CS266256B1 - Device for preheating charge of inorganic compounds - Google Patents

Description

2 CS 266 256 Bl

Vynález sa týká zariadenia na predohrievanie vsádzky anorganických látok, predovsetkýmminerálnych, granulovaných alebo kusových, najma vsádzky granulovaného sklářského kmeňas využitím odpadného tepla z taviaceho agregátu pri procese tavenia anorganických látok,ako napr. sklářských surovin, predohrevom vsádzky, bud hrubozrnnej kusovej alebo práškovitej,vopred kompaktnej do vhodného tvaru. Súčasne sa týmto riešia i sekundárné problémy taveniaanoHjaulckýrlt l á I nk μι i vynokýeh Inplotáeh, n to znížpnie úletu prchavých zložJek z procesutavenia a redukcia množstva škodlivin ako i reakčných plynných spJodřn íioreni.t paliva akuoxidu siřičitého a oxidov dusíka. V súčasnosti sa tavia anorganické materiály, hlavně na výrobu skla, vo váčšine prípadovv kontinuálnych taviacich zariadeniach vanového typu vykuřovaných hlavně plynným alebokvapalným palivOm s možnosťou príhrevu elektrickým prúdom. Prúd horácích spalin s prímesouplynných reakčných splodín a prchavých súčastí taveniny sa v súčasnosti využívá na ohřevspaXovacieho vzduchu, v niektorých pripadoch i plynu, v rekuperátoroch alebo v regenerátoroch.Po ukončení tohoto procesu odchádzajú spaliny s vysokou entalpiou do ovzdušia, odnášajúcznačné množstvo reakčných splodín mechanického rozprachu a prchavých častíc. Tieto látkysú v mnohých pripadoch ekologicky velmi nebezpečné, ako oxid olovnatý, oxidy dusíka, oxidsiřičitý, fluoridy, a taktiež ekonomicky nákladné, ako oxid olovnatý a oxid boritý.

Vsádzka do taviacich agregátov sa v súčasnosti zakladá studená vo formě polydisperznejpráškovej zmesi. Táto vsádzka na hladině vytvára izolačnú vrstvu, ktorá jednak dlho zakrývahladinu před sáláním z klenby a taktiež z titulu svojej nízkej teploty odoberá zo sklovinypřed roztavením značné množstvo teploty, čím ju ochladzuje. Chladná vsádzka potřebuje natavenie - stratu vzhladu tuhej fázy - značné dlhý čas a tiež značnú časť taviacej plochy,čím znižuje efektivnost; celkového roztavenia surovin a vyčerenia skloviny. Predohrievanievsádzky sklářského kmeňa sa v procese výroby skla doteraz nevyužívá systematicky a v takejmiere, ktorá by zodpovedala jeho ekonomickým účinkom. Predohrev surovin sa používá v inýchchemícko-hutníckych odvetviach, napr. v cementárstve, metalurgii železa, kde sú už procesypredohrevu surovin priamo napojené na samotný tepelno-technický proces.

Doposial známe predohrievacie zariadenia sa dotýkajú všetkých typov úpravy kmeňa odneupraveného cez peletízovaný kmen až ku kmeňom mechanicky lisovaným. Na predohrev sa vy-užívajú rožne chemicko-inžinierske systémy přestupu tepla s menšími alebo vačšími nevýhodami.

Je známy spósob predtavovania negranulovaného kmeňa vo vznose závojovite nad hladinou.

Tento systém však pri neupravenou kmeni vyvolává velká prašnosť a taktiež počas letu odmie-senie častíc podlá ich hmotnosti. Dalším spósobom sa predohrieva kmeň v sústave cyklónovnad sebou. Tento systém je vhodný pre homogénnu surovinu, pri disperznej heterogénnej surovi-ně móže dochádzať k značnej separácii častíc kmeňa. Tento proces je možný iba pri peletizovanomkmeni a umožňuje 3alšie pretavenie před taviacim agregátom. Technická nevýhoda okrem techno-logických je i v rozmernosti zariadenia. Ďalším známým spósobom je predohrev v rotačnejpeci, kde sa vsádzka predohrieva v rotačnej peci podobnej cementárskym peciam s následnýmpřetavením a homogenizáciou v druhej rotačnej peci. Posun materiálu sa zabezpečuje náklonomoboch rotačných valcov. Nevýhodou tohto spósobu je, že tok materiálu v zariadení nie jerovnoměrný a navíac teplo sa odovzdáva málo efektívnym spósobom - vedením od stien. Nevýhodoupredchádzajúceho spósobu čiastočne odstraňuje spósob predohrevu vsádzky v šachtových pre-dohrievačoch, kde vsádzka je predohrievaná priamym prefukovaním spalinami, ale zariadeniami,ktorými sa tento spósob realizuje, nie je zaručená piestovosť toku materiálu, a tým anihomogénnosť ohřevu vrstvy vsádzky anorganických materiálov.

Je známe tiež zariadenie na predohrev kusovej vsádzky realizované ako kolona s horizon-tálnymi rotačnými platňami pod sebou. Vsádzka je pomocou sústavy hrabadiel a sklzov presýpanána stále nižšie poschodia. Spaliny prechádzajú protiprúdne a zahrievajú vsádzku na platniach.Nevýhodou zariadenia je poměrně malá efektivnost přestupu tepla do vsádzky a tiež priestorovénároky na výšku pri inštalácii zariadenia situovaného vo vert.ikálnom smere.

Princípom iných zariadení je výmenník tepla rotačného typu. V týchto výmenníkoch je teplonosným médiom tuhá látka vo formě keramických alebo kovových gúl. Tieto sa v externom CS 266 256 Bl 3 výmenníku zolu*ievajú spalinami a potom v rotačnej peci odovzdávajú počas premiešavaniaakumulované teplo vsadzke. Nevýhodou týchto zariadení je potřeba dvoch oddělených výměnní-kov lepla, ,i t ř, jodnoho na dlinw teplonosných gúl a druhého na samotný ohřev vsádzky. Rotačná{>(·<’ ttmr.í hyl' íi.ik Iοη<ίι/ι v ηιικ-κ* {κη;Ι upu vsádzky. Vsádzka muže byť jediné prášková, protožel op 1 ononiť' gule pri inl.icii ι·»'»'·.οηη e 1 a jn hrubšíe zhluky. Výměna tepla nie je dostatečné<Ί«·Ι;Ι tvnu .i πη«;·.<· < Ιι ·ι Ί i. id ·.:, 11’ I. z n< ί · í «; í < o-, i n i u vsád/ky t »dd i ol ><’liým 1 (·.»;·. 1'.nu í z I op I om >« ;ný<’h qtil.

Vyšsie uvedené nevýhody odstraňuje a technický problém riošj. zariadenie na predohr i evanicvsádzky anorganických látok podlá tohoto vynálezu, ktorého podstatou je, že predohrievačvsádzky pozostáva z otočnéj časti tvorenej válcovým pláštom pevne spojeným so závitnicouupevněnou na stredovej trubke prechádzajúcej pozdížnou osou válcového plášťa, zo zadnejnepohyblivej časti, do ktorej zasahuje jeden koniec volné otočné uloženej závitnice, ktorejvýška v zadnej nepohyblivej časti koresponduje maximálně s jej vnútorným priemerom, az prednej nepohyblivej časti, do ktorej zasahuje druhý koniec volné otočné uloženej závitnice. Výhodné je tiež to, že závitnice je viacchodná, pričom jej stúpanie je rovné maximálnědlžke válcového plášťa. Výhodou zariadenia na predohreivanie vsádzky anorganických látok okrem spoločnýchvýhod, ktorými sa vyznačujú doteraz používané predohrievače vsádzky, je najma záruka piesto-vistosti toku predohriatej vsádzky pri jej súčasnom prefukovaní ako zrnitej fázy, co umožňujereguláciu rychlosti posuvu vsádzky, kontrolu doby zdržania vsádzky v zariadení ako aj jejteploty a tiež reguláciu hladiny skloviny, v dosledku čoho je možné zabezpečit automatickériadenie celého procesu predohrievania vsádzky.

Medzi výhody patří tiež nízká inštalačná výška zariadenia, nízká prašnost zariadeniadosahovaná hermetickým uzatvorením predohrievača vsádzky a vysoká tepelná efektivnost zaria-denia, ktorá je dokonca vyššia ako u samotnej taviacej pece. Ďalšou výhodou je, že predohrie-vač vsádzky nemusí byt nakloněný v smere postupu vsádzky, ale jeho os može zvierat s horizontál·nou rovinou uhol 0° až 30°.

Riešenie podlá vynálezu má univerzálně použitie vo vsetkých chemicko-inžinierskychprocesoch, kde je potřebné zvýšit entalpiu kusovej alebo granulovanej vsádzky anorganickýchlátok, či už v cementárstve, hutníctve a pod.

Na přiložených výkresoch je znázorněné příkladné usporiadanie zariadenia na vykonávaniesposobu predohrievania vsádzky anorganických látok, kde na obr. 1 je zariadenie v čiastočnomřeze, na obr. 2 je priečny rez otočnou častou predohrievača vsádzky, na obr. 3 je detailutesnenia pohyblivéj a nepohyblivej časti predohrievača vsádzky a na obr. 4 je detail ukonče-nia skrutkovice so středovou trubkou.

Vsádzka sklářského kmeňa pre výrobu skloviny Eutal lisovaná do granúl mandlovitéhotvaru gravitačno-mechanicky premiešavaná sa prefukuje odpadnými spalinami o te^lote 770 Cprotiprúdrie tak, že prúd spalin, ktorý je trojchodou závitnicou predohrievača vsádzky rozdě-lený na tri vetvy, predohrieva v sérii za sebou v každej vetve tri vrstvy granulovanejvsádzky. Sučasne je teda predohrievaných devat vrstiev granulovanej vsádzky. Příkladné usporiadanie zariadenia znázorněné na obr. 1 pozostáva z odbočky 2 Pre odběrspalin, prechádzajúcich z predhrievača vzduchu _1 do odtahového komína 2^ vyústujúcej dospalovacej komory 5 opatrenej pomocným horákom 6, ktorá je cez rozšířené koleno T_ napojenána predohrievač 9 vsádzky, pozostávajúci z otáčavej časti 45 tvorenej válcovým plášťom30, trojchodou závitnicou 32 s troraa závitmi a středovou trubkou 33 navzájom pevne zvarenými,zadnej nepohyblivej časti 25, do ktorej zasahuje jeden koniec volné sa otáčajúcej závitnice32, ktorej výška v tejto časti koresponduje s jej vnútorným priemerom, a prednej nepohybli-vej časti 44, do ktorej zasahuje druhý koniec volné sa otáčajúcej závitnice 32. Na zadnúnepohyblivá část 25 je připojené odtahové potrubie 10 so škrtiacou klapkou 11 ovládanou 4 CS 266 256 Bl sor voino tor oni 12 opatřené vzduchovým potrubím 15 na prisávanie chladného vzduchu s regulač-nou klapkou I (> «·, von t ί I/i I orojn 14. Odtahové potrubio 10 vyúsťuje do odlučovaca 17 opatřené-ho komínom J9 driom s výpusťou 18. bo horné j ě.inLi zadně j nepohyblivej čant.i 25 vyúsťuje·' ’':yp.u · f ? Ι'.ιΙ» Ιο .μ l: I i c’h< > ni» ί · h a n i zntu 22. Prodná nepohyblivá časť 4 4 je opatřená v doinejčasti zakládacím poltuhtm 41, v kloiout |<> tipovm-ný dvojily zvonovilý uzúvei 4/. Knktadaetepotrubi.e 4 1_ vyúsťují? do taviaceho agregátu 2 6.

Vsádzka anorganických látok, ktorou je sklářsky kmen skloviny Kutal lisovaný do granulmandlovítého tvaru priemeru 21 mm, je dopravovaná visutou dopravníkovou dráhou 20 v kontaj-neroch 2JL do zakladacieho zariadenia 22. Pretože v predohríevacom zariadení je podtlak,je násypka 23 zakladacieho zariadenia 22 uzatvorená a otvára sa iba přepad 24 váhou zaklada-nej vsádzky, ked sa násypka _?3 naplňuje a potom sa ihned uzatvorí. Vsádzka zo zakladaciehozariadenia 22 napojeného na ovládací a regulačný člen 46 zakladania, určujúci rychlostzakladania, padá zosýpacím žlabem 40 do zadnej nepohyblivej časti 25, predohrievača 2vsádzky, z ktorej je odoberaná do nej zasahujúcou trojchodou závitnicou 32 o troch závitoch.Zadná nepohyblivá časť 25_ je spojená pomocou axiálně tesniacich komorok 34 s válcovým plášťom_3_U. Válcový plášť 30 je vyrobený zo žiaruvzdornej ocele a -je obalený vláknitou izoláciou31 za účelorn zníženia tepelných strát stěnami zariadenia. Válcový plášť 30, závitnica 32a středová trubka 33 predohrievača 9 vsádzky tvoria koinpaktný celok, ktorý je uložený otočnéna valěekoch 35 prostredníctvom obručí 36 zapadajúcich do drážky valčekov 35.

Na jednom valečku 3_5 je připevněný pohonný mechanizmus 4 3, ktorý je poháňaný elektro-rnotorom 3 7 ovládaným cyklovacím zariadenírn 39 cez variátor 38, čím je pohyblivá časť 4 5predohrievača 9 vsádzky otáčaná. Otáčajúca sa závitnica 32 predohrievača 9 vsádzky odoberázo zadnej nepohyblivej časti 25 granulované vsádzku, ktorá sa vplyvom gravitácie a pohybomzávitnice 3_2 premiešava a posúva presýpaním v doinej časti predohrievača 9 vsádzky smeromdopředu. Po přechode predohrievačom 9 vsádzky vypadává vsádzka zakládacím potrubím 41 ústiacimdo taviaceho agregátu 26 na hladinu 28 skloviny. Proti priamernu prenikaniu horácích spalinz taviaceho agregátu 26 do predohrievača 9 vsádzky slúži dvojitý zvonovitý uzávěr 42,v ktorom sa postupné otvára vždy len jeden uzávěr a tak nedochádza k prefukovaniu horácíchspalin. Dolný koniec zakladacieho potrubia 41 zasahujúci do taviaceho agregátu 26 je zvonkuchráněný izoláciou 27 zo žiaruvzdorného materiálu a zvnútra je chladený vodou. Horúce spalinyvznikajúce pri tavení skla v taviacom agregáte 26 predchádzajú predohríevačom J. vzduchu do odtaho-vého komína 2. V odťahovoin komíne 2 je odbočka 3 pre odběr spalin do predohrievača 9 vsádzky.Teplota spalin sa snímá prvým snímacím termočlánkom 4 . Spaliny potom postupujú cez spalovaciukomoru 5 s pomocným horákom 6 do rozšířeného kolena 7 s druhým meracím termočlánkom 8, ktoré jepomocou axiálnych tesniacich komorok 34 spojené s prednou nepohyblivou častou 44 predohrievača9 vsádzky a tak vstupuji! do otáčajucej sa části 4 5 predohrievača 2 vsádzky, kde prichádzajú dostyku s vrstvou granulovanej vsádzky, pohybujácej sa opačným smeromv spodnej časti závitnice32, čím spaliny protiprúdne prefukujú vsádzku ako těsnu vrstvu. Pri prefukovaní vrstvyvsádzky sa najviac zohrieva časť vsádzky, ktorá je najbližšie ku stredovej trubke 33.

Vplyvom otáčania sa tato vsádzka od stredovej trubky 33 presýpa k válcovému plášťů 30 ana jej miesto presýpa zasa vsádzka chladná z hornej časti vrstvy od válcového plášťa30. Týmto procesem dochádza k premiešavaniu rozdielne predohriatych vrstiev vsádzky, a - tým k hoiuoqóiinmiiu oblevu celej vrstvy. Po prefuknutí prvej vrstvy a čiastočnom ochladení spaliny ptechadzajά prázdnou hornou časťou závitnice 32 do dalsej vrstvy a takto postupnéje prefukovaných všetkých deváť vrstiev, ktoré vytvořila trojchodá závitnica 32 o troch závitoch. * Teplota predohrievanej vsádzky před vstupom do taviaceho agregátu 26_ je snímaná druhým snímacím termočlánkom 29 umiestneným v doinej komoře dvojitého zvonovitóho uzávěru 42. Po predohriatí všet-kých vrstiev už ochládané spaliny na teplotu 150 až 250 °C odchádzajú odťahovým potrubím 10cez odtahový ventilátor 14_ do odlučovaca 17 s komínom 19. V odťahovom potrubí 10 je zabudova-ná škrtiaca klapka Π ovládaná servomotorem 1_2 podía teploty spalin zmeraných druhým meracímtermočlánkom 13. Pri zvýšení teploty spalin sa škrtiaca klapka 11 uzatvára a zmenšuje ichpriotokové množstvo. Týmto spósobom je chráněný před prehriatím odtahový ventilátor 14vytvArajúci podtlak v celom predohrievacom zariadení. Ako zabezpečovací prvok slúži vzduchovépotrubie 15 na prisávanie chladného vzduchu s regulačnou klapkou 16, ktorá sa otvára pri

Claims (2)

1. CS 266 256 Bl 5 zvyšovaní teploty spalin nad 250 °C před vstupom do ventilátore 14. Tento stav móže nastat len pri zastavení činnosti predohrievača 9 vsádzky, ked vsádzka přestane ochladzovať spaliny Spaliny z vnil i lntora 14 ve had z a ) ú do od 1učovača 17, kde je cez výpusť 18 pre tržité vy- púšťaný úlet r. iiiožnnnfou jeho opat ovného spí acovania, a komfnom 1_9 odchádzajú do ovzdušia. P P K I) M I,' T V Y N A b b Z V

   1. Zariadenie na predohrievanie vsádzky anorganických látok, predovšetkým mineráinych,granulovaných alebo kusových, najma vsádzky granulovaného sklářského kmeňa protiprúdneprefukovanoj spalinami, pozostávajúce z prívodného potrubia spalin, predohrievača vsádzkyotočné uloženého prostředníctvom obručí zapadajúcich do drážok valčekov na pevnom základe,odtahového potrubia, zakladaeieho mechanizmu vsádzky a zakladacieho potrubia predohriatejvsádzky vyznačujúce sa týni, že predohrievač (9) vsádzky pozostáva z otočnej časti (45)tvorenej válcovým plástem (30) pevne spojeným so závitnicou (32) upevněnou na stredovejtrubko (33) prechádzajúcej pozdlžnou osou válcového plášta (30), zo zadnej nepohyblivejčasti (25), do ktorej zasahuje jeden koniec volné otočné uloženej závitnice (32), ktorejvýška v zadnej nepohyblivej časti (25) koresponduje maximálně s jej vnútorným priemerom, a prednej nepohyblivej časti (44), do ktorej zasahuje druhý koniec volné otočné uloženejzávitnice (32).
2. 2. Zariadenie podlá bodu 1 vyznačujúce sa tým, že závitnica (32) je viacchodná, pričomjej stúpanie je rovné maximálně dlžke válcového plášta (30). 2 výkresy