CS222714B1 - Způsob tepelného zpracování práškových a drobně zrnitých surovin a zařízeni k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Vynález řeší problém potlačení nebo dělení zpětných proudů plynů při prováděném tepelném zpracování práškových nebo drobně zrnitých surovin ve svislé šachtě. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se potlačení nebo dělení zpětných proudů děje v prostoru mezi stěnou svislé šachty a překážkou uspořádanou přibližně v její svislé ose, kterou tvoří válec nebo alespoň jedno těleso tvaru kužele bez podstavy s vrcholem ve směru postupujících horkých plynů. Vynálezu může být využito v návazných technologiích, kde dochází k výměně tepla mezi plyny majícími rotační složku rychlosti a surovinou ve svislé šachtě.

Description

Vynález se týká tepelného zpracování práškových a drobně zrnitých surovin, jako například předehřívání cementové surovinové moučky ve svislé šachtě a zařízení k provádění způsobu, zejména pak uspořádání pracovního prostoru svislé šachty umožňujícího potlačení něho dělení zpětného proudění horkých plynů.

Ke zvýšení účinnosti při předáváni tepla v zařízeních pro výpal práškových a drobně zrnitých surovin se v oblasti předehřevu, popřípadě dílčí chemické reakce se navrhují před rotační pec výměníky tepla, upravené jako svislé šachty s protiproudou výměnou. Při tomto způsobu však v zásadě nejde o předání tepla v čistém protiproudu, neboť charakter proudění přiváděných plynů a jejich dynamické účinky princip protiproudu narušují a předání tepla surovině se děje smíšeným způsobem obtížně ovladatelným a termodynamicky nevýhodným. Surovina připravená k procesu v prášku mikrometrových rozměrů potřebuje k ohřevu teoreticky zlomky sekundy, neboť teplovýměnná plocha je velká, koeficient přestupu tepla pno daný druh proudění je rovněž poměrně veliký, a přesto prášková surovina musí zůstávatpro dosažení požadované teploty v procesu uvnitř svislé šachty řádově sekundy až minuty. Tento rozpor je způsoben aerodynamickými .vlivy, které nepříznivě ovlivňují termodynamické děje. Používané svislé šachty pr|a předehřívání suroviny mají tangenciálně umístěný vtok horkých plynů v její spodní části. Vlivem proudění plynů, kdy se částice suroviny pochybují teoreticky po soustředných kružnicích se středem v počátku osi, vzniká nevířivý cirkulační pohyb jen mimo určité jádro o konečném piosvislé šachty, by měla být rychlost částic nekonečná. Fyzikálně je možný tento pohyb jen mimo určité jádro o konečném poloměru, na jehož povrchu má rychlost konečnou hodnotu. Plyn tedy prOudí mezikružím, zatímco tlaku po průřezu ubývá se zmenšováním vzdálenosti od počátku souřadnic, tedy od středu víru plynů. Jelikož vír má nižší tlak, přitahuje k sobě ostatní hmotu a tím vznikají osové zpětné proudy. Z hlediska aerodynamiky se zvětšuje tlaková ztráta, z hlediska termodynamiky pak promíchávání a směšování plynů a suroviny s různými teplotami znamená růst entropie systému a znehodnocování teplla. To má za následek Snížení práceschopnosti tepla, zmenšuje se tepelný spád a tím je nutno prodloužit dráhu, na níž se předehřev, popřípadě reakce uskutečňuji. Nerovnoměrné rozdělení tepla po: průřezu svislé šachty a vícenásobná nežádoucí výměna tepla způsobují převádění energie na nižší úroveň a podstatně zhoršuje podmínky pro účinné předání tepla surovině na krátké dráze. Svislá šachta z důvodů uvedeného charakteru proudění má velkou konstrukční a stavební výšku, tedy velké dráhy, na nichž se tepelná výměna uskutečňuje.

Uváděné nedostatky odstraňuje způsob tepelného zpracování práškovitých a drobně zrnitých surovin ve svislé šachtě hioirkými plyny, postupujícími proti podávané surovině, při kterém vzniká zpětný proud horkých plynů tangenciálním prouděním, po výšce Svislé šachty, podle vynálezu v podstatě tím, že tento zpětný proud plynů se potlačuje neboi dělí na několik menších úseků. Uvnitř svislé šachty je překážka horkých plynů, uspořádaná v její svislé ose. Překážku uvnitř svislé šachty tvoří válec uspořádaný po< její výšce. Překážku uvnitř svislé šachty ťVoIří alespoň jedno těleso tvaru kužele bez podstavy S vrcholem ve směru vystupujících horkých plynů.

Podle vynálezu se dosáhne zvýšení tepelné účinnosti svislé šachty, snížení spotřeby energie, vyššího měrného výkonu a snížení její pracovní výšky.

Příklad vynálezu je zřejmý z výkresu, na němž, ob'r. 1 znázorňuje schematicky v pohledu část svislé šachty S potrubím pro případ plynů v její spodní části a překážkou v jejím vnitřním prostoru, obr. 2 pák svlsilou šachtu, jejíž vnitřní překážku tvoří válec po výšce svislé šachty, a obr. 3 uspořádání svislé šachty, jejíž vnitřní přepážku tvoří alespoň jedno¹ těleso tvaru kužele hez podstavy s vrcholem ve směru vystupujících horkých plynů.

Horké plyny, přiváděné z rotační cementářské pece (z výkresu není zřejmá], vstupují doi svislé šachty 1 potrubím 2 tangenciálně a dále proudí ve šroubovici v prostoru mezi jiejí vnitřní stěnou a překážkou 3. Surovina se přivádí do horní části svislé šachty 1 a za současného předehřívání postupuje proti horkým plynům. Zpětný proud horkých plynů, vznikající tangenciálním prouděním po její výšce, se potlačuje nebo dělí na několik menších úseků. Ochlazené plyny vystupují ze svislé šachty 1 v její horní části, předehřátá surovina se odvádí z její spodní části.

Zařízení tvoří svislá šachta 1, do jejíž spodní válcové části ústí tangenciálně potrubí 2 horkých plynů. Uvnitř svislé šachty 1 je překážka 3 horkých plynů, uspořádaná rovnoběžně s její osou. Překážku 3 uvnitř sVislé šachty 1 tvoří válec 4 uspořádaný po její výšce, nebo alespoň jedno těleso' 5 tvaru kužele bez podstavy s vrcholen ve směru postupujících plynů.

Claims (4)

1. Způslob tepelného zpracování práškových a drobně zrnitých surovin ve svislé šachtě horkými plýny postupujícími prloti podávané surovině, při kterém vzniká zpětný pr|oud horkých plynů tangenciálním prouděním po výšce svislé šachty, vyznačující se tím, že tento zpětný proud horkých plynů se potlačuje neblo dělí na několik menších úseků.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, upravené jako svislá šachta s potrubím plynů zaústěným do. její spodní čásvynAlezu ti tangenciálně, vyznačené tím, že uvnitř svislé šachty (lj je překážka (3) horkých plynů, uspořádaná rovnoběžně s její osou.

3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že překážku (3) uvnitř svislé šachty (1) tvoří válec (4) uspořádaný po její výšce.

4. Zařízení podle blodu 2, vyznačené tím, že překážku (3j uvnitř svislé šachty (lj tvoří alespoň jedno těleso (5) tvaru kužele bez podstavy s vrcholem ve směru vystupujících horkých plynů.