PL169641B1 - Urzadzenie do rozdzielania sproszkowanych materialów stalych oraz piec pionowy do wypalania sproszkowanych materialów stalych PL PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie do rozdzielania sproszkowanych materialów stalych, transportowanych pneumatycznie w przekroju pierscienio- wym o duzej srednicy, znamienne tym, ze zawiera cylindryczna komore (32) o osi pionowej lub zblizonej do pionowej, zamknieta na swoim koncu górnym, której przekrój plaszczyzna prostopadla do osi urzadzenia, ma pole, które jest stale w swojej czesci górnej, a nastepnie zmniejsza sie stopniowo az do jego konca dolnego, w którym jest pierscieniowy otwór (28) wyjscia lub szereg otworów (128) regularnie rozmieszczonych na okregu, przy czym przewód (40) doprowadzajacy strumien gazu transportujacego materialy sta- le, jest polaczony z czescia górna komory tak, ze strumien przeplywa do tej komory w kierunku w przyblizen i u promieniowym 10 Piec pionowy do wypalania sproszkowanych materia- lów stalych zawierajacy komore spalania umieszczona na stropie pieca oraz elementy do wprowadzania materialów stalych do pieca, znamienny tym, ze wspomniane elementy zawieraja cylindryczna komore (32) otaczajaca komore spalania (14), przy czym cylindry- czna komora (32) jest zamknieta na swoim górnym koncu i jej przekrój plaszczyzna prostopadla do jej osi ma pole, które jest stale w swojej czesci górnej, a nastepnie zmniejsza sie stopniowo az do jego konca dolnego, w którym jest pierscieniowy otwór (28) wyjscia l ub szereg otworów (128) regularnie rozmieszczonych na okregu, przy czym przewód (40) doprowadzajacy strumien gazu transportu- jacego materialy stale jest polaczony z czescia górna komory tak, ze s trumien przeplywa do tej komory w kierunku w przyblizeniu promieniowym. FIG. 1 PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do rozdzielania sproszkowanych materiałów stałych oraz piec pionowy do wypalania sproszkowanych materiałów stałych.

Znane liczne sposoby przetwarzania surowców zawierają etap obróbki cieplnej, niekiedy połączony z reakcją chemiczną z gazem. Maksymalną skuteczność wymiany ciepła i reakcji chemicznej otrzymuje się wówczas, gdy doprowadzi się do zetknięcia z gazem materiały stałe w postaci rozdrobnionej.

Występuje to w szczególności, w przypadku wypalania lub wstępnego wypalania surowców przy wytwarzaniu klinkieru cementowego. W tej operacji stosuje się na ogół piece pionowe mające symetrię obrotową i wyposażone w jeden lub kilka palników i środki do wprowadzania materiałów stałych do pieca i do ich rozproszenia w gorących gazach wytworzonych przez jeden lub kilka palników. Trudno jest dokonać prawidłowego rozproszenia materiałów stałych w gazie zwłaszcza wówczas, gdy piec ma dużą średnicę (większą niż 2 m). Można mnożyć punkty wprowadzania materiałów do pieca, ale równomierne rozdzielenie strumienia gorących materiałów stałych między kilka wejść stwarza problemy, które są nie do rozwiązania w sposób zadowalający. Proponowano wprowadzenie materiałów stałych zawieszonych w strumieniu gazu przechodzącego stycznie do pieca ale to rozwiązanie stwarza niedogodność odwirowywania materiałów stałych, które powoduje segregację granulometryczną, a w wyniku różne obróbki cząstek zależnie od ich wielkości.

Zgodnie z innym znanym rozwiązaniem wprowadza się materiały stałe zawieszone w strumieniu gazu, do pieca o przekroju pierścieniowym, który otacza płomień z palnika, i którego główny kierunek przepływu jest równoległy do kierunku przepływu gazu stanowiącego płomień tak, aby utworzyć ruchomą osłonę z materiałów wokół płomienia i lepiej wykorzystać jego promieniowanie do obróbki materiałów. Maksymalną skuteczność osiąga się wówczas, gdy materiały są rozdzielane w sposób gesty i regularny na niewielkiej grubości wokół płomienia. Każda nieregularność rozdziału tworzy nieciągłość osłony i może spowodować miejscowe przegrzewanie.

Celem wynalazku jest wykonanie urządzenia umożliwiającego jednorodny rozdział materiałów stałych w przekroju pierścieniowym. To urządzenie może być w szczególności używane do stosowania sposobu zasilania materiałami stałymi pieca do wypalania opisanego powyżej.

Celem wynalazku jest także dostarczenie pieca pionowego zawierającego komorę spalania umieszczoną na stropie pieca i urządzenie do wprowadzania obrabianych materiałów stałych umieszczone współosiowo z komorą spalania.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera cylindryczną komorę o osi pionowej lub zbliżonej do pionowej, zamkniętą na końcu górnym, której przekrój płaszczyzną prostopadłą do osi, ma pole stałe w swojej części górnej, a w części dolnej zmniejszające się stopniowo aż do swojego końca dolnego, w którymjest usytuowany pierścieniowy otwór wyjścia lub szereg otworów regularnie rozmieszczonych na okręgu, przy czym przewód doprowadzający strumień gazu transportującego materiały stałe, jest połączony z częścią górną komory tak, ze strumień ten wpływa do tej komory w kierunku w przybliżeniu promieniowym.

Korzystnie, stosunek pola przekroju prostego górnej części cylindrycznej komory do pola pierścieniowego otworu lub całkowitego pola tych otworów jest większy od 3.

Korzystne jest również gdy stosunek pola przekroju prostego górnej części cylindrycznej komory do pola przekroju przewodu doprowadzającego strumień gazu transportującego materiały stałe jest większy od 3.

Korzystnie górna część komory jest ograniczona przez dwie ścianki cylindryczne wewnętrzną i zewnętrzną, których osie pokrywają się lub których osie są przesunięte. W tym ostatnim przypadku odległość między osiami nie powinna być większa niż 0,3 różnicy między promieniami wewnętrznymi ścianek wewnętrznych i zewnętrznych komory.

169 641

Korzystnie części dolne zbiegających się cylindrycznych ścianek komory są ukierunkowane tak, aby utworzyć strumień pierścieniowy o postaci cylindrycznej lub stożkowej lub rozszerzonej, a pierścieniowy otwor wyjścia jest zaopatrzony w łopatki ukierunkowane tak, aby nadawać strumieniowi gazu ruch obrotowy wokół osi urządzenia, strumieniem gazu wypływającym przez ten otwór.

W przypadku, w którym pierścieniowy otwór jest zastąpiony przez szereg otworów, te otwory są usytuowane na końcu krótkich kanałów skierowanych tak, aby wytworzyć strumień gazu o żądanym kształcie i ewentualnie nadających mu ruch obrotowy.

Przewód do doprowadzania strumienia gazu przenoszącego materiały stałe, może być zastąpiony przez dwa lub więcej przewodów o równoważnym przekroju całkowitym połączonych z częścią górną komory tak, aby strumienie gazu prowadzone przez te przewody przepływały do tej komory w kierunkach w przybliżeniu promieniowych.

Piec pionowy do wypalania sproszkowanych materiałów stałych zawierający komorę spalania umieszczoną na stropie pieca oraz elementy do wprowadzania materiałów stałych do pieca według wynalazku charakteryzuje się tym, że elementy te zawierają cylindryczną komorę otaczającą komorę spalania, przy czym cylindryczna komora jest zamknięta na swoim końcu górnym, i jej przekrój płaszczyzną prostopadłą do jej osi, ma pole, które jest stałe w swojej części górnej, a następnie zmniejsza się stopniowo aż do jego końca dolnego, w którym jest pierścieniowy otwór wyjścia lub szereg otworów regularnie rozmieszczonych na okręgu, przy czym przewód doprowadzający strumień gazu transportującego materiały stałe, jest połączony z częścią górną komory tak, że strumień przepływa do tej komory w kierunku w przybliżeniu promieniowym.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia piec do wstępnego wypalania, o osi pionowej, wyposażony w rozdzielacz według wynalazku, w przekroju osiowym, fig. 2 - strop pieca z pierścieniowym otworem wylotowym rozdzielacza w widoku z dołu, z przekrojem przez ściankę zewnętrzną rozdzielacza, a fig. 3 - rirggi r>rzykład wyknnani a rozwiązani a przedstawinneoon ffig. 2 w poobbyym wiooku.

Piec 10, którego tylko górna część jest prrndstnwikan na fig. 1, jest przeznaczony do stosowania do wstępnego wypalania surowców w instalacji do wytwarzania ΟΙ^Ο^ομ przez suszenie. Otrzymuje się wstępnie ogrzewane surowce w postaci mączki, i zasila się obrotowy pinc rurowy, w którym jest przeprowadzone wypalanie surowców, Otórn są przekształcane w OlmOier.

Ten piec ma symetrię obrotową, a jego oś jest pionowa. Jest on ogrzewany przez palnik 12 stanowiący wyposażenie komory spalania 14 umieszczonej na stropie pieca w jego środku. Ten palnik wytwarza płomień 16, który rozprzestrzenia się w kierunku -ołu pieca.

Surowce M, doprowadzane z wstępnego ogrzewacza, są wprowadzane Oo pieca za pośrednictwem rooOzizlaczn 18. Surowce te są zawieszone w strumieniu gazu krążącego przewodem 40 połączonym promieniowo z rozdzielaczem i są transportowane pneumatycznie aż do tego rozdzielacza. Gazem może być gorące powietrze pochodzące ze schłodzenia klinkieru, lub gaz wylotowy z obrotowego pieca.

Rozdzielacz 18 jest pierścieniowy, i jest zmontowany na piecu 10 wokół komory spalania 14 a jej oś jest współosiowa z osią pieca. Jest on utworzony w swojej części górnej i środkowej przez dwie współosiowe cylinOrzcone ścianki 20 i 22, a w swojej części dolnej przez dwie ścianki 24 i 26, które zbiegają się tworząc na końcu dolnym rozOoielncon pierścieniowy otwór 28 wyjścia, który ma wylot w piecu. Górny rooOoielncrn jest zamknięty pokrywą 30.

Każda ścianka 24 i 26 jest utworzona z dwóch obrotowych stożków ściętych, których zbieżności są dobrane w zależności od żą0nbngo kształtu strumienia gazu wytwarzanego w piecu. W przedstawionym przykładzie są one wybrane tak, aby wytworzyć wyOrążony strumień stożkowy.

Wnętrze rorOoielaczn tworzy komorę 32, której prosty przekrój płaszczyzną prostopadłą -o osi rozOrielacza, ma pole, które jest stałe w częściach górnej i środkowej, i zmniejsza się stopniowo w części dolnej, aż -o wyjściowego otworu 28. Stosunek pola przekroju prostego części górnej komory 32, do pola wyjściowego otwoiri' 28; jest większy od 3. Stosunek pól przekrojów prostych części górnej komory 32 i przewodu 40 jest także większy od 3.

169 641

Na swoim końcu dolnym, ścianki 24 i 26 są rozparte łopatkami 34, które polepszają mechaniczną sztywność zespołu. Te łopatki mogą być usytuowane pionowo lub mogą być nieco nachylone aby wprowadzić strumień gazu wychodzący z rozdzielacza, w ruch obrotowy o niewielkiej prędkości.

W innym przykładzie wykonania, pierścieniowy otwór 28 może być zastąpiony przez szereg otworów 128 usytuowanych na kole, jak to przedstawiono na fig. 3. Te otwory stanowią wyjście krótkich kanałów ukierunkowanych tak, aby tworzyć wydrążone strumienie gazowe o żądanej postaci, stożkowej, cylindrycznej lub rozszerzonej, a ewentualnie tak, aby nadawać strumieniowi ruch obrotowy, o niewielkiej prędkości. Całkowite pole tych otworów powinno być wystarczające aby zespół wypływających strumieni pojedynczych tworzył w niewielkiej odległości od rozdzielacza, strumień o przekroju kołowym, bez nieciągłości. W tym celu te kanały mogą mieć przekrój wzrastający stopniowo z wnętrza rozdzielacza na zewnątrz. Przewód zasilający 40 rozdzielacza może być zastąpiony jeśli to konieczne, przez dwa lub więcej przewodów o całkowitym przekroju równoważnym, których osie są usytuowane podobnie jak oś przewodu 40, w płaszczyznach zawierających oś rozdzielacza, i które mają wyloty w rozdzielaczu w punktach rozmieszczonych na kole, w oddaleniu od siebie. Należy jednakże zauważyć, że wówczas, gdy źródło materiałów obrabianych jest pojedyncze, jest korzystny transport pneumatyczny całego wydatku surowców aż do rozdzielacza za pomocą tylko jednego przewodu.

Ponieważ w opisanym powyżej przykładzie wykonania, piec i rozdzielacz mają oś pionową, rozdzielacz według wynalazku, może być także stosowany w różnych położeniach mając oś nachyloną względem pionu. Kąt, który tworzy jego oś z pionem nie może jednakże przekraczać 30°.

Dwie cylindryczne ścianki 20 i 22 zamiast być współosiowe, mogą mieć osie przesunięte względem siebie, przy czym oś pierścieniowego otworu 28 pokrywa się z jedną z osi lub jest przesunięta względem obydwu osi. Część dolna komory 32 jest wówczas ograniczona przez ścianki o powierzchni stożkowej, której osie tworzą z osiami ścianek 20 i 22 kąty, których wielkość jest funkcją przesunięcia tych ostatnich względem osi otworu 28. Przesunięcie względem siebie osi części cylindrycznych ścianek komory nie powinno być większe od 0,3 różnicy między promieniami wewnętrznymi ścianek wewnętrznych i zewnętrznych komory.

Kształt i wymiary rozdzielacza umożliwiają nadanie niewielkiej prędkości w części górnej komory 32. Na przykład dla prędkości gazu w przewodzie 40, zawartej w granicach 12-25 m/s, prędkość średnia w prostym przekroju części górnej komory 32 jest mniejsza od 5 m/s. Ta mała prędkość jak również promieniowe wejście do rozdzielacza, powoduje uniknięcie segregacji spowodowanej odwirowaniem ogólnym lub miejscowym.

Jako inne zalety rozdzielacza według wynalazku można wskazać: możliwość prawidłowego działania przy dużych ładunkach surowców (wyższych od 1 kg/kg gazu); mała wrażliwość na zmiany wydatków i na niespodziewane trudności (należy zauważyć, że nachylenie ścianek 24 i 26 są większe od kąta naturalnego stoku obrabianych surowców aby uniknąć nawarstwiania); możliwość pojedynczego zasilenia w dowolnym punkcie obwodu; możliwość powodowania na wyjściu rozdzielacza, ruchu obrotowego strumienia gazu, z prędkością wybraną w funkcji zdolności urządzenia zasilającego; łatwości wykonania wynikające z prostoty kształtów w przypadku, w którym wyroby mają wysoką temperaturę a ścianki rozdzielacza muszą być chronione od wewnątrz powłoką ogniotrwałą.

169 641

FIG.1

FIG.a

FIG 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do rozdzielania sproszkowanych materiałów stałych, transportowanych pneumatycznie w przekroju pierścieniowym o dużej średnicy, znamienne tym, że zawiera cylindryczną komorę (32) o osi pionowej lub zbliżonej do pionowej, zamkniętą na swoim końcu górnym, której przekrój płaszczyzną prostopadłą do osi urządzenia, ma pole, które jest stałe w swojej części górnej, a następnie zmniejsza się stopniowo aż do jego końca dolnego, w którym jest pierścieniowy otwór (28) wyjścia lub szereg otworów (128) regularnie rozmieszczonych na okręgu, przy czym przewód (40) doprowadzający strumień gazu transportującego materiały stałe, jest połączony z częścią górną komory tak, że strumień przepływa do tej komory w kierunku w przybliżeniu promieniowym.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że stosunek pola przekroju prostego górnej części cylindrycznej komory (32) do pola pierścieniowego otworu (28), lub do całego pola otworów (128) jest większy od 3.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że stosunek pola przekroju prostego górnej części cylindrycznej komory (32) do pola przekroju przewodu (40) doprowadzającego strumień gazu transportującego materiały stałe, jest większy od 3.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że górna część cylindrycznej komory (32) jest ograniczona przez dwie ścianki cylindryczne, wewnętrzną cylindryczną ściankę (20) i zewnętrzną cylindryczną ściankę (22), których osie pokrywają się.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że górna część cylindrycznej komory (32) jest ograniczona przez dwie ścianki, których osie są przesunięte o długość nie większą niż 0,3 różnicy między promieniami wewnętrznymi ścianek wewnętrznych i zewnętrznych komory.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że dolne części (24, 26) cylindrycznych ścianek ograniczających górną część cylindrycznej komory (32) są ukierunkowane tak, żeby utworzyć strumień gazu o przekroju pierścieniowym w postaci cylindrycznej albo stożkowej albo rozszerzonej.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że pierścieniowy otwór (28) jest zaopatrzony w łopatki (34) skierowane tak, aby nadawać strumieniowi gazu, ruch obrotowy wokół osi urządzenia strumieniem gazu wypływającym przez ten otwór.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że otwory (128) są usytuowane na końcu krótkich kanałów skierowanych tak, aby wytworzyć strumień gazu o żądanym kształcie i aby nadawać strumieniowi gazu, ruch obrotowy wokół osi urządzenia.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1 albo 3, znamienne tym, że przewód (40) jest zastąpiony przez dwa lub więcej przewodów o równoważnym przekroju całkowitym, połączonych z częścią górną komory (32) tak, że strumienie gazu prowadzone przez te przewody przepływają do tej komory w kierunkach w przybliżeniu promieniowych.
10. 10. Piec pionowy do wypalania sproszkowanych materiałów stałych zawierający komorę spalania umieszczoną na stropie pieca oraz elementy do wprowadzania materiałów stałych do pieca, znamienny tym, że wspomniane elementy zawierają cylindryczną komorę (32) otaczającą komorę spalania (14), przy czym cylindryczna komora (32) jest zamknięta na swoim górnym końcu i jej przekrój płaszczyzną prostopadłą do jej osi ma pole, które jest stałe w swojej części górnej, a następnie zmniejsza się stopniowo aż do jego końca dolnego, w którym jest pierścieniowy otwór (28) wyjścia lub szereg otworów (128) regularnie rozmieszczonych na okręgu, przy czym przewód (40) doprowadzający strumień gazu transportującego materiały stałe jest połą169 641 czony z częścią górną komory tak, że strumień przepływa do tej komory w kierunku w przybliżeniu promieniowym.