» » Пути усовершенствования способа спекания
03.12.2015

Существующий способ спекания мокрых шихт (пульп) в барабанных печах характеризуется целым рядом недостатков: 1) на испарение воды расходуется 1/3 затрачиваемого на спекание тепла; 2) термический КПД даже современных мощных барабанных печей не превышает 30 % (для печи 185x5 удельный расход тепла равен 4400 кДж/кг спека); 3) при несовершенном теплообмене велики размеры печей и мала их удельная производительность.
Одно из направлений совершенствования аппаратурно-технологической схемы передела — так называемый «сухой» способ спекания. Как показали исследования, при этом способе спекания в барабанных печах термический КПД повышается до 50 % (вместо 30 % при «мокром» способе). Наиболее перспективным среди них является вариант, при котором предварительный нагрев шихты и декарбонизация осуществляются во взвешенном состоянии в системе циклонных теплообменников и кальцинаторе, а спекание — в короткой барабанной печи. Принципиальная схема такой установки дана на рис. 11.4.
Пути усовершенствования способа спекания

Установка состоит из системы циклонных теплообменников четырех ступеней для предварительного нагрева шихты (І—ІV), декарбонизатора-кальцинатора 2 и короткой барабанной печи 1. Шихта поступает в циклонный теплообменник, где нагревается теплом отходящих газов печи и кальцинатора. Дальнейший нагрев шихты и декарбонизация протекают в кальцинаторе, где сжигается до 60— 70 % топлива от его общего расхода (остальное топливо дожигается в печи). Степень декарбонизации в кальцинаторе достигает 95 %.
Установки с использованием запечных теплообменников могут быть применены и для спекания «мокрой» шихты — в этом случае они должны иметь распылительные сушилки для сушки шихты во взвешенном слое.
Охлаждение спека. Для охлаждения спека применяют колосниковые холодильники (только для нефелиновых спеков) и трубчатые холодильники (для спеков всех видов), аналогичные по принципу действия и конструкции трубчатым холодильникам для охлаждения глинозема (см. рис. 10.6).
Колосниковый холодильник. Колосниковые холодильники применяют для охлаждения нефелинового спека (рис. 11.5).
Пути усовершенствования способа спекания

В колосниковый холодильник спек попадает из печи спекания с t = 1000—1200 °С и перемещается по колосниковой решетке с использованием системы подвижных и неподвижных колосников 7. Снизу, из подколосникового пространства с использованием вентиляторов острого и общего дутья подается холодный воздух. Воздух, проходя через щели в колосниках и фильтруясь через спек, охлаждает его. Для более полного охлаждения воздух подается в избытке. Нагретый в горячей зоне холодильника воздух (вторичный воздух) подается в печь.
Кривошипно-шатунный механизм привода колосниковой решетки обеспечивает ее возвратно-поступательное движение в направлении продольной оси холодильника с частотой 20—30 мин-1 и амплитудой колебаний до 150 мм. Такая система обеспечивает движение спека толщиной 200-300 мм к разгрузочному концу. С колосниковой решетки спек поступает на распределительную решетку 8, сквозь которую мелкая фракция спека проваливается, а крупная с помощью вибрационной решетки транспортируется на дробление в молотковую дробилку. Просыпь спека скребковым транспортером 3 перемещается к разгрузочному отверстию.
Колосниковые холодильники обеспечивают охлаждение спека до температуры 80-90 °С. Температура вторичного воздуха может достигать 500-600 °С. Расход воздуха на охлаждение спека при однократном прососе воздуха составляет 2,3-2,5 м3/т спека.
Для повышения температуры воздуха в холодильнике может быть организована его рециркуляция.
Степень использования тепла составляет 90-95 %. Получение максимальных значений КПД достигается выбором оптимальных процессов на этапе проектирования и поддержанием оптимальных режимов с использованием системы управления.