199974. lajstromszámú szabadalom • Szénhidrogénfűtésű aknáskemence, főleg darabos anyagok nagyhőmérsékletű izzítására
1 HU 199974 B 2 A találmány berendezés darabos anyagoknak 1800 °C fölötti hőmérsékletű égetésére többégősoros, hóhasznosítóval ellátott szénhidrogénfütésü aknáskemencékben oxigén alkalmazásával. Darabos anyagok nagyhőmérsékletű, gazdaságos kiégetésére az ipari gyakorlatban az ellenáramú hőcserét biztositó alagút, forgódobos, fluidágyas, ciklon vagy aknáskemencék terjedtek el leginkább. Ha a betétanyagok nem tartalmaznak éghető alkotókat vagy kémiai folyamatokkal felszabadítható energiát, akkor fosszilis tüzelőanyagok elégetése során nyert nagyhómérsékletű füstgázok szolgálnak a hevítés hőforrásaként. A jó 1 termikus hatásfok és a betétanyagok kíméletes izzitása érdekében a leggyakrabban aknáskemencéket alkalmaznak. A jó hatásfokú belső hócsere mellett azonban sok esetben gondot jelent a tüzelési szelvényben tapasztalható erősen heterogén hómérsékletmező, melyet a betétoszlop tengelymenti nagyobb áramlási ellenállása és a falazat hatása miatt kialakuló kerületi gázáramlás okoz. Ennek következtében a betétanyag egyes részei nemkívánatos mértékben túlhevülnek, más részei pedig - főleg a kemence tengelyében - a technológiailag szükséges égetési hőmérsékletet sem érik el, miáltal a kész termékben nagy lesz a selejt aránya. A hengeres falazat ezen hátrányát a különböző - ellipszis, téglalap, vagy a magasság mentén változó - profilú kemencékkel küszöbölik ki a gyakorlatban. A betét szelvénymenti egyenletes átizzitása érhető el a kemence tüzelési zónájának átmérőjébe elhelyezett gerenda alakú, többfúvókás gázégőkkel is (Tabunsikov N. P., Pilsin V, E. Himicseszkaja promüslennoszty, 1969. No. 9, p. 47.1. Elterjedten alkalmazzák ezek viz-, vagy gózhútéses változatát (N. P. Tabunsikov: Proizvodsztva izveszti, Moszkva Izdatelsztvo .Himija’ 1974. 143. old., 150., 151. oldal; A. V, Monasztürjev: Proidzvodsztvo izveszti, Moszkva Vüszsaja skola' 1975. 157, old.). Az aknáskemencékben a szokásosnál nagyobb hőmérsékletű égetés azonban ezekkel a berendezésekkel nem valósítható meg az égők túlhevülése és a hűtőközeg okozta nagy höveszteség miatt. Üjabban egyre nagyobb a kereslet a nagytisztaságú fémoxidoknak a hagyományos 1300-1600 °C-nál nagyobb, 1800-2000 °C hőmérsékleten kiégetett termékei iránt. Ilyen anyagokat ipari mennyiségben a betétanyagokat nem szennyező szénhidrogén fűtésű, függőleges irányban több égősorral rendelkező aknáskemencékben állítanak elő (dr. Antal Boza József: Szilikát- és vegyipari kemencék II., Tankönyvkiadó, Bp. 1970., 116. old. és 119. old). Ezekben a kemencékben azonban a hagyományos eszközökkel nem érhető el 1800 °C-nál nagyobb gyakorlati égetési hőmérséklet. Ekkora hőmérsékleti szint az égési levegő egy részének technikai oxigénnel történő helyettesítésével hozható létre. Ez viszont azzal a hátránnyal jár, hogy az oxigénes égők közelében mind a betétanyag, mind a kemence nemkívánatos mértékben túlhevül, amely selejtes terméket és a kemence falazatának gyors tönkremenetelét okozza. A találmány célja a szénhidrogénfütésü aknáskemencék olyan továbbfejlesztése, amelynek eredményeképpen darabos anyagok 1800 °C feletti hőmérsékletű izzitása valósítható meg oxigén alkalmazásával, törekedve a betétanyag vízszintes szelvény menti egyenletes hőmérséklet eloszlására, az izzítás hatásfokának javítására és a kemencebélés tartósságénak növelésére. A kemence szerkezetének találmány szerinti kialakítása egyrészt azon a felismerésen alapul, hogy a betét a vízszintes szelvényben egyenletesebb hőmérsékletű lesz és a kemence izzító zónájának szerkezeti elemei kevésbé hevülnek fel, ha a maximális hőmérsékletű teret a tüzelőanyag parciális égetését és külön oxigén bevezetést biztosító szerkezetekkel a falazattól távolabb, a hókezelendő betét darabjai között hozzuk létre. A találmány másik alapja az, hogy a kemence falazatának nagyhómérsékletű, gyorsan elhasználódó részeit kívülről levegővel hűtjük és az így nyert meleg levegőt a betét felmelegítését szolgáló égőkön keresztül a kemencébe visszavezetjük. A találmány szénhidrogénfütésü aknáskemence darabos anyagok nagyhómérsékletű izzítására, amely az izzító zónában egymás fölött két égősorral, falazathütéssel, az égők alatt oxigénbevezetéssel, a hütő rónában levegőelosztóval van ellátva. A több-bekezdésü, spirális felületű levegótereló fémbetéttel ellátott falazathütő höhasznosítóból a meleg levegőt csővezetéken keresztül vezetjük a tüzelőanyag tökéletes égését biztositó felső égősorba. Az alatta elhelyezett második égősor a tüzelőanyagot 0,6-0,8 levegőtényezővel parciálisán égeti el. A kemencébe bevitt tüzelőanyag tökéletes elégetéséhez szükséges oxigén egyik részét a második égősor alatt elrendezett hűtött oxigénfúvókákon keresztül, másik részét pedig a kemence alján kiképzett levegóelosztóval juttatjuk a kiizzitott betétbe. A találmány szerinti aknáskemence az égősorok, az oxigénfúvókák és a hűtőrendszer elhelyezésétől függően többféle módon alakítható ki, melynek konkrét megoldását a betétben létrehozandó hőmérsékletmezóből határozhatjuk meg. A találmányt egy kiviteli példán keresztül, rajz segítségével ismertetjük. A mellékelt rajzon az 1. ábra a kemence függőleges irányú félnézet-félmetszete látható. A berendezés az 1 kemence izzító és hűtő zónája körüli nagyhómérsékletű falazatrészén kiképzett, a tóbb-bekezdésű spirális 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
