CS234352B1 - Heat exchange method during loose material treatment and equipment for application of this method - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výměny tepla při úpravě sypkého materiálu a zařízení к provádění tohoto způsobu, zejména při ochlazení sypkého materiálu, jehož frakce zrnění jsou různé, například cementového slínku v šachtovém úpravnickém zařízení·

Jsou známa úpravnická zařízení, u kterých se chladicí postup u materiálu, který se má zchladit, provádí na posuvných roštech nebo jiných konstrukcích roštů, přičemž chladicí vzduch procházející otvory v roštu profukuje vrstvu sypkého materiálu·

Nevýhodou těchto zařízení je, že pro poměrně malou výšku vrstvy sypkého materiálu je doba setrvání pro přenos tepla stykem mezi plynem a sypkým materiálem příliš malá· Protože se ve frakci změní ve směsi nacházejí jak nejjemnější podíly sypkého materiálu, tak i větší kousky, je odpor vrstvy sypkého materiálu na roštu různý a je tak velký, že nedochází к řádnému rovnoměrnému rozdělení proudu chladicího vzduchu po celé ploěe roštu·

Dále je známo, že se přenos tepla provádí v zařízeních, která jsou vytvořena jako šachta a která pracují na principu protiproudu· Přitom je sypký materiál, který se má zchladit, popřípadě ohřát, rozprostřen po celém průřezu ěachty jako vrstva o velké tloušíce· Podstatnou nevýhodou takových zařízení je, že rozdělení frakce je po celém průřezu šachty nerovnoměrné, takže, jak je známo, je odpor vzduchu v okrajových pásmech menší než v jádru šachtového zařízení·

Dále je známo, že při chlazení nebo ohřevu sypkého materiálu prokluzuje tento sypký materiál pod vlivem tíže na šikmých roštech· ·

Nevýhodné přitom je, že celá frakce změní, to jest nejmeněí a velké částice, se dopravují zařízením a proudem vzduchu se stejnou dobou setrvání a v netříděném stavu·

Účelem vynálezu je odstranění naznačených nevýhod a dosažení podstatného slepěení výměny tepla při chladicím postupu mezi kusovým až jemnozmným materiálem na širokém materiálovém loži a příslušným chladicím médiem·

Úkolem vynálezu je využití známých tepelně technických výhod šachtové pece spojením se šachtovým chladičem zařazeným za ní, který má podstatně vyěěí výkony materiálového prosazení·

Stanovený úkol se podle vynálezu řeěí tak, še se sypký materiál kontinuálně přivádí do úpravnického zařízení a rozděluje se v částečné proudy· Nato se sypký materiál po šaržích při současném prosávání a třídění v jednotlivých sekcích chladicí komory chladí za volného pádu a při současném převalování v protiproudu· Po třídění se sypký materiál ^; dále chladí v klidové vrstvě· Množstvím chladicího plynu se nastavuje optimální průběh proudění chladicího média v závislosti na postupu chlazení· Řízeným prouděním plynu se ’ vytváří oblasti úplavu, v kterých nejjemnějěí zrna stržená proudem plynu se intenzívně zchlazují a vylučují se z protiproudu a ukládají se v prostoru šachty, mimo dosah proudění plynu·

Zařízení к provádění způsobu podle vynálezu je tvořené kruhovou šachtovou pecí a bezprostředně za ní zařazeným šachtovým chladičem, a jeho podstata spočívá v tom, Že za plnicí šachtou šachtového chladiče jaou zařazeny sekeionální chladicí komory, které jsou centričky uspořádány kolem středního sloupu, přičemž po sobě následující sekeionální komory jsou opatřeny řídicími ústrojími, například stavěcími klapkáni a v sekeionálních chladicích komorách jsou upraveny proti sobě skloněné pevné roěty, přičemž ke každé ze sekcionálních chladicích komor je přiřazena aspoň jedna výstupní Šachta pro kontinuální výstup sypkého materiálu a šachtový chladič je na svém vnějším obvodu opatřen rozvětvenými potrubími pro přívod vzduchu v závislosti na počtu chladicích komor, s příslušnými regulačními klapkami pro regulaci množství přiváděného chladicího plynu·

Výhody vynálezu spočívají v tom, že při střídavé kontinuální a nekontinuální dopravě sypkého maateillu na opačně skloněné clh.adicí nebo předhíaací rošty se vytvářením nblasSí úplavu a ve sklonu probíhajících vířivých vrstev'dosáhne třídicího účinku v jed^u no tivých chladicích komorách, a tím se rovněž' dosáhne optimiá.ních podmínek přestupu tepla pro částice různé velik^si.

Vyníá.ez se llíže vysvětluje na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je vyznačen podélný řez sekcionáLním šachtovým Chladičem, na obr· 2 je vodorovný řez z obr. . 1, na obr·. 3 je cesta hlavního proudu plynu v jedné prázdné sekci, na obr· 4 je cesta hlavního proudu plynu, na obr· 5 je cesta hlavního proudu plynu p^l uzavřeném meeip ros toru mezi spodním chadicím roštem a spodní hranou plnicího roštu, na obr· 6 je cesta hlavního proudu plynu při naplněné sekci s uzavřenou polohou vstupní stavěči klapky, na obr· 7 je vytvoření kládové vrstvy, vířivé vrstvy a . oblasti úplavu, a na obr· 8 jsou vyznačeny liíholěžuíkové d^aHcí rošty·

Sypký matteiiáL vstupuje prostřednictvím známých ústroj z kruhové pece šachtové pece předřazené sekcionUnímu šachtovému cřhadči do plnicí šachty £ tekcinnáluíhn šachtového chLadiče· Odtamtud se sypký maaerrU v závislosti sekclo^^ího . šachtového diladiče rozd&í na částečné proudy, a p^ioom se provádí místně omezený odtah sypkého meaeerálu, který vede k místně omezenému klesán ní sypkého maaeriHu v plnicí šachtě 1,

Tím se zmenší v této oblasti odpor vzduchu ve vrstvě· Mnoství plynu proudícího v této oblasti se zvýSí· Současně však vyplní' čerstvě vstupu jící cementový slínek pokles v jednotlivých sekcích tekcinnálníhn šachtového cHadiče, takže tento horký slínek se intenzívně chadí· ”

Proud chladicího plynu se řídí v závvdosti na stupni ' plnění sekce· Při konstantním přívodu cHLadicího vzduchu do jednotlivých sekcí se m&ií v sekcích jednotlivých pochodech, jako vyprazdňovaní, plnění, prosévání a třídění, podmínky přestupu tepla v závislosti . na čase, a tím L . . teplota spalovacího vzduchu vystup^ícího - z chadicích komor·

Po provedeném naplnění jednotlivých sekcí vzniká pokračujícím ochlazováním klidové vrstvy 22 stiženi rozdílu teploty mezi chladicím vzduchem a sypkým materillem, který se má ochaddt, takže teplota chadicího vzduchu vždy dUe. klesá·

U více sekcí superpoouuí se tyto pochody různého ohřevu chladicího vzduchu, takže se smíšením jednotlivých podílů . ze sekcí dosáhne dostatečně rovnoměrné teploty vzduchu, používaného jako spalovacího vzduchu·

U prázdné sekce proudí hlavní proud plynu cestou vyznačenou na obr· 3· Z obr· 4 lze· poznat, že při odvdování sypkého materilLu po skloněné vstupní stavěči klapce vzniká volný pád sypkého ma^eHlu a s tím je spojeno L převaLování шюnsSví sypkého mateeillu, které je zesíleno proudícím množstvím plynu volným «otevřením vstupní stavěči klapky 6· Nejjemněiěí poddly sypkého m^a^^i.áLu· jsou, jak je vyznačeno na obr· 7, strhávány proudem cha^cího vzduchu ' a jsou vylučovány v tvořících se oblastech 20 úplavu, potom heseaí do ' ohlasU, ve které nedoc^sí k proudění v dldedku polohy výstupní stavěči klapky 10· Nepatrnou hmotou těchto ne;j;^4m^i^;jších podílů se již v tomto krátkém čase styku mezi sypkým materiálem a chladicím vzduchem dosáhne rychlého přestupu tepla· Větší část,! frakce se udržují ve vznosu jako vířivá vrstva.·2£·

S narůstáním klidové vrstvy 2g' mění se odpor vrstvy, sponCvaaící na spodním chodícím roštu . ££ a . meezprostor mezi spodním chLadicím roštem Ц a spodní hranou plnicího roštu g se uzavře, aby se odpor vzduchu . pjřilýraaící tloušťky vrstvy ve směru ke konci Mátu udržoval oproti začátku. roštu - s mhou tloušťkou vrstvy přiHi-áně na konstantní vý^l·

Propustnost roštových desek je různými průměry otvorů provedených v roštových deskách, jak je znázorněno ha obr· 6, příslušně přizpůsobena· Proudění plynu probíhá podle obrazu, znázorněného ná obr· 5. Plnicí postup každé sekce se skončí uzavřením vstupní stavěči klapky 6. V sekci spočívá tříděná klidová vrstva 22. Tato'klidová vrstva 22 je nejdříve ještě prostoupena největším podílem množství chladicího vzduchu, přivedeným výstupní šachtou 13·

Zavřením spodní regulační klapky 12 chladicího vzduchu a otevřením horní regulační klapky 2J chladicího vzduchu se rozdělení množství chladicího vzduchu změní a přizpůsobí se pokračujícímu procesu chlazení v klidové vrstvě 22. Po ukončení regulace chladicího vzduchu vznikne obraz proudění, znázorněný na obr· 6, přičemž klidová vrstva pod spodním chladicím roštem Ц není již více zásobována chladicím vzduchem·

К provádění způsobu podle vynálezu je sekcionálnímu Šachtovému chladiči předřazen aglomerační agregát, například kruhová šachtová pec. Jak je znázorněno na obr· 1, je sekcionální Šachtový chladič opatřen v horní části plnicí šachtou 1. Na tuto plnicí šachtu J, navazují po obvodu ostění šachty 1 uspořádaně boční rošty 2, které jsou skloněné směrem dovnitř. Na spodní hranu bočních roštů 2 je připojen válcový díl vytvořený jako přechodová šachta 4 spojená s bočními rošty 2.

Na túto přechodovou šachtu 4 navazují směrem ven skloněné horní chladicí rošty 2 uspořádané kolem středního sloupu 12, přičemž horní konce těchto horních chladicích roštů 2 jsou zakotveny ve středním sloupu 12· Jednotlivé horní sekcionální chladicí komory 1 se uzavírají, popřípadě otevírají uzavíracími orgány, například vstupními stavěcími klapkami 6. Jednotlivé spodní sekcionální chladicí komory 2 jsou vyplněny opačně uspořádanými, to jest od ostění šachty 1 šikmo dovnitř skloněnými plnicími rošty 8, zakotvenými ve stěně šachty, a spodními chladicími rošty 11 zakotvenými ve středním * sloupu 12, z kterého vybíhají šikmo dolů směrem ven·

Průměry otvorů v plnicích roštech 8 se zvětšují směrem ke střednímu sloupu 12 a průměry otvorů ve spodních chladicích roštech 11 se zvětšují směrem к uzavíracím orgánům^ to jest, к výpustným stavěčim klapkám 10. Mezi spodními hranami plnicích roštů 8 a spodními chladicími rošty 11 nachází se volný prostor, jako propust pro sypký materiál. Spodní eekcionílní chladicí komory 2 se uzavírají proti výstupní šachtě 13 výstupními stavěčimi klapkami 10.

Na obvodu sekcionálního šachtového chladiče jsou podle počtu sekcí upravena potrubí 18 pro přívod chladicího vzduchu. Řozbočnými tvarovkami se tato potrubí 18 rozdělují na dvě větve, přičemž jedna větev potrubí ústí do výstupní šachty Ц, která je opatřena vefukovacími rošty 14. kdežto druhá větev ústí pod plnicími rošty § do spodních sekcionální ch chladicích komor 2· Obě větve potrubí 18 pro přívod chladicího vzduchu jsou opatřeny regulačními orgány, například regulačními klapkami 1£, 2J chladicího vzduchu· Pod větvemi potrubí 18 pro přívod chladicího vzduchu, ústícími do výstupní šachty 12 jsou ve výši vefukovacích roštů 14 uspořádány propusti 17 pro eventuální propady rošty, které jsou současně spojeny s dopravním ústrojím 16 pro ochlazený sypký materiál, který padá z výstupní vrstvy 12·

Z obr. 2 lzě poznat, že sekcionální Šachtový chladič je výhodně proveden se šestiúhelníkovým průřezem šachty, přičemž tento sekcionální šachtový chladič je dělicími stěnámi J rozdělen na jednotlivé sekce.

Claims (8)

1. t. Způsob výměny tepla při úpravě sypkého materiálu, obsahujícího různé frakce zrněií, například cementového slínku v úpravnickém šachtovém zařízení s bezprostředně připojnrým chlazením, vyznaaující se tím, že sypký maatelál, přiváděný kontinuálně do šachtového úpravnického zařízení se rozděluje do částečných proudů, potom se po šaržích při současném prosévání a třídění a za převalování sypkého maatriálu v těchto šaržích cMLadí v jednotlivých sekcích chladicích komor v protiproudu, potom se sypký maaeriál po třídění dále chladí po šaržích v klidové vrstvě a nakonec se vyvádí, přičemž mužstvím chLadicího plynu se nastavuje takový průběh proudění v závi^Losti na postupu chlazení, z kterého vyplývají optimální podmínky přestupu tepla po^e pokгačujícíUt přenosu tepla a zaváděný chladicí plyn, který jako nosný plyn způsobí třídění a prosévání sypkého mattriálu, nad klidovými vrstvami sypkého materiálu vytváří oblasti úplavu, v nichž se oejjetonOjší zrna stržená proudem chLadicího plynu intenzívně dochazují a vylučují se z proudu ch-adicího plynu a ukládají se v prostoru mimo dosah proudění.
2. 2. Způsob podd.e bodu 1, vyznaČUJicí se tím, že se kontinuálně vytvářejí vrstvy, ' tdρρt'idatící sypnému kuželu sypkého materlálu.
3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznaluící se tím, že se šarže odtahují časově po sobě, popřípadě v časovém překrývání. .
4. 4. Zřízení k proudění způsobu po<d.e bodů 1 až 3, tvořené kruhovou šachtovou pecí a bezprostředně za ní zařazeným šachtovým chladičem, vyznačené tím, že ze plnicí šachtou (1) šachtového chladiče jsou zařazeny sekciom^-ní ch.adicí komory (7, 9), které jsou centricky uspořádány kolem středního sloupu (15), přičemž po sobě následuuící sekcion&ní chodící komory (7, 9) jsou opatřeny řídicími ústrojími, například stavěcími klapkami (6, 10), a v sekcionálních chLadicích komorách (7, 9) jsou upraveny proti sobě skloněné pevné rošty (5, 8, 11), přičemž ke každé ze sekcionálních ch^ad-cích komor (7, 9) je přiřazena alespoň jedna výstupní šachta (13) pro kontinuální výstup sypkého materiálu, a šachtový chladič je na svém vnějším obvodu opatřen rozvětverými potrubími (18) pro přívod chladicího vzduchu v z^^^vj^loi^^ti na počtu chLadicích komor (7, 9), s pří^untými regulačními klapkami (12, 23) pro regulaci přivá děného mnoatví chladicího plynu.
5. 5. Zařízení po^e bodu 4, vyznačené tím, že skloněné pevné rošty (5, 8, 11) maaí tvar lichoběžníku ajsou opatřeny otvory, jejichž velikost a počet je pro průchod cW.adicího plynu upraven tak, že jejich celková účinná plocha se směrem k vnějšímu obvodu šachtového chiadiče zvětšuje.
6. 6. Zřízení po^e bodu 5, vyznačené tím, že dva nebo více nad sebou uspořádané skloněné pevné rošty (5, 8, 11) tvaru lichobёSoíka vymez^í šířku dráhy chladicího vzduchu procházejícího rošty (5, 8, 11), která se zužuje a opět rozšiřuje.
7. 7. Zaaízení po<d.e bodu 4, vyznačené tím, že mezi skloněnými pevnými rošty (8, 11) se nachází volný prostor, jako propust pro sypký адαl^j·lιЙ..
8. 8. Zeaizení pocd.e bodu 4, vyznačené tím, že střední sloup (15) zasahuje až do výstupní vrstvy (19) sypkého mαteziálu, pro uzavření jednotlivých sekcí šachtového chadLče.