CS240575B1 - Šachtový předehřívač práškovitých materiálů - Google Patents

Abstract

Účelem je zvýšit účinnost tepelné výměny v šachtovém předehřívači práškovitých materiálů a to nejjednoduššími prostředky. Tohoto účelu se dosáhne tím, že válcová šachta je v horní části uzavřena stropem ve tvaru kruhového mezikruží, na nějž navazuje axiálně krátký válcový nástavec, přecházející v potrubí, jež je v horní části rozvedeno do cyklónů, přičemž potrubí je čtvercového profilu nebo profilu rovnoramenného trojúhelníka.

Description

Vynález se týká šachtového předehřívače práškovitých materiálů, zejména cementářské surovinové moučky při suchém způsobu výpalu, a to zvláště úpravy propojení jeho válcové šachty s cyklónovým systémem.

Již řadu let je v průmyslové praxi běžně zaveden šachtový předehřívač práškovitých materiálů, zejména pro předehřev a částečnou kalcinaci cementářské surovinové moučky před jejím vstupem do krátké rotační pece, kde se tepelný proces kalcinace dokončuje a provádí slinování. V posledních létech se projevila nutnost lépe využívat energie paliv. Jsou proto zkoumány všechny možnosti zlepšit tepelnou ekonomii jednotlivých zařízení, tedy i šachtového předehřívače práškovitých materiálů.

Přesto·, že šachtový předehřívač během vývoje dosáhl vel mi značné úrovně, při bližším studiu jeho fukce v provozní praxi je možno pozorovat jeden závažný nedostatek.

Válcová šachta ve své horní části navazuje axiálně kruhovým mezikružím a kuželovým přechodem na válcové potrubí zaústěné do cyklónovébo systému. Do tohoto potrubí je zaváděna surovina, určená k předehřevu. Horkými plyny z válcové šachty je unášena do cyklónového systému, kde je odlučována. Horké plyny unášející surovinu jí předávají svoje teplo, čímž probíhá první fáze předehřevu za souproudu. Částečně předehřátá surovina je zaváděna do horní části válcové šachty, kde probíhají další fáze předehřevu v protiproudu.

Protože horké plyny ve válcové šachtě intenzívně rotují, projevuje se jejich rotace i za postupu zmíněným válcovým potrubím nad válcovou šachtou, což je nevýhodné.

Surovina určená k předehřevu, se vlivem rotace plynů nemísí dokonale s celým jejich množstvím, je z proudu plynů vlivem odstředivé síly naopak vypuzována ke stěně kruhového potrubí, kde postupuje převážně ve formě shluků a praménků až do cyklónovéiho systému. Má to za následek, že vedle sebe postupují relativně horké plyny a relativně studená surovina, jejich teploty se vzájemně nevyrovnávají podle směšovací rovnice, jak se předpokládalo.

V praxi se tento moment projevuje nepřiměřeně vysokým teplotním rozdílem mezi předehřívanou surovinou a ochlazovanými plyny.

Popsaný problém se prohlubuje, je-li v cyklónovém systému zapojeno paralelně více cyklónů než jeden. V tom případě se zpravidla predehřívaná surovina, postupující ve šroubovici ve shlucích a praméncích v blízkosti stěny válcového potrubí, nedělí mezi jednotlivé cyklóny úměrně s rozdělením proudu plynů, takže ani v cyklónech dodatečnou částečnou výměnou tepla nelze nedostatek napravit. V praxi se tento· moment projevuje jednotlivými paralelně zapojenými cyklóny.

Praktickými následky popsaných problémů je to, že první fáze tepelné výměny v šachtovém předehřívací probíhá se spíšenou efektivitou, což snižuje tepelnou účinnost celého předehřívače a ve svých důsledcích zvyšuje spotřebu tepla pro výpal, což je nežádoucí.

Vynález si klade za cíl odstranit popsané nedostatky a zvýšit účinnost tepelné výměny v šachtovém předehřívači práškovitých materiálů, a to nejjednoduššími prostředky.

Podstata šachtového předehřívače práškovitých materiálů podle vynálezu spočívá v tom, že válcová šachta je v horní části uzavrena stropem ve tvaru kruhového mezikruží, na nějž navazuje axiálně krátký válcový nástavec, přecházející v potrubí, jež je v horní části rozvedeno do cyklónů, přičemž potrubí je čtvercového profilu nebo profilu rovnoramenného trojúhelníka.

Zavedením vynálezu se dosáhne zvýšení teploty předehřáté suroviny a'zvýšení jejího stupně kalcinace cestou vyššího využití tepla horkých plynů v šachtovém předehřívači práškovitých materiálů, což umožní snížit spotřebu tepla pro výpal.

Zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na výkresu v pohledu s částečným řezem.

Zařízení se skládá z šachtového předehřívače 1, tvořeného válcovou šachtou 2 ukončenou ve spodní části kuželovou výsypkou 3. Válcová šachta 2 v horní části je uzavřena stropem 4 ve tvaru kruhového mezikruží, na které navazuje axiálně krátký válcový nástavec 5, přecházející bezprostředně skokovitě v potrubí 6, jež je čtvercového profilu rovnostranného trojúhelníka. Potrubí 6 je rozvedeno do cyklónů 7, které jsou výdechy připojeny na odvodní potrubí 8 plynů, pokračující k odtahovému ventilátoru, který není znázorněn. Cyklóny 7 jsou spodní částí propojeny potrubími 9 suroviny s klapkovými uzávěry 10 s horní částí válcové šachty 2, kde je pod výpady potrubí 9 suroviny umístěn tříštící kužel 11.

Potrubí 12 pro přívod suroviny určené k předehřevu je zaústěno do spodní části potrubí 6 a je v místě svého zaústění opatřeno tříštícím prvkem 13 z plechu nebo vyzdívky.

Šachtový předehřívač 1 je s rotační pecí 14 spojen přívodním kanálem 15 plynů, který je do válcové šachty 2 zaústěn tangenciálně v její spodní části.

Kuželová výsypka 3 je propojena s rotační pecí 14 potrubím 16 suroviny.

Zařízení pracuje následovně:

Horké kouřové plyny z rotační pece 14 jsou neznázorněným odtahovým ventilátorem protahovány šachtovým předehřívačem 1. Vlivem tangenciálního zaústění přívodního kanálu 15 plynů do válcové šachty 2 plyny po celé výšce válcové šachty 2 rotují. Postupují dále krátkým válcovým nástavcem 5 a potrubím 6 čtvercového profilu nebo profilu rovnostranného trojúhelníku do cyklónů 7, odvodním potrubím 8 plynů k nežnázorněnému odtahovému ventilátoru.

Surovina určená k předehřevu, je dopravována potrubím 12 do spodní části potrubí 6, kde se tříští na tříštícím prvku 13, rozptyluje se v plynech, je jimi vysušena a částečně předehřátá a unesena do cyklónů 7, kde se odlučuje. Vysušením a provzdušněním získává schopnost vytvářet v plynech mrak částic. Je zaváděna potrubími 9 s klapkovými uzávěry 10 do horní části válcové šachty 2, kde se tříští na tříštícím kuželi 11 a rozptyluje se do proudu rotujících plynů. Vlivem odstředivé sily rotuje v blízkosti vnitřních stěn válcové šachty 2, avšak není z válcové Šachty ve velké míře vynášena, nebot tomu brání strop 4 ve tvaru kruhového mezikruží. Vlivem postupného přetížení plynů surovinou tato začne postupovat válcovou šachtou 2 za rotace proti proudu rotujících plynů směrem dolů, čímž se protiproudým způsobem předehřívá.

Předehřátá surovina se shromažďuje v kuželové výsypce 3 a potrubím 16 postupuje do rotační pece 14 k dalšímu zpracování. Popsaná funkce protiproude výměny tepla ve válcové šachtě 2 je založena na protiproudem postupu suroviny proti rotujícím plynům. Rotace plynů ve válcové šachtě 2 proto nesmí být narušena. Odtah plynů z válcové šachty 2 se z toho důvodu děje krátkým válcovým nástavcem 5, navazujícím na strop 4 ve tvaru kruhového mezikruží, který umožňuje nerušenou rotaci plynů až do jejich výstupu z válcová šachty 2.

Rotace plynů v potrubí 6, navazujícím na krátký válcový nástavec 5, je naopak nežádoucí, jak bylo v úvodu vysvětleno. Je zde zapotřebí rotaci plynů utlumit a příslušnou pohybovou energii rotujících plynů využít na výrazné zvýšení turbulence proudu v celém průřezu potrubí 6.' Děje se tak tím, že rotující plyny z krátkého válcového nástavce 5 vstupují do potrubí 6 čtvercového průřezu, nebo průřezu rovnostranného trojúhelníka, narážejí na stěny, jejich rotační složka rychlosti se tlumí a vzrůstá intenzita promíchávání se v příčném směru. To má za následek intenzívní vyrovnávání se teplot suroviny a plynů, podstatné snížení zbytkového teplotního spádu mezi plyny a predehřívanou surovinou, tedy i zvýšení tepelné účinnosti celého předehřívače.

Claims (2)

1. pRedmEt

   1. Šachtový předehřívač práškovitých materiálů, sestávající z válcové šachty, cyklónů v její horní části, kuželové výsypky v její spodní části, přívodního kanálu plynů od rotační pece, zaústěného do spodní části šachty tangenciálně, z potrubí pro vedení suroviny a plynů, vyznačený tím, že válcová šachta (2) je v horní části uzavřena stropem (4) ve tvaru kruhového mezikruží, na vynalezu nějž navazuje axiálně krátký válcový nástavec (5), přecházející v potrubí (6), jež je v horní části rozvedeno do cyklónů [7J, přičemž potrubí (6J je čtvercového profilu nebo profilu rovnoramenného trojúhelníku.
2. 2. Šachtovvý předehřívač práškovitých materiálů podle bodu 1, vyznačený tím, že potrubí (6 J navazuje na krátký válcový nástavec (5) bezprostředně skokovitě.