Спосіб прожарювання антрациту у обертовій барабанній печі

Реферат: Спосіб прожарювання антрациту в обертовій барабанній печі включає нагрівання, прожарювання антрациту сумішшю продуктів згоряння природного газу та синтетичного газу, який утворений в результаті взаємодії водяної пари, повітря і прожареного антрациту, і його охолодження в обертовому барабанному холодильнику. Водяну пару для отримання синтетичного газу подають в барабанний холодильник, в зону, де температура прожареного антрациту вища за температуру пари, що подається. UA 115657 U (54) СПОСІБ ПРОЖАРЮВАННЯ АНТРАЦИТУ У ОБЕРТОВІЙ БАРАБАННІЙ ПЕЧІ UA 115657 U UA 115657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів прожарювання сипучих вуглецевих матеріалів, а саме антрациту, в обертових барабанних печах і може бути використана в електродній промисловості для отримання вуглецевих футерувальних матеріалів і електродних мас. Подрібнений антрацит піддають термічній обробці - прожарюванню при високих температурах - для отримання термоантрациту, який є сировиною для виготовлення електродних мас для електродів самоспікного типу, футерувальних блоків, паст та інших виробів, їх фізико-хімічні та експлуатаційні властивості багато в чому залежать від якості прожарювання. В даний час відомі способи прожарювання антрациту в обертовій барабанній печі, які полягають в тому, що антрацит за допомогою вагового дозатора направляється в піч прожарювання назустріч потоку газів, отриманих в результаті спалювання природного газу і горючих компонентів летких речовин, що виділяються в процесі прожарювання. Антрацит прожарюється при 1250-1300 °C. Прожарений матеріал з печі по перевантажувальній тічці поступає у обертовий барабанний холодильник із зовнішнім водяним охолодженням. З холодильника охолоджений до 80 °C прожарений антрацит надходить на подальшу переробку (Санников Л.К., Сомов А.Б. и др. Производство электродной продукции. - М.: Металлургия, 1985 - с. 34). Недоліками даного способу є велика питома витрата палива на прожарювання і низька ефективність процесу охолодження прожареного матеріалу. Вказані недоліки частково усуваються за допомогою встановлення на гарячому кінці печі газогенераторів, в яких прожарений вуглецевмісний матеріал перед охолодженням обробляють потоком повітря і водяної пари, внаслідок чого утворюється синтетичний газ. Цей газ містить горючі компоненти і подається в піч прожарювання, де спалюється разом з газоподібним паливом, знижуючи його витрати на прожарювання (патент України № 100302U, опубл. 27.07.2015 р.). Проте, цей спосіб має істотний недолік, оскільки вимагає встановлення додаткового обладнання - газогенераторів, що призводить до ускладнення технологічної лінії, труднощів її обслуговування в умовах високих температур процесу і збільшення витрат на утримання лінії. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу прожарювання антрациту в обертовій барабанній печі, в якому енергетична ефективність процесу (зниження витрат газу на прожарювання та води на охолодження) забезпечується без ускладнення технологічної схеми прожарювання і збільшення витрат за рахунок виключення додаткового обладнання для утворення і транспортування синтетичного газу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі прожарювання антрациту в обертовій барабанній печі, що включає нагрівання, прожарювання антрациту сумішшю продуктів згоряння природного газу та синтетичного газу, який утворений в результаті взаємодії водяної пари, повітря і прожареного антрациту, і його охолодження в обертовому барабанному холодильнику, здійснюють подачу водяної пари безпосередньо в барабанний холодильник для утворення синтетичного газу. Водяна пара, яка потрапила в барабанний холодильник, охолоджує прожарений антрацит і перегрівається. Утворення синтетичного газу відбувається при вступі перегрітої водяної пари у контакт з антрацитом в зонах барабанного холодильника, перевантажувального жолоба і гарячої головки печі, де матеріал має температуру, достатню для проходження реакції утворення синтетичного газу. Додатково подачею водяної пари заміщається надходження кисню з атмосферним повітрям в зони утворення синтетичного газу, що перешкоджає його згорянню до факела газового пальника, встановленого в гарячій головці печі прожарювання. У зв'язку з тим, що в барабанному холодильнику відсутній кисень, синтетичний газ, що утворився, природною тягою переміщається в зону прожарювання, де згоряє і заміщає частину природного газу основного пальника. Для згоряння синтетичного газу організовано додаткове підведення атмосферного повітря. Таким чином, спосіб прожарювання антрациту з використанням синтетичного газу в якості палива, що забезпечує зниження витрат природного газу, може бути здійснений без істотної модифікації існуючих печей прожарювання. Викладена суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображена технологічна схема процесу прожарювання з обертовою барабанною піччю, за допомогою якої можна здійснити прожарювання антрациту згідно із запропонованим способом. Спосіб прожарювання антрациту в обертовій барабанній печі здійснюється наступним чином. 1 UA 115657 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Подрібнений антрацит (1) через завантажувальний пристрій (2) подають в піч прожарювання (3) в зону нагріву І, який далі переміщується в зону прожарювання II назустріч потоку газів, отриманих в результаті спалювання природного газу і горючих компонентів летких речовин, що виділяються в процесі прожарювання. Природний газ вводять в піч через газопальниковий пристрій (4), встановлений в торцевій стінці гарячої головки (5) печі прожарювання (3). Для забезпечення температури в зоні прожарювання 1250±50 °C природний газ спалюють в печі з примусовою подачею повітря. Прожарений антрацит з печі (3) по перевантажувальному жолобу (6) надходить в обертовий барабанний холодильник (7), стінку якого зрошують водою для охолодження матеріалу. Водяну пару (8) подають в холодильник (7) в газоподібному агрегатному стані в зону, де температура термоантрациту вища за температуру пари, що подається (зона VI). Це пов'язано з тим, що пара не повинна охолоджуватися, оскільки при охолодженні можлива її конденсація, що веде до зниження інтенсивності процесу. Подача пари у внутрішній простір холодильника (7) поступово призводить до його заповнення парою і підвищення температури пари за рахунок контакту з термоантрацитом. При взаємодії перегрітої пари з термоантрацитом відбувається утворення синтетичного газу, що містить горючі компоненти (СО, Н2, СН4), в наступних зонах: - в холодильнику (7) в зоні охолодження термоантрациту, температура якого не нижче 680 °C (зона V), - в перевантажувальній тічці (зона IV) та - в зоні охолодження прожареного матеріалу печі прожарювання (зона III). Інтенсивне перемішування матеріалу в холодильнику (7) сприяє інтенсифікації процесу утворення синтетичного газу, для чого у футеровці холодильника (7) в зоні V, де температура матеріалу перевищує 680 °C, встановлені перекидні полки. За рахунок розрідження в печі, отриманий синтетичний газ і надлишок пари з холодильника (7) за допомогою природної тяги поступово переміщуються в перевантажувальний жолоб (6) і далі затягуються всередину печі (3) в зону охолодження прожареного матеріалу (зона III). Для забезпечення згоряння синтетичного газу саме в зоні прожарювання (зона II), а не в зонах охолодження (зони V, IV, III), необхідно ізолювати від навколишнього середовища, а саме - максимально ущільнити, місця з'єднання барабана печі (3), холодильника (7) і пальникової головки печі (5). При заміщенні повітря, що надходить з холодильника (7) в піч (3), водяною парою, для прожарювання антрациту в зону II організована примусова, регульована подача повітря по додатковій трубі (9). У зв'язку з тим, що в зонах V, IV, ІІІ відсутній кисень, процес горіння синтетичного газу стає можливим лише в зоні прожарювання (зона II). Таким чином, в зоні II за наявності високої температури, горючої речовини (синтетичного газу) і кисню відбувається реакція окислення з виділенням теплоти, яка заміщає частину тепла, що отримується від згоряння природного газу. Спосіб, що заявляється, був випробуваний в промислових умовах на печах прожарювання № 4 та № 5 ПАТ "Український графіт". Застосування описуваного способу генерації синтетичного газу забезпечило його згоряння усередині печі в зоні прожарювання матеріалу, без використання додаткового обладнання для утворення і транспортування синтетичного газу, і дозволило знизити витрату природного газу до 25 %. Крім того, подача пари у внутрішній простір барабанного холодильника з подальшим її перегрівом призводить також до інтенсифікації процесу охолодження термоантрациту в холодильнику та зниження витрат води на охолодження поверхні барабанного холодильника. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Спосіб прожарювання антрациту в обертовій барабанній печі, що включає нагрівання, прожарювання антрациту сумішшю продуктів згоряння природного газу та синтетичного газу, який утворений в результаті взаємодії водяної пари, повітря і прожареного антрациту, і його охолодження в обертовому барабанному холодильнику, який відрізняється тим, що водяну пару для отримання синтетичного газу подають в барабанний холодильник, в зону, де температура прожареного антрациту вища за температуру пари, що подається. 2 UA 115657 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3