гается оригинальный алгоритм регулирования, предназначенный для предотвращения перегрева и управления выходной температурой подаваемого материала.
Краткое описание чертежей Далее изобретение рассмотрено более детально со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано
на фиг. 1 - схематическое представление нагревательной установки, включающей несколько нагревательных устройств согласно одной идее изобретения, при этом каждое нагревательное устройство содержит также газораспределитель согласно другой идее изобретения;
на фиг. 2 - вид сбоку в сечении нагревательного устройства согласно одному из вариантов выполнения изобретения;
на фиг. 3 - вид сверху в сечении, взятом по линии А-А на фиг. 2, отображающий газораспределитель более детально; и
на фиг. 4 - вид сбоку в сечении, взятом по линии В-В на фиг. 3.
Осуществление изобретения
Со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые номера обозначают одинаковые элементы, далее более подробно описываются примеры газонагревательной установки, устройства и газораспределителя.
Изобретение относится к установке, состоящей по меньшей мере из двух устройств или резервуаров для нагрева смеси подаваемого материала, предназначенной для процесса плавки.
Установка состоит по меньшей мере из двух теплоизолированных резервуаров (1), каждый из которых содержит верхнюю накопительную зону (2) подачи, в которой собирается холодный подаваемый материал, газосборную зону (4), в которой накапливается отходящий газ из нагревательного процесса, и из которой он отводится, верхнюю нагревательную зону (5), в которой материал нагревается горячим газом, и нижнюю нагревательную зону (6), через которую горячий подаваемый материал непрерывно поступает в процесс плавки.
Газосборная зона (4) и нагревательные зоны (5 и 6) представляют собой единую большую часть резервуара вместе с верхней накопительной зоной (2) подачи, расположенной непосредственно над газосборной зоной (4) и соединенной с верхней нагревательной зоной (5) группой подающих труб (3), проходящих через газосборную зону (4). Следовательно, все зоны составляют единый резервуар. Группа подающих труб (3) образует дроссельный подающий узел, обеспечивающий то, что материал, отбираемый со дна резервуара, будет непрерывно пополняться, поддерживая постоянный уровень материала в резервуаре. Дроссельная подача также обеспечивает газовый затвор, предотвращающий утечку газа в окружающую среду. Все зоны имеют одинаковую форму, предпочтительно цилиндрическую, за исключением донной части нижней нагревательной зоны (6), которая делится по меньшей мере на две части (30), каждая из которых связана с процессом (21) плавки по меньшей мере одной теплоизолированной трубой
(16).
Газораспределительное устройство (7) обеспечено в нижней части верхней нагревательной зоны (5). Это газораспределительное устройство (7), лучше всего показанное на фиг. 4, состоит из цилиндрического корпуса (10), имеющего узел (31) подвода газа и узел (8) отвода газа. Корпус (10) содержит функционально верхнюю зону и функционально нижнюю зону с обеспеченным в ней узлом (8) отвода газа. Газораспределительное устройство (7) удерживается по меньшей мере тремя соединительными трубами (11), скрепленными со стенкой верхней нагревательной зоны (5) и отходящими по радиусу наружу от газораспределительного устройства (7) к этой стенке. Трубы (11) сообщаются с отверстиями, выполненными в цилиндрическом корпусе.
Узел отвода газа газораспределительного устройства (7) имеет вид обращенного вниз газоделителя (8). Горячий газ поступает в газораспределительное устройство (7) в радиальном направлении по меньшей мере через одну из трех соединительных труб (11) и направляется вниз газоделителем (8) на подаваемый материал. Газ поднимается сквозь подаваемый материал, повышая его температуру по мере прохождения. Положение, конфигурация и ориентация газоделителя (8) обеспечивают также подачу газа насколько возможно вдали от стенки резервуара, означающую то, что весь горячий газ должен пройти через слой материала, и утечка газа вдоль стенки резервуара сведена к минимуму. Обращенные вверх и вниз перевернутые конические формы газораспределительного устройства (7) также способствуют поддержанию поршневого потока через резервуар. В частности, нижняя перевернутая коническая форма приводит к снижению трения и, следовательно, к снижению искажения потока по сравнению с известными газоделителями. Газораспределительное устройство (7) и, в частности, газоделитель (8) более подробно описаны со ссылкой на фиг. 2, 3 и 4. Газоделитель (8) каждого газораспределительного устройства (7) состоит из внутренних крепежных подпорок (32), удерживающих ряд концентрических термо- и износостойких кольцевых элементов, в данном случае имеющих вид коротких круглых труб (13) уменьшающегося диаметра, закрепленных относительно общей осевой линии, так чтобы образовывать ступенчатый перевернутый конус. Размеры соседних кольцевых элементов (13) подобраны так, чтобы образовывать между ними кольцевые зазоры. Кроме того, противоположные края соседних колец могут, по меньшей мере, частично перекрываться, чтобы газовые выходы имели вид вертикально ориентированных кольцевых каналов, при работе направленных вниз. Высота кольцевых элементов может быть оди
наковой или разной.
Вверху газораспределительного устройства (7) обеспечен сходящийся конус (9), создающий должный расходяще-сходящийся внутренний поток твердых материалов вдоль оси резервуара.
Размеры газораспределительного устройства (7) выбираются в соответствии с объемом каждого резервуара, который в свою очередь определяется на основе требуемых общей производительности и геометрии. Соответствующий выбор может быть сделан специалистом в данной области техники.
Хотя группа резервуаров (1) обычно располагается на одном уровне над плавильной установкой (21), некоторые резервуары могут быть установлены на другом уровне, если компоновка и планировка подачи позволяют или требуют этого.
При работе каждый резервуар (1) заполняется холодным подаваемым материалом через отверстие (15) в верхнем торце резервуара. Холодный подаваемый материал собирается в верхней накопительной зоне (2) подачи резервуара, отделенной от газосборной зоны (4) и нагревательных зон (5 и 6) соответствующим круглым листом или перегородкой (14), но связанной с ними несколькими подающими трубами (3), проходящими от круглого листа или перегородки (14) вниз через газосборную зону (4) в верхнюю нагревательную зону (5). Верхняя накопительная зона (2) подачи обеспечивает достаточных запас материала, чтобы равномерно подавать его вниз при нормальной работе или ускоренно подавать вниз при вскрытии плавильной установки (21). В процессе плавки материал поступает за счет силы тяжести через подающие трубы (3) в верхнюю нагревательную зону (5), в то время как нагретый материал из нижней нагревательной зоны (6) отводится из резервуара (1) через загрузочные каналы (16). Таким образом группа подающих труб (3) формирует дроссельный подающий узел, обеспечивающий то, что газы, присутствующие в газосборной зоне (4) и нагревательных зонах (5 и 6), не выйдут в окружающую среду.
Горячий газ, необходимый для предварительного нагрева, представляет собой смесь отработанной СО или ее аналога с более холодным газом разбавления. Подвод (19) окиси углерода обычно представляет собой запыленный газ на основе СО, выработанный в процессе плавки и затем очищенный в очистительной системе (20) сухого или сырого газа до подачи под давлением по меньшей мере в одну камеру (17) сгорания, причем число камер (17) сгорания не обязательно должно соответствовать числу газораспределительных устройств (7). В камере сгорания окись углерода сжигается в соотношении, ниже сте-хиометрического, с окружающим воздухом (18) и смешивается с более холодным газом (22) разбавления, поступающим из очистной установки (23) с предварительным нагревом, для регулировки температуры горячего газа, выходящего из камеры (17) сгорания. Этот горячий газ поступает через сеть трубопроводов в каждый резервуар. Для регулирования количества горячего газа, подаваемого в конкретный резервуар, выше по потоку этого резервуара используется регулировочный/запорный вентиль (24). У каждого резервуара трубопроводная сеть может действовать как магистраль, в которую должны входить несколько соединительных труб (11). Горячий газ, поступающий по меньшей мере в одну из соединительных труб (11) газораспределительного устройства (7), проходит к газоделителю (8), из которого он подается в нагревательный резервуар (1). Газораспределительное устройство (7) схематически показано в сечении на фиг. 4, на которой отображен газовый поток, выходящий из газоделителя (8) газораспределительного устройства (7) через воздушные каналы, сформированные кольцевыми элементами (13) различного диаметра и высоты.
Отходящий газ, собравшийся над верхней нагревательной зоной (5), отводится по меньшей мере через один выхлопной канал (12), расположенный в газовой зоне (4). Выхлопной канал (12) каждого резервуара соединяется через регулировочный/запорный вентиль (25), установленный в каждом выхлопном канале (12), с трубопроводной сетью, ведущей по меньшей мере к одной очистной установке (23) предварительного нагрева сухого или сырого газа. Регулировочный/запорный вентиль (25) используется для регулирования температуры выхлопного газа и давления отходящего газа. Часть очищенного газа, выходящего из очистной установки(ок) (23) с предварительным нагревом, или направляется в камеру сгорания для использования в качестве более холодного разбавителя, как описано ранее, или выбрасывается в атмосферу. При использовании очистной установки (23) с предварительным нагревом сухого газа часть очищенного газа, используемая в качестве газа-разбавителя в камере (17) сгорания, охлаждается.
В случае возникновения избыточного давления или чрезвычайных условий в газовой зоне (4) конкретного резервуара (1) аварийный запорный клапан (26) каждого резервуара автоматически открывается, выпуская газ через выхлопную трубу в атмосферу.
Уникальный алгоритм регулирования максимизирует входную мощность, подаваемую на модуль предварительного нагрева, и обеспечивает постоянную температуру подаваемого материала, поддерживая постоянной верхнюю температуру загрузки в резервуар. Такой принцип регулирования обеспечивает возможность быстрого отклика входной мощности на изменения скорости загрузки подаваемого материала. Температура материала в верхней нагревательной зоне (по замерам с помощью двух термопар) используется на входе алгоритма, названного режимом 1. В качестве альтернативы, то есть режима 2, на входе алгоритма для регулирования входной мощности используется температура потока отработанного газа. В обоих режимах регулировочные операции выполняются так, чтобы гарантировать управление выходной температурой подаваемого материала, при котором предотвращается перегрев.
Преимущества данного способа, в котором используется несколько резервуаров меньшего диаметра
в отличие от известных способов, в которых используется один большой резервуар, состоят в следующем:
достижении более равномерного нагрева поршневым потоком подаваемого материала, движущегося вертикально вниз, так как коническая форма выхода играет меньшую роль в уменьшении скорости движения материала вниз вдоль стенки, а также увеличении скорости движения вниз в центре резервуара;
повышении работоспособности системы, хотя и при меньшей производительности, если один из нескольких резервуаров должен быть выведен из работы для ремонта; и
улучшении удобства использования и регулирования благодаря меньшим объемам материала, подаваемого на предварительный нагрев, и более низких капитальных затратах при строительстве плавильной печи.
Преимущества новой конструкции газораспределителя включают
более однородное распределение газа благодаря тому, что газ вводится на большой площади и на разных высотах;
меньшее мешающее взаимодействие с потоком твердой фазы благодаря ориентации распределительных отверстий и
уменьшение сужения и перекрытия каналов прохождения потока благодаря ориентации этих направленных вниз кольцевых каналов.
Должно быть понятно, что приведенное выше является лишь одним из вариантов выполнения изобретения и что могут существовать много вариаций без отклонения от идеи и (или) объема изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Газораспределительный узел, выполненный с возможностью использования в нагревательном устройстве, предназначенном для нагрева сыпучего материала, и содержащий корпус, имеющий узел подвода газа и узел отвода газа и включающий функционально верхнюю зону, промежуточную зону и функционально нижнюю зону, снабженную узлом отвода газа и имеющую сужающуюся книзу, сходящуюся конфигурацию, отличающийся тем, что функционально нижняя зона содержит группу отдельных колец уменьшающегося размера, расположенных, по меньшей мере, частично одно под другим, образуя ступенчатый конус, при этом узел отвода газа сформирован проходящими вертикально кольцевыми каналами между соседними кольцами уменьшающегося размера, причем при работе каналы ориентированы книзу.
2. Узел по п.1, в котором нижняя зона, в основном, имеет коническую форму.
3. Узел по п.2, в котором нижняя зона имеет форму перевернутого конуса.
4. Узел по любому из предыдущих пунктов, содержащий цилиндрическую промежуточную зону, причем узел подвода газа сообщается с промежуточной зоной.
5. Узел по п.4, в котором узел подвода газа содержит по меньшей мере одно отверстие на периферии промежуточной зоны, сообщающееся с газовой соединительной трубой, проходящей по радиусу наружу от отверстия.
6. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором верхняя зона газораспределительного узла имеет сужающуюся конфигурацию и, в частности, в основном коническую конфигурацию.
7. Нагревательное устройство, выполненное с возможностью использования для нагрева сыпучего материала и содержащее цилиндрический резервуар, имеющий функционально верхнюю накопительную зону подачи, газосборную зону, расположенную под накопительной зоной подачи, и верхнюю нагревательную зону, расположенную под газосборной зоной, причем верхняя накопительная зона подачи и верхняя нагревательная зона сообщаются посредством группы подающих труб, проходящих между верхней накопительной зоной подачи и верхней нагревательной зоной через газосборную зону, отличающееся тем, что в верхней нагревательной зоне нагревательного устройства расположен газораспределительный узел по любому из пп.1-6.
8. Устройство по п.7, выполненное в форме предварительного нагревателя для нагрева смеси комковатого и (или) гранулированного материала перед ее подачей в плавильный процесс.
9. Нагревательная установка для использования в нагреве твердого материала и содержащая по меньшей мере два нагревательных устройства по п.7 или 8.
10. Установка по п.9, в которой нагревательные устройства нагревательной установки соединены в своих функционально нижних зонах посредством подающих трубопроводов, которые, в свою очередь, соединяют все устройства с пунктом назначения.
11. Установка по п.10, в которой пунктом назначения является плавильный процесс.
10.
10.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
027331
027331
- 1 -
- 1 -
(19)
027331
027331
- 1 -
- 1 -
(19)
027331
027331
- 1 -
- 1 -
(19)
027331
027331
- 4 -
- 3 -
027331
027331
- 5 -
027331
027331
- 5 -
|
