RS51375B - Postupak i sklop za povećanje kapaciteta kotla za otpadnu toplotu u metalurškoj topioničarskoj peći - Google Patents

Abstract

Postupak za povećanje kapaciteta kotla (1) za otpadnu toplotu koji prerađuje gasove dobijene iz metalurške topioničarske peći, kao što je topioničarska peć na paljenje, i za redukovanje nalepa prašine, naznačen time, što se- količina gasa koji ulazi u kotao (1) za otpadnu toplotu povećava,- tečnost dodaje u radijacionu komoru (5) kotla (1) za otpadnu toplotu topioničarske peći i- količina protoka tečnosti kontroliše prema količini ulazećeg gasa tako da temperatura gasa u kotlu (1) za otpadnu toplotu posle konvekcione komore (6) ne prelazi 420°C.Prijava sadrži još 1 nezavisan i 7 zavisnih patentnih zahteva.

Description

Ovaj pronalazak se odnosi na postupak i sklop, definisan u uvodnim delovima nezavisnih zahteva, za povećanje kapaciteta kotla za otpadnu toplotu u kome se prerađuju gasovi dobijeni iz metalurške topioničarske peći, kao što je topioničarska peć na paljenje, i za smanjivanje nalepa prašine.

Kao dodatak metalurškoj topioničarskoj peći, upotrebljeni kotao za otpadnu toplotu je uobičajeno takozvani kotao tipa tunela koji radi putem direktnog protoka gasa, a pomenuti kotao podeljen je na dva dela, radijacionu komoru i konvekcionu komoru. Svrha radijacione komore je da hladi gasove tako da rastopljene čestice koje se nalaze u gasu očvrsnu, a temperatura se smanji do ispod temperature sinterovanja čestice pre nego što se gasovi sprovedu u konvekcionu komoru kotla za otpadnu toplotu. U konvekcionoj komori finalna toplota sadržana u gasovima koji nose prašinu vraća se putem rashladnog cevovoda.

Kada se planira metalurški topioničarski postupak, kao što je topioničarski postupak paljenjem, prirodno je poželjno svesti troškove investiranja na najmanju moguću meru. Zbog sadržaja prašine u izduvnim gasovima, kotlovi za otpadnu toplotu koji su povezani sa metalurškim topljenjem mogu da sadrže nalepe prašine, koji mogu imati uticaj kako na funkcionisanje kotla za otpadnu toplotu, tako i na sam topioničarski postupak. Ove teškoće kao rezultat mogu imati moguće prekide u postupku, koji prekidaju proizvodnju i postaju prilično skupi. Problemi koji prouzrokuju nalepe prašine javljaju se uglavnom na sledeće načine: konvekcioni rashladni zgušnjivači blokiraju se u konvekcionoj komori kotla za otpadnu toplotu, cev između kotla za otpadnu toplotu i električnog filtera koji je za nju vezan se blokira, ili se nalepi formiraju na emisionim elektrodama električnog filtera. U nalepima je pronađen bakar sulfat CuS04, što znači daje sulfatiranje prašine povezano sa stvaranjem nalepa. Kada bakar oksid sadržan u prašini reaguje sa kiseonikom i sumpor dioksidom, stvara se bakar sulfat.

Cv esto je granica kapaciteta topioni mčarske peći kapacitet kotla za otpadnu toplotu povezanog sa postupkom za znatno smanjivanje temperature gasa, npr. kapaciteta komore kotla za otpadnu toplotu. Da bi se povećao kapacitet kotla za otpadnu toplotu stanja tehnike produžavanjem radij acione komore je relativno velika investicija i iziskuje dug prekid u topljenju da bi bila realizovana. Temperatura pre konvekcione komore mora se podesiti da bude dovoljno niska da bi izazvala sulfatizujuće reakcije koje su važne da bi se postupak odigrao baš u radijacionoj komori kotla za otpadnu toplotu. Ukoliko postoji prilika da se reakcija takođe izazove u konvekcionoj komori, rezultat je lakše lepljenje prašine za površine za prenos toplote, a u najgorem slučaju ceo cevovod se zagušuje i konačno blokira zbog nalepa.

Prema stanju tehnike opisani problem se kontroliše uduvavanjem u kotao i/ili usisni trup takozvanog sulfatizujućeg vazduha i/ili cirkulacionog gasa, tako da se izazovu željene reakcije. Prema patentu FI 74,738, stvaranje zapeka podešava se uduvavanjem oksigenog gasa u radijacionu komoru. To se čini tako da se sulfatizujuće reakcije izazivaju ranije, u radijacionoj komori, dodavanjem nešto oksigenog gasa kao što je kiseonik u radijacionu komoru. Onda uduvani gas smanjuje temperaturu gasa sadržanog u radijacionoj komori i reakciona površina se premešta na radijacionu komoru gde se reakcije izazivaju u česticama prašine koje preovladavaju u fazi gasa tako da se ne stvaraju zapeke prašine. Međutim, upotrebom pomenutog postupka nije moguće povećati kapacitet kotla zato što količina toplote vezana za cirkulišući gas i vazduh mora da se povrati u konvekcionoj komori. SVtaviše, ukoliko se uduva previše gasa, postoji nepogodnost da kada se delimični pritisak kiseonika poveća, postoji opasnost da se sumpor dioksid u reakciji pretvori u sumpor trioksid, tako uzrokujući probleme sa korozijom i povećano stvaranje bespotrebne slabe kiseline u odeljku cevovoda za ispiranje.

Cilj ovog pronalaska je da predstavi nov postupak i sklop za povećavanje kapaciteta kotla za otpadnu toplotu u metalurškoj topioničarskoj peći, kao što je topioničarska peć na paljenje. Cilj ovog pronalaska naročito je povećanje kapaciteta kotla za otpadnu toplotu tako da se u radijacionu komoru kotla za otpadnu toplotu, pogodno u njen prvi kraj, ubrizga tečnost kao što je voda, čime se temperatura radij acione komore, i u isto vreme reakcije koje su izazvane u radijacionoj komori, kontrolišu. Kao dodatak tome, po potrebi, takođe se dodaje tečnost u topioničarsku peć, na primer u usisni trup topioničarske peći na paljenje.

Ovaj pronalazak naznačen je onim što je dato u naznačujućim delovima nezavisnih zahteva. Druga ostvarenja pronalaska koja se preporučuju naznačena su onim što je dato u ostalim zahtevima.

Značajne prednosti postižu se upotrebom postupka prema ovom pronalasku. Prema ovom pronalasku, da bi se povećao kapacitet kotla za otpadnu toplotu koji prerađuje gasove dobijene iz metalurške topioničarske peći, kao što je topioničarska peć na paljenje, Isasmelt, Ausmelt ili Norsmelt reaktor, i da bi se smanjili nalepi prašine, u kotao za otpadnu toplotu dodaje se tečnost kao što je voda. Zadatak ubrizgane vode je da smanji temperaturu gasa izduvanog iz peći, efikasno do željenog nivoa, tako da količina toplote vezana raspršivanjem vode ne mora da se otklanja u potpunosti iz gasa u konvekcionoj komori. Deo tečnosti može se zameniti vazduhom, u kom slučaju zadatak kiseonika sadržanog u vazduhu je da osigura da se sulfatizujuće reakcije dogode baš u konvekcionoj komori. Kapacitet kotla za otpadnu toplotu metalurške topioničarske peći može se povećati malom investicijom u raspoređivanje gas/tečnost/ubrizgavanje, kao dodatak čemu konvekcionoj komori može trebati malo produženje. Ukupan kapacitet kotla raste u proporciji sa količinom toplote koja se troši kod isparavanja vode i zagrevanja kotla do izduvne temperature. Prednost je što su sulfatizujuće reakcije u kotlu načinjene tako da se izazovu u radijacionoj komori, a da se sprečava da se gasovod blokira. Staviše, smesa tečnost/gas može se ubrizgati u usisni trup peći, odakle gasovi nastavljaju do kotla za otpadnu toplotu. Tečnost se dodaje postavljanjem potrebnog broja izlivnika na krov ili zid radij acione komore kotla za otpadnu toplotu, a moguće takođe na zid usisnog trupa, ili u deo topioničarskog reaktora odakle gasovi nastavljaju u kotao za otpadnu toplotu. Veličina, orijentacioni ugao i pozicija izlivnika mogu se podesiti. Kroz izlivnike tečnost se ubrizgava bilo u kontinualnim mlazevima ili moguće tako da jedan od izlivnika ne bude u upotrebi. Količina tečnosti se kontroliše prema ulazećoj količini gasa.

Ovaj pronalazak je detaljnije opisan u odnosu na priložene crteže.

Slika 1 Sklop prema ostvarenju pronalaska koje se preporučuje

Slika 2 Grafikon količine vode koja će se dodati u proporciji sa količinom gasa.

Prema slici 1, na krovu kotla 1 za otpadnu toplotu i u usisnom trupu 4 topioničarske peći na paljenje postavljeni su izlivnici 2. Krov kotla 1 za otpadnu toplotu sadrži otvor kroz koji, putem duvaljke 3 povezane sa izlivnikom 2, smesa tečnost/vazduh se ubrizgava do radijacione komore 5 kotla 1 za odvodnu toplotu. Izlivnik 2 se smešta u esencijalno kos položaj u odnosu na tok gasa koji ulazi iz topioničarske peći do radijacione komore 5. Crtež takođe ilustruje konvekcionu komoru 6 kotla 1 za otpadnu toplotu u kojoj gasovi teku od radijacione komore 5. Sličan izlivnik 2 takođe se može upotrebiti kada se dodaje tečnost u usisni trup 4. Kada je potrebno, može postojati nekoliko izlivnika 2, a samo jedan deo njih može simultano da radi.

A

Sledi primer preporučljivog ostvarenja postupka i sklopa prema ovom pronalasku.

Primer 1

Prema primeru, količina gasa dobijena iz topioničarske peći na paljenje je 30 O00Nm<3>/h, sa sledećim sadržajima:

U kotao za otpadnu toplotu dodaje se 7.000Nm<3>/h sulfatizujućeg vazduha sa temperaturom od 25°C i smeša od l,470Nm<3>/h 02(g) i 5,530Nm<3>/h N2(g). Pretpostavimo da gas ne sadrži prašinu. Uz to pretpostavimo daje temperatura radijacione komore kotla, da bi osigurala perfektan rad, smanjena do temperature od 750°C, a da, s druge strane, finalna temperatura u kotlu nakon konvekcione komore ne srne preći temperaturu od 420°C zbog materijala sledećeg električnog filtera. Prema ovom primeru, kada kapacitet kotla treba da se poveća, potrebna količina vode koja će biti ubrizgana u grejač i usisni trup ilustrovana je na slici 2. U tom slučaju, kada se povećava količina gasa, finalna temperatura radijacione komore grejača još uvek je 750°C. Sada je povećana količina toplote vezana isparavanjem vode i zagrevanjem stvorene pare.

Stručnjaku je očigledno da različita ostvarenja ovog pronalaska koja se preporučuju nisu ograničena samo na prethodno objašnjene primere, već mogu varirati u okviru priloženih zahteva.

Claims (9)

1. Postupak za povećanje kapaciteta kotla (1) za otpadnu toplotu koji prerađuje gasove dobijene iz metalurške topioničarske peći, kao što je topioničarska peć na paljenje, i za redukovanje nalepa prašine, naznačen t i m e, što se - količina gasa koji ulazi u kotao (1) za otpadnu toplotu povećava, - tečnost dodaje u radijacionu komoru (5) kotla (1) za otpadnu toplotu topioničarske peći i - količina protoka tečnosti kontroliše prema količini ulazećeg gasa tako da temperatura gasa u kotlu (1) za otpadnu toplotu posle konvekcione komore (6) ne prelazi 420°C.

2. Postupak prema zahtevu 1, n a z n a č e n t i m e, što se tečnost takođe dodaje usisnom trupu (4) metalurške topioničarske peći, kao što je topioničarska peć na paljenje.

3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, n a z n a č e n t i m e, što se deo tečnosti zamenjuje vazduhom.

4. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, n a z n a č e n t i m e, što je tečnost voda.

5. Postupak prema zahtevima 1 - 4, n a z n a č e n t i m e, što se tečnost dodaje putem najmanje jednog izlivnika (2).

6. Sklop za povećanje kapacitetakotla/1Jza otpadnu toplotu koji prerađuje gasove dobijene iz metalurške topioničarske peći, kao što je topioničarska peć na paljenje, i za redukovanje nalepa prašine, naznačen t i m e, što je kotao (1) za otpadnu toplotu snabdeven najmanje jednim izlivnikom (2) koji je - postavljen da ubrizgava tečnost u prvi kraj radijacione komore (5) kotla (1) za otpadnu toplotu, i - postavljen u esencijalno kos položaj u odnosu na tok gasa koji ulazi iz topioničarske peći u radijacionu komoru (5).

7. Sklop prema zahtevu 6, naznačen t i m e, što je u zidu usisnog trupa (4) topioničarske peći obezbeđen najmanje jedan izlivnik (2) za dodavanje tečnosti.

8. Sklop prema zahtevu 6 ili 7, naznačen time, što su izlivnici (2) postavljeni za povećanje količine tečnosti, od koje tečnosti se deo zamenjuje vazduhom.

9. Sklop prema zahtevu 6, 7 ili 8, n a z n a č e n t i m e, što su izlivnici (2) postavljeni za dodavanje tečnosti, pri čemu je ta tečnost voda.