* ***-! Twórcawynalazku: Józef Strzelski Uprawniony z patentu: „Chemadex" Przedsiebiorstwo Projektowania i Dostaw KompletnychObiektów Przemyslowych w Warszawie Oddzial w Krakowie, Kraków (Polska) Urzadzenie do kalcynacji bikarbonatu w procesie wytwarzania sody amoniakalnej i Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do kalcynacji bikarbonatu w procesie wytwarzania sody amoniakalnej Na2CC3 (zwanej równiez soda kalcynowana).Znane urzadzenie do kalcynacji ma wchodzacy w jego sklad i tworzacy z nim integralna calosc - mieszalnik 5 slimakowy jedno- lub dwuwalowy, który miesza bikarbo- nat z soda zwrotna i podaje mieszanke do bebna tego urzadzenia. Bikarbonat i soda zwrotna sa dozowane do koryta mieszalnika od góry, a w pokrywie mieszalnika znajduje sie równiez króciec dla odprowadzenia gazów io (CO2 -I- para wodna). Mieszalnik ma wlasny naped, zas pomiedzy mieszalnikiem a kalcynatorem znajduje sie spe¬ cjalne uszczelnienie - nieruchome od strony mieszalnika i obrotowe od strony bebna kalcynatora. Zasadniczym elementem znanego urzadzenia do kalcynacji jest beben 15 obrotowy; beben ten ma trwale polaczony z nim rurowy uklad grzewczy, zlozony z pojedynczych rur uzebrowa- nych, których jedne konce sa przyspawane do komory parowej, a drugie zaslepione. Rury te sa usytuowane kon¬ centrycznie w przekroju kolowym bebna, równolegle do osi 20 podluznej bebna.Do wad i niedogodnosci urzadzen do kalcynacji nalezy w pierwszym rzedzie integralne polaczenie mieszalnika z bebnem oraz nieskuteczne i trudne eksploatacyjne odpo¬ wietrzanie rur ogrzewczych i odprowadzanie z tych rur 25 grzewczych kondensatu. Kompensacja temperaturowa ukladu grzewczego, stanowiacegomonolityczna konstruk¬ cje z bebnem, jest bardzo skomplikowana, zaswymiana rur grzewczych utrudniona. Uszczelnienie polaczen ruchome¬ go bebnawurzadzeniu do kalcynacji z nieruchoma komora 30 mieszalnika i komora wyladowcza sodyjest malo skutecz¬ ne, co powoduje, ze czesto przez powstale w trakcie ruchu nieszczelnosci soda wydostaje sie z kalcynatora na ze¬ wnatrz, zas powietrze przedostaje sie do jego wnetrza, obnizajac koncentracje CO2 w gazach wylotowych.Urzadzenie do kalcynacji wedlug wynalazku jest zlozo¬ ne z trzech zespolów zespolu bebna, zespolu komory zala¬ dowczej i zespolu komory wyladowczej, przy czym zespoly te sa oddzielne i w czasie, gdy zespól bebna wykonuje rotacje (to znaczy obrót okolo stalej osi) zespól komory zaladowczej i zespól komory wyladowczej sa nieruchome, natomiast w czasie, gdy zespól bebna jest nieruchomy, to jest przed rozpoczeciem rotacji przez zespól bebna lub po jej zakonczeniu, zespólkomory zaladowczej i zespólkomo¬ ry wyladowczej, po odlaczeniu od zespolu bebna, moze wykonac translacje (to znaczy przesuniecie liniowe w kie¬ runku osi zespolu bebna).Zespól bebna obrotowego ma segmentowy wymiennik ciepla, zlozony z segmentów rurowych (korzystnie w licz¬ bie dwunastu), montowanych w bebnie przez azurowe dno od strony komory wyladowczej. Segmenty skladaja sie z uzebrowanych rur jednakowej dlugosci zagietych w ksztalcie litery „U" od strony komory zaladowczej, oraz nierozbieralnej glowicy od strony komory wyladowczej.Liczba rur jest zalezna od zadanego stopnia wymiany ciepla. Z glowica sa sztywno polaczone zakonczenia rur i ta glowica stanowi puszke w ksztalcie pryzmatycznego wy-* cinka walcowego. Glowica jest przedzielona przegroda walcowa, wspólosiowa z osia bebna i ma komore parowa w strefie polozonej blizej plaszcza bebna oraz komore 91 15091 150 3 kondensatu polozona w strefie blizszej osi bebna. Komory parowe i komory kondensatu glowic wszystkich segmen¬ tów rurowychsa odpowiedniopolaczone ukladem kolekto¬ rów pary, zewnetrznych i wewnetrznych, oraz kolektorów kondensatu, zewnetrznych i wewnetrznych w ksztalcie litery „U", z centralna rura doprowadzajaca pare i z umie¬ szczona w niej wspólosiowo centralna rura odprowadzaja¬ ca kondensat. Beben od strony komory zaladowczej jest zakonczony dennica stozkowa z pierscieniem biezniko¬ wym stozkowym, w którym znajduje siewybranieobwodo¬ we dla uszczelnienia pierscieniowego, zas od strony komo¬ ry wyladowczej bebenjest zakonczony dnem plaskim zao¬ patrzonym w króciec stozkowo-walcowy i pierscien biez- nikowo-stozkowy, w którym znajduje sie wybranie obwo¬ dowe dla uszczelnienia pierscieniowego.Zespól komory zaladowczej sklada sie z tworzacego te komore kolana rurociagowego, odprowadzajacego gaz z bebna, zaopatrzonego w sztywno polaczony z tym kola¬ nem króciec doprowadzajacy do bebna mieszanke bikar- bonatu i sody zwrotnej, oraz z wózka podtrzymujacego te komore. W wybraniu obwodowym kolnierza dociskowego, stanowiacego zakonczenie komory od strony bebna, znaj¬ duje sie uszczelnienie pierscieniowe, korzystnie teflonowe, polaczenia komory z bebnem. Komora zaladowcza jest zawieszona sprezysciena pierscieniubieznikowym stozko¬ wym bebna przy pomocy stozkowych kól jezdnych, zamo¬ cowanych w polaczonym z kolnierzem i kolanem ukladzie elastycznego prowadzenia tych kól. Komora ta jest oparta sprezysciena wózku przy pomocy ukladu amortyzujacego.Zespól komory wyladowczej sklada sie z tworzacego te komore zbiornika walcowego, przechodzacegou dolu w os¬ troslupowy zsyp sody. W wybraniu obwodowym tarczy, stanowiacej zakonczenie komory od stronybebna znajduje sie uszczelnienie pierscieniowe, korzystnie teflonowe, po¬ laczenia komory z bebnem. Pomiedzy komora a glGwica parowa znajduje sie elastyczne uszczelnienie, korzystnie z tkaniny azbestowej, zamocowane do tarczy komory pier¬ scieniem dociskowym a do glowicy zaciskiem pierscienio¬ wym. Komora wyladowcza jest zawieszona sprezycie na pierscieniu bieznikowym stozkowym krócca stozkowo- walcowego bebna przy pomocy stozkowych kól jezdnych, zamocowanych w polaczonym z tarcza i zbiornikiem ukla¬ dzie elastycznego prowadzenia tych kól, oraz ta komora jest oparta sprezyscie nawózku przy pomocy ukladu amor¬ tyzujacego.Urzadzenie do kalcynacji wedlug wynalazku zapewnia samokompensacje temperaturowa w U-rurowych elemen¬ tach segmentów rurowych, oraz w kolektorach tych seg¬ mentów, równiez U-rurowych, a takze samoodpowietrza- nie sie i samoczynne odprowadzenie kondensatu dzieki usytuowaniu komór kondensatu ponizej komór parowych.Wydzielenie poza beben kalcynatora mieszalnika bikarbo- natu i sody zwrotnej, oprócz usuniecia wad i niedogodnosci wystepujacych w omówionych wczesniej znanych rozwia¬ zaniach, eliminujeczesteawariepekania walówmieszalni¬ ka. Do korzystnych skutków technicznych i techniczno- uzytkowych rozwiazania wedlug wynalazku nalezy rów¬ niez zaliczyc oszczednosci materialowe wynikajace z no¬ wej konstrukcji kalcynatora i ukladu transportowego oraz budynku kalcynacji, znaczny wzrost wydajnosci linii kal¬ cynacji a takze mozliwosc czesciowych, sukcesywnych przeróbek istniejacych kalcynatorów na rozwiazanie we¬ dlug wynalazku, szczególnie wprowadzanie ruchomych komór-zaladowczej i wyladowczej.Urzadzenie do kalcynacji wedlug wynalazku przedsta¬ wi wiono w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie w pólprzekroju podluznym i w pólwidoku w rzucie z przodu, wraz z skladajacymi sie na calosc tego urzadzenia zespolami: bebna, komory zala- dowczej i komory wyladowczej; fig. 2 - segment rurowy, zasadniczy element bebna w urzadzeniu do kalcynacji, w przekroju podluznym w rzucie z przodu; fig. 3 - glowice segmentu rurowego w widoku z boku, z kierunku D ozna¬ czonego na fig. 2; fig. 4 - glowice segmentu w przekroju plaszczyzna E-E prostopadla do osi bebna, zaznaczona na fig. 2; fig. 5-segment rurowy w przekrojuplaszczyzna E-F prostopadla do osi bebna, zaznaczona na fig. 2; fig. 6 - czesc bebna z zamontowanym segmentem rurowym i ukla¬ dem kolektorów oraz z komorawyladowcza i glowicapary, w przekroju podluznym w rzucie z przodu oraz fig. 7 - beben do kalcynacji w pól przekroju plaszczyzna A-A prostopadla do osi tego bebna zaznaczona na fig. 1 oraz w cwiercprzekrojach, plaszczyznami B-B i C-C prostopa¬ dlymi do osi tego bebna, zaznaczonymi na fig. 1.Jak pokazano na fig. 1-7, urzadzenie do kalcynacji sklada sie z trzech oddzielnych zespolów: bebna 1, komory zaladowczej 2 i komory wyladowczej 3. Beben 1 sklada sie z walcowego plaszcza 4, wienca zebatego 5 napedu i piers¬ cieni tocznych 6. Wieniec 5 i pierscienie 6 wspólpracuja odpowiednio z przekladnia 7 napedu i rolkami tocznymi 8.Plaszcz 4 bebna 1 od strony komory zaladowczej 2 jest zamkniety dennica stozkowa 9 z otworem kolowym. Do obrzeza tego otworu dennicy 9 jest przymocowany piers¬ cien stozkowy 10 z wybraniem obwodowym na powierzch- ni czolowej dla uszczelnienia pierscieniowego 11, korzyst¬ nie teflonowego. Plaszcz 4 bebna 1 od strony komory wyladowczej 3 jest polaczony z dnem plaskim azurowym 12 majacym otwór kolowy. Dno 12 tworza zebra usztyw¬ niajace 14 i otwory 13 o ksztalcie wycinków kolowych. Do obrzeza plaskiego 15 otworu kolowego dna 12 jest trwale przymocowany, korzystnie przez spawanie, króciec stoz¬ kowo-walcowy 16. Obrzeze 15 jest polaczone z zebrami usztywniajacymi 14 poprzez piaste pierscieniowa 35. Na zakonczenie krócca 16 jest nasadzony pierscien stozkowy 40 17 z wybraniem obwodowym na powierzchni czolowej dla uszczelnienia pierscieniowego 18, korzystnie teflonowego.Zewnetrzne stozkowe powierzchnie pierscienia 10 i 17 stanowia prowadzenie stozkowych kól jezdnych 19 i 20, odpowiednio komoryzaladowczej 2 i wyladowczej 3 kalcy- 45 natora, umozliwiajac zarazem docisk uszczelnien 11 i 18.W sklad bebna 1 wchodza równiez identyczne segmenty rurowe 21, korzystnie w liczbie dwunastu, które lacznie tworza wymiennik ciepla tego bebna 1. Kazdy segment rurowy 21 jest wkladany do bebna 1 przez otwór 13 dna 12 50 i moze byc równiez ta droga wymontowany pojedynczo przy remoncie urzadzenia do kalcynatora. Kazdy segment rurowy 21 sklada sie z ukladu rur 22 i nierozbieralnej glowicy 23. Uklad rur segmentu 21 tworza uzebrowane rury 22, zagiete w ksztalcie litery „U", których liczba jest 55 zalezna od zadanego stopnia wymiany ciepla. Wszystkie U-rury 22 kazdego segmentu 21 sa jednakowej dlugosci.Nierozbieralna glowica wymiennikowa 23, korzystnie spawana, ma postac puszki o ksztalcie pryzmatycznego wycinka walcowego, ograniczonego plyta sitowa 24 i plyta 60 dennicowa 25, oraz plaszczem zewnetrznym 26, przy czym plyty 24 i 25 sa równolegle do siebie a prostopadle do osi bebna 1. Ksztalt przekroju glowicy 23 miedzy plytami 24 i 25 plaszczyzna prostopadla do osi bebna 1 odpowiada ksztaltowi wyciec 13 w azurowej plycie dna 12 bebna 1. Na 65 obrzezu plyty 25 znajduja sie otwory 27 sluzace do moco-91 150 wania tej plyty- i calej glowicy 23 segmentu rurowego 21- do kolnierza plaszcza 4 i do piasty pierscieniowej 35.Przegroda walcowa 28 dzielikomoreglowicy 23 nakomore parowa 29 usytuowana od strony plaszcza 4 bebna 1, i komore kondensatu30, usytuowanaod stronyosibebna 1.Wyloty rur22 kazdej warstwy U-rursa zamocowane w ply¬ cie sitowej 24 glowicy 23, przy czym wyloty rurzblizonych do plaszcza 4 bebna 1 sa polaczone z komora parowa 29, a wyloty rur zblizonych do osi bebna 1 - zkomora konden¬ satu 30. Nalezace do danego segmentu rurowego21 rury 22 sa na swej dlugosci mocowanew plaskich przegrodach 31, osadzonych na dwu plozachpodluznych32, którepo umie¬ szczeniu segmentu rurowego 21 w bebnie 1 kalcynatora sa laczone z plaszczem 4 tego bebna 1 przy pomocy srubo¬ wych uchwytów zaciskowych 33. Miedzy plyta dennicowa a dnem azurowym 12 znajduje sie uszczelnienie 34.Plyty dennicowe 25glowicy23segmentówrurowych21, po ich zamocowaniu w bebnie 1, tworza wraz z dnem azuro¬ wym 12 szczelna dennice plaska bebna 1. Do kazdego z segmentów rurowych 21 bebna 1, korzystnie w liczbie dwunastu doprowadza sie pare z wchodzacej w sklad komory wyladowczej 3 glowicy parowej 39, poprzez cen¬ tralna rure doprowadzajaca pare 38, zakonczona komora posrednia pary 40. W komorze 40 sa zamocowane zakon¬ czenia wewnetrznych kolektorów pary 41, w liczbiekorzy¬ stnie szesciu, wyprowadzonych przez obrzeze piaskie 15 dna azurowego 12 do przylaczy kolnierzowych 42, do których sa równiez doprowadzone zewnetrzne kolektory pary 43, doprowadzajace pare do komór parowych 29 glowicy 23. Kolektory wewnetrzne 41 i zewnetrzne 43pary maja ksztalt zblizony do litery „U".Odprowadzenie kondensatu z kazdego z segmentówru¬ rowych 21, po skondensowaniu sie pary w U-rurach tych segmentów 21, nastepuje z komór kondensatu 30, gdzie przedostaje sie kondensat wraz z gazami i skad sa wypro¬ wadzone zewnetrzne kolektory kondensatu 44, doprowa¬ dzajace kondensat przez przylacza 58 do wewnetrznych kolektorów kondensatu 45, biegnacych obok kolektorów pary 41 równiez w liczbie korzystnie szesciu. Kolektory zewnetrzne 44 i wewnetrzne 45 kondensatu maja takze ksztalt zblizony do litery „U". Kolektory 45 sa polaczone z komora posrednia kondensatu 46, stanowiaca zakoncze¬ nie centralnej rury odprowadzajacej kondensat 47, umie¬ szczonej wewnatrz centralnej rury doprowadzajacej pare 38. Poprzez glowice parowa 39 komory wyladowczej 3 kondensat jest doprowadzony do plaszcza grzewczego mieszalników bikarbonatu i sody zwrotnej. Odbiór sody z bebna 1 nastepujeprzy pomocy promieniowychprzegród segmentowych 36, umieszczonych w plaszczyznach prze¬ chodzacych przez os bebna 1, które to przegrody 36 sa polaczone z zebrami 14 dna azurowego 12 i z wysypem stozkowym37 sody. Poprzez króciec stozkowo-walcowy 16 soda przedostaje sie do komory wyladowczej 3. Komora zaladowcza 2 urzadzenia do kalcynacji sklada sie z kolana rurociagowego 48, polaczonego sztywno, korzystnie przez spawanie z króccem 49 doprowadzajacym mieszanke. Ko¬ lano 48 sluzydo odprowadzania zbebna 1 gazówpowstaja¬ cych w procesie kalcynowania, zas króciec 49do doprowa- .dzenia do komory 2 mieszanki bikarbonatu i sody zwrot¬ nej. Od stronybebna 1 kolano 48 ma kolnierz dociskowy 50, wktórego wybraniu obwodowym jest prowadzone uszczel¬ nienie pierscieniowe 11 polaczenia komory 2 z bebnem 1, korzystnie teflonowe. Mieszanka po wejsciu do komory 2 króccem 49 dostaje sie na rynne wibracyjna 51, osadzona w dolnej czesci kolana 48 przy pomocy amortyzatorów 52, 6 korzystniegumowych, i wprawiana w drganiawibratorem 53. Komora 2 jest zawieszona sprezyscie poprzez stozkowe kola jezdne 19, w liczbie korzystnie szesciu, na pierscieniu bieznikowym stozkowym 10 bebna 1 i oparta sprezysciena wózku 54 poprzez uklad amortyzacyjny 55. Kola jezdne 19 sa zamocowane w polaczonym z kolnierzem 50 i kolanem 48 ukladzie elastycznego prowadzenia 56 tych koi 19.Powierzchnie stozkowe kól jezdnych 19 komory 2 zapew¬ niaja w czasie ruchu bebna 1 okreslonydociskkolnierza50 komory 2, poprzez uszczelnienie pierscieniowe 11, dopier¬ scienia bieznikowego 10 bebna 1, potrzebny do uzyskania szczelnosci statycznej (spoczynkowej) polaczenia komory 2 z bebnem 1. Szczelnosc dynamiczna (ruchowa) zapewnia zawieszenie sprezyste komory zaladowczej 3 na pierscie- niu bieznikowym 10 bebna 1, co umozliwia - w czasie ruchu bebna 1 utrzymywanie sie zmian docisku w okreslo¬ nym zakresie, poniewaz wszystkie podluzne i poprzeczne przemieszczenia liniowe bebna 1 przy jego obrocie, wyni¬ kajace z niedokladnosci lub zuzycia elementów napedo- wych i ruchowych tego bebna 1,wykonuje równiezkomora 2 wraz z uszczelnieniem pierscieniowym 11. Oparcie spre¬ zyste komory 2 nawózku 54 wczasiepracy bebna 1 odciaza pierscien bieznikowy 10, poniewaz wózek 54 przejmuje czesciowo ciezar komory 2, a zarazem zadaniem tego oparcia sprezystego w czasie ruchu bebna 1 jest przeciw¬ dzialaniem obrotowi komory 2.Takiniepozadany obrót komory 1 móglbybycwymuszo¬ ny skutkiem tarcia kól jezdnych 19 oraz tarcia uszczelnie¬ nia 11 o pierscien bieznikowy 10 bebna 1. Wobec czescio- wego przeciwdzialania pbrotowi przez rurociag, z którym jest polaczone kolano 48, oparcie amortyzacyjnekomory 2 na wózkii 54 ma równiez za zadanie przeciwdzialanie ewentualnym wymuszonym przez obrót bebna 1 drganiom katowym tej komory 2. Na czas remontu urzadzenia do kalcynacji, po odsunieciu komory zaladowczej 2 od bebna 1, wózek 54 przejmuje calkowity ciezar komory2. Komora wyladowcza 3 sklada sie z nieruchomego zbiornika walco¬ wego 59, przechodzacego u dolu w ostroslupowy zsyp 60 sody, a po bokach ograniczonego tarczami z otworami 40 kolowymi 61 i 62, przy czym otwór znajdujacej sie od strony bebna 1 tarczy 61 ma srednice wieksza od srednicy krócca 16. W wybraniu obwodowym tarczy 61 jest prowa¬ dzone uszczelnienie pierscieniowe 18 polaczenia komory 3 z bebnem 1, korzystnie teflonowe. W komorze wyladowczej 45 3, wspólosiowo z bebnem 1, jest umieszczona centralna rura doprowadzajaca pare 38 i centralnarura47 odprowa¬ dzajaca kondensat. Rura 47 jest umieszczonakoncentrycz¬ nie wewnatrz rury 38 i zamocowana w niej sztywno. Rura doprowadzajaca pare 38 wraz z rura odprowadzajaca 50 kondensat 47 sa swymi jednymi koncami wprowadzone do bebna 1 i polaczone z nim sztywno, drugie zas konce rury 38 i 47 sa obrotowo zamocowane w glowicy parowej 39.Pomiedzy zbiornikiem walcowym 59 a glowica parowa 39 znajduje sie elastyczne uszczelnienie 63, korzystnie z tka- 55 niny azbestowej.Uszczelnienie 63 jest przymocowane do zbiornika wal¬ cowego 59 pierscieniem dociskowym 64, a do glowicy parowej 39 zaciskiem pierscieniowym 65. Zadaniem uszczelnienia 63 jest zapewnienie szczelnosci polaczenia 60 glowicy 39 z bebnem 59/ mimo róznych, poprzecznych i podluznych, przemieszczen bebna 1 ianalogicznych prze¬ mieszczen zwiazanych z tym bebnem 1 rur 38 i 47, które to przemieszczenia przenosza sie na glowice 39. Komora wyladowcza 3 jest zawieszona sprezyscie poprzez stozko- 65 we kolajezdne 20,w liczbie korzystnie szesciu, na pierscie-91 150 7 niu bieznikowym stozkowym 17, osadzonym na króccu stozkowo-walcowym 16 bebna 1 kalcynatora, i oparta sprezyscie na wózku 66, przez uklad amortyzujacy 67.Stozkowe kola jezdne 20 komory wyladowczej 3 sa zamo¬ cowane w polaczonym z tarcza 61 i bebnem 59 ukladzie elastycznego prowadzenia 56 tych kól 20. Powierzchnie stozkowe kól jezdnych 20 komory 3 zapewniaja w czasie ruchu bebna 1 okreslony docisk tarczy 61 komory.3, po¬ przez uszczelnienie pierscieniowe 18, do pierscienia biez¬ nikowego 17 bebna 1, potrzebny do uzyskania szczelnosci statycznej (spoczynkowej) polaczenia komory 3 z bebnem 1.Szczelnosc dynamiczna (ruchowa) zapewnia zawiesze¬ nie sprezyste komory wyladowczej 3 na pierscieniubiezni¬ kowym 17 bebna 1, co umozliwia -w czasie ruchu bebna 1 - utrzymywanie sie zmian docisku w okreslonym zakresie - poniewaz wszystkie podluzne i poprzeczne przemieszcze¬ nia liniowe bebna 1 przyjegoobrocie wynikajacez niedok¬ ladnosci lub zuzycia elementów napedowych i ruchowych tego bebna 1, wykonuje równiez komora 3 wraz z uszczel¬ nieniem pierscieniowym 18. Oparcie sprezyste komory3 na wózku 66 w czasie pracy bebna 1 odciaza pierscien biezni¬ kowy 17, przeciwdziala obrotowi komory 3 oraz umozliwia przejecie calkowitego ciezaru komory 3 przez wózek 66 na czas remontu uizadzenia do kalcynacji, analogicznie jak opisano dla komory 2. Doprowadzenie pary do bebna 1 nastepuje przez króciec wlotowy pary 68, glowice parowa 39 i centralna rure 38 doprowadzajaca pare. Odprowadze¬ nie kondensatu z bebna 1 nastepuje przez centralna rure odprowadzajaca kondensat47, glowice parowa 39 i króciec wylotowy 69 kondensatu. Soda z bebna 1 przy pomocy przegród zsypowych 36 i wysypu stozkowego 37 przedosta¬ je sie do zsypu 60. PL