RU1788406C - Вращающа с печь - Google Patents

Abstract

Использование: техника термообработки шихт во вращающихс  печах с питанием пульпой наливом в промышленности строительных материалов, в металлургии при производстве глинозема способом спекани . Сущность изобретени : на загрузочном борту печи жестко закреплена обечайка, имеюща  диаметр его центрального отверсти , разгрузочный конец обечайки входит в полость печи. На внутренней поверхности печи установлена кольцева  шайба. Разгрузочное сечение питательной течки расположено на участке между кольцевой шайбой и обечайкой и смещено от вертикальной оси в поперечном сечении печи на 5-25° в сторону вращени . На внутренней поверхности обечайки установлен очистной нож. 1 э.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. ел с

Description

Изобретение относитс  к технике термообработки шихт во вращающихс  печах с питанием пульпой наливом и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в металлургии при производстве глинозема способом спекани  и др.

Известна вращающа с  печь при сухом способе производства цемента, имеюща  зауженный загрузочный конец, к которому примыкает неподвижный газоход дл  отвода печных газов и подачи в полость печи порошкообразного материала из запечных

теплообменников циклонного типа, вместе стыковки корпуса вращающейс  печи и неподвижного газохода установлено уплотни- тельное устройство.

Известное решение предназначено дл  термообработки во вращающейс  печи сыпучего порошкообразного материала.

В случае подачи жидкотекучей пульпы наливом выносимые из печи газовым потоком капли образуют в месте сужени  потока и на загрузочном участке печи нарост, что не позволит обеспечить длительную нормальную работу агрегата.

-sj 00 00

4

о о

Известна вращающа с  печь, содержаща  в загрузочнбм конце закрепленную на загрузочном борту дополнительную обечайку , соединенную со стационарной камерой через уплотнйтельное устройство.

В известном решении при его использовании дл  термообработки пульпы, подаваемой наливом, происходит зарастание обращенной Шутрь печи торцевой поверх- нос ти загрузочного борта высыхающей пул ьггой при поступлений элемента поверхности в Тазовой поток. Кроме того, капли жидкотекучей пульпы у загрузочного конца срываютс  с зеркала сло  и вынос тс  в дополнительную обечайку, внутренн   поверхность которой будет зарастать; т.е. данна  конструкци  в услови х обработки склонной к наростообразованию пульпы оказываетс  совершенно неработоспособной .

Известна вращающа с  печь с подачей пульпы распыливанием под давлением через форсунку, введенную в полость печи за ее загрузочный борт.

Недостатки известной печи состо т в недостаточно эффективном теплообмене в сушильной зоне из-за трудности обеспечени  распределени  пульпового факела равномерно по поперечному сечению, а также из-за необходимости поддерживать повышенную температуру отход щих газов во избежание выпадени  на поверхность корпуса чрезмерно влажных капель, которые налипают и образуют наросты, ограничивающие производительность и продолжительность .кампании. Такой способ спекани  примен ют в основном при термообработке шихт, весьма сильно склонных к нарастооб- разованию в сушильной зоне, например, боксито-содо-известн ковые шихты глиноземного производства.

Известна вращающа с  печь, содержаща  корпус, кольцевой загрузочный борт, через центральное отверстие которого введена течка дл  питани  наливом пульпой шихты, неподвижный газоход дл  эвакуации печных газов, устройство дл  герметизации сопр жени  вращающейс  печи и пылевой камеры, далее неподвижным газоходом соединенной с тазоочйстными аппаратами , циклонами, электрофильтрами и отсасывающим газы дымососом.

Такие вращающиес  печи примен ют дл  спекани  нефелино-известн ково-содо- вой шихты, в цементном производстве. Дл  уменьшени  наростообразовани  и интенсификации теплообмена эти печи в сушильной зоне оснащены встроенными теплообменными устройствами - цепными завесами.

Недостатки известного решени  состо т в следующем.

Ввиду радиального биени , продольного перемещени  и деформации корпуса не

обеспечиваетс  достаточно эффективна  герметизаци  сопр жени  вращающейс  печи с неподвижными элементами системы газоочистки (пылевой камерой), что приводит к большим подсосам атмосферного воз0 духа.

Это обуславливает повышенный расход электроэнергии на дымосос дл  удалени  печных газов, ухудшение очистки газов из- за увеличени  их скорости в электрофильт5 pax и пылевой камере, необходимости поддерживани  повышенной температуры отход щих из печи газов во избежание ее снижени  до точки росы при подсосе атмосферного воздуха и конденсации вод ных па0 ров в системе газоочистки.

Происходит зарастание загрузочного борта печи в торцевом и радиальном направлени х налипающими капл ми и присаживающейс  из газового потока пылью. Дл 

5 очистки заднего борта примен ют громоздкие конструкции различных ножей, перекрывающих поперечное сечение, обуславливающих повышенный брызгоунос. Соскребаема  с кромки загрузочного борта на0 липша  масса частично падает в пылевую камеру, что требует применени  камер большого размера, оснащени  их устройствами дл  выгрузки увлажненного материала .

5 В известном решении, особенно в случае термообработки щелочесодержащих шихт глиноземного производства, а также р да шихт цементного производства, ограничиваетс  производительность и продол0 жительность кампании, дестабилизируетс  режим, возрастают затраты топлива и электроэнергии , усложн етс  конструкци  печного агрегата.

При спекании шихт глиноземного про5 изводства печные газы частично направл ютс  на карбонизацию алюминатных растворов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату решением

0  вл етс  вращающа с  печь, содержаща  корпус, питательную течку, введенную через центральное отверстие кольцевого загрузочного борта, кольцевую шайбу, смещенную в сторону разгрузочного конца,

5 неподвижный газоход дл  вывода печных газов, уплотнйтельное устройство.

Недостатками известного решени   вл ютс  большие подсосы воздуха через сте- ны пылевой камеры и разгрузочные устройства, низка  надежность работы за

счет необходимости частой чистки разгрузочных устройств, высокие энергетические затраты вследствие возникновени  подсосов воздуха,

Целью изобретени   вл етс  уменьшение подсосов воздуха и энергетических затрат , упрощение и повышение надежности конструкции.

На фиг. 1 показан загрузочный участок вращающейс  печи, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Вращающа с  печь содержит корпус 1, кольцевой загрузочный борт 2, питательную течку 3, неподвижный газоход 4, уплотни- тельное устройство 5, дополнительную обечайку б, кольцевую шайбу 7 на внутренней поверхности загрузочного участка печи, . очистной нож 8 и узел его подвижного креплени  9.

На загрузочном торце корпуса вращающейс  печи 1 жестко закреплен загрузочный борт 2, в центральном отверстии которого жестко закреплена дополнительна  обечайка 6, имеюща  диаметр этого отверсти , разгрузочный участок которой введен в полость печи, а загрузочный участок , выступающий за пределы печи, входит в неподвижный газоход 4, охватывающий дополнительную обечайку с зазором; и в месте их сопр жени  установлено уплотни- тельное устройство.5; на внутренней поверхности корпуса печи со смещением от загрузочного сечени  в сторону разгрузки установлена кольцева  шайба 7, питательна  течка 3 проходит в печь 1 через полость дополнительной обечайки б, и ее разгрузочное сечение расположено на участке печи между дополнительной обечайкой 6 и кольцевой шайбой 7, и смещено от вертикальной оси в поперечном сечении печи на 5-25° в сторону, противоположную ее вращению. На внутренней поверхности дополнительной обечайки 6 установлен очистной нож 8, подвижно закрепленный узлом 9 в нижней части окружности неподвижного газохода 4.

Кольцева  шайба 7 установлена на рассто нии от обечайки, равном 0,3-0,9 ее диаметра . Длина обечайки составл ет 0,3-0,6 ее диаметра, длина ее разгрузочного конца, введенного в полость печи (0,03-0,25) диаметра обечайки, а внутренний диаметр кольцевой шайбы равен 1,1-1,8 диаметра обечайки. При этом газоход охватывает загрузочный участок обечайки с зазором, равным 0,04-0,10 ее диаметра.

Вращающа с  печь работает следующим образом.

Шихта в виде жидкотекучей пульпы по питательной течке 3 наливом поступает в полость печи 1 на участок между дополнительной обечайкой б и кольцевой шайбой 7. На этом участке образуетс  ванна жидкотекучей пульпы, высота сло  которой в основном определ етс  высотой кольцевой шайбы 7, на уровне которой располагаетс  зеркало сло  пульпы. По мере поступлени  новых порций шихты она переливаетс  через кольцевую шайбу и за счет вращени  и наклона корпуса печи 1 перемещаетс  к раз0 грузочному концу, подверга сь термообработке продуктами горени  топлива, подаваемого в разгрузочный конец. Печные газы, содержащие продукты горени  органического топлива, углекислый газ и вод 5 ные пары, выдел ющиес  при термообработке материала, за счет т ги запечного дымососа перемещаютс  к загрузочному концу печи 1 и эвакуируютс  через дополнительную обечайку 6 и неподвижный

0 газоход 4, из которого поступает в аппараты газоочистки (электрофильтры).

Уплотнительное устройство 5 преп тствует подсосу значительного количества атмосферного воздуха в газоход 4,

5 наход щийс  под разрежением, очистной нож 8 обеспечивает непрерывную очистку загрузочного участка дополнительной обечайки от капель и пыли, его подвижное креп- ление на неподвижном газоходе 5 с

0 помощью шарнирного узла 9 позвол ет компенсировать радиальное биение печи и де- формацию обечайки, зазор между дополнительной обечайкой б и неподвижным газоходом 4 предусматривает возмож5 ность радиального биени  обечайки при вращении.

Сочленение полости вращающейс  печи с неподвижными элементами системы газоочистки через дополнительную обечай0 ку, имеющую значительно меньший диаметр , чем корпус печи, существенно упрощает герметизацию узла сопр жени , так как длина окружности и, соответственно , площадь кольцевого зазора, которую

5 нужно уплотнить, значительно меньше.

Наличие посто нного зеркала пульпы на загрузочном участке печи между загрузочным бортом и кольцевой шайбой обеспечивает посто нное смачивание торцевой

0 поверхности разгрузочного борта, что исключает ее зарастание (обычно имеющее место при сушке шихт, склонных к нарастообразованию, в частности содержащих в жидкой фазе щелочи).

5 Подача пульпы по течке на этот участок между бортом и шайбой обеспечивает поддержание достаточно высокой влажности сло  пульпы, наиболее благопри тной дл  равномерного передвижени  материала к разгрузочному концу без загустевани  на

данном участке, а также дл  смыва с борта налипающей пыли и подсыхающих частиц пульпы при поступлении элемента поверхности в газовый поток.

Введение разгрузочного участка дополнительной обечайки в полость печи за загрузочный борт создает застойную зону дл  запыленного газового потока в кольцевой полости между дополнительной обечайкой и внутренней поверхностью печи, что способствует выпадению пыли в наиболее благопри тной области, где слой пульпы имеет наибольшую влажность и хорошо ее улавливает . Кроме того, разгрузочное сечение дополнительной обечайки располагаетс  над сечением печи, что уменьшает возможность отрыва капель пульпы от сло  газовым потоком и их выбрасывани  на внутреннюю поверхность разрузочного участка дополнительной обечайки. Снижение выбрасывани  капель на поверхность дополнительной обечайки уменьшает возможность ее зарастани  и налипани  на увлажненную поверхность пыли, выпадающей из газового потока.

Очистной нож своевременно удал ет с поверхности дополнительной обечайки налипающие капли и пыль, что преп тствует образованию кольцевого прироста, так как в случае образовани  в этом месте даже нароста небольшой высоты начинаетс  интенсивное выпадение пыли из-за изменени  направлени  потока газов, и происходит быстрое перекрытие поперечного сечени .

Расположение очистного ножа в нижней части сечени  обечайки позвол ет оставить это сечение практически свободным дл  прохода газового потока, исключить зарастание боковых поверхностей ножа.

Диаметр центрального отверсти  загрузочного борта печи составл ет D2 0,4-0,7 диаметра печи DI, при большей величине ограничиваетс  транспортна  производительность , так как высота сло  в загрузочной зоне оказываетс  выше борта, при меньшей величине чрезмерно возрастает аэродинамическое сопротивление дл  прохода газа через загрузочное сечение, по вл етс  тенденци  к зарастанию торцевой поверхности борта, возрастает брызгоунос.

Рассто ние от дополнительной обечайки до кольцевой шайбы на корпусе печи составл ет 0,3-0,9 диаметра дополнительной обечайки D2. При рассто нии более 0,902 происходит чрезмерное подсыхание пульпы, она тер ет текучесть, плохо проходит через кольцевую шайбу, что формирует волнообразное дестабилизирующее режим движение материала. При рассто нии менее 0,302 масса жидкотекучей пульпы в ванне оказываетс  недостаточной дл  погашени  естественных колебаний питани  и присадки пыли, что редет к зарастанию загрузочного борта, волнообразному движению .

Внутренний диаметр кольцевой шайбы Оз 1,1-1,8 диаметра дополнительной обечайки 02. При большей величине этого диа0 метра не обеспечиваетс  необходимый подпор дл  создани  устойчивого уровн  пульпы, обнажаетс  значительна  часть загрузочного борта из-под сло , что ведет к зарастанию его торцевой поверхности. При

5 меньшем диаметре создаетс  чрезмерно высокий слой пульпы, что приводит к попаданию пульпы на внутреннюю поверхность дополнительной-обечайки, увеличению брызгоуноса, зарастанию торцевой поверх0 ности кольцевой шайбы со стороны разгрузочного конца.

Длина введенного в полость печи разгрузочного участка дополнительной обечайки составл ет Lz 0,03-0,25 ее диаметра 02.

5 При большей длине зарастает наружна  поверхность выступающей части дополнительной обечайки, что приводит к ликвидации застойной кольцевой полости в загрузочном участке печи, смещению наи0 более жидко-текучей пульпы в слое к обрезу дополнительной обечайки и, как следствие, к повышенному брызгоуносу и зарастанию дополнительной обечайки. При меньшей длине разгрузочный конец дополнительной

5 обечайки также оказываетс  в области нахождени  наиболее текучей пульпы в слое, что ведет к повышенному срыву капель газом , к брызгоуносу, зарастанию внутренней поверхности дополнительной обечайки.

0 Длина дополнительной обечайки составл ет LI 0,3-0,6 ее диаметра Д2. При такой длине выноеимые из печи капли пульпы успевают достаточно подсушитьс  во взвешенном состо нии до выхода потока в

5 неподвижный газоход, и их возможное вы- падение в нем в виде порошка уже не приводит к его зарастанию. При меньшей длине капли не успевают подсохнуть, и, поступа  в неподвижный газоход, налипают на его

0 стенки, образу  нарост и перекрыва  сечение . При большей длине не обеспечиваетс  возможность ввода питательной течки под необходимым достаточно большим углом, что ведёт к зарастанию течки, неравномер5 ному выходу из нее пульпы, дестабилизации режима. Кроме того, при такой длине возрастает абсолютна   величина радиального биени  загрузочного конца дополнительной обечайки, что требует выполнени  увеличенного зазора с охватывающим неподвижным газоходом, т.е. увеличение его размеров и массы.

Питательна  течка в полости печи смещена от ее вертикальной оси в сторону противоположную вращению, на у гол / 5-25°. В таком положении достигаетс  наиболее плавное поступление пульпы из течки в слой без разбрызгивани  и брызгоуноса. При большем угле возникает возможность подхватывани  капель на выходе из течки и увлечени  их в дополнительную обечайку. При меньшем угле выходное сечение течки оказываетс  чрезмерно заглублено в слой пульпы, что нарушает равномерность истечени  из пульпы, может приводить к ее за- растанию.

Радиальный зазор между неподвижным газоходом и дополнительной обечайкой составл ет h. 0,04-0,10 диаметра обечайки Da. При большем зазоре увеличиваетс  ди- аметр и, соответственно, масса неподвижного газохода, диаметр окружности, по которой устанавливаетс  уплотнительное устройство, что увеличивает количество подсосов. При этом скорость подсасывае- мого воздуха в кольцевом зазоре очень мала и не обеспечивает отдувки пыли, попадающей в уплотнение из печных газов при имеющих место на практике колебани х давлени . При меньшем зазоре усложн ет- с  монтаж, возрастают требовани  к центровке газохода и дополнительной обечайке, по вл етс  возможность ударов обечайки при радиальном биении по неподвижному газоходу.

Из приведенных данных видно, что предлагаема  конструкци .обеспечивает увеличение производительности печи на 3- 8%, снижение подсосов и соответственно затрат электроэнергии на перекачку печных

газов на 20-30%, увеличение концентрации С02 в печных газах, направл емых на карбонизацию алюминатного раствора на 6- 8% (абс), увеличение срока службы конструкции загрузочного конца в 6-8 раз.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Вращающа с  печь преимущественно дл  спекани  тлиноземсодержащих шихт, содержаща  корпус, питательную течку , введенную через центральное отверстие кольцевого загрузочного борта, кольцевую шайбу, смещенную в сторону разгрузочного конца, неподвижный газоход дл  вывода печных газов, уплотнительное устройство, отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  подсосов воздуха и энергетических затрат, упрощени  и повышени  надежности конструкции, она снабжена жестко закрепленной на загрузочном борту обечайкой, разгрузочный конец которой входит в полость печи и имеет очистной нож на внутренней поверхности, кольцева  шайба установлена на рассто нии от обечайки, равном 0,3-0,9 ее диаметра, разгрузочное сечение питательной течки расположено на участке между ними и смещено от вертикальной оси в поперечном сечении печи на

   5-25с

   уплотнительное устройство установлено в сопр жении неподвижного газохода и обечайки, при этом длина обечайки составл ет 0,3-0,6 длины ее разгрузочного конца, введенного в полость печи, 0,03-0,25 ее диаметра, а внутренний диаметр кольцевой шайбы равен 1,1-1,8 диаметра обечайки .
2. 2. Печь по п. 1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что газоход охватывает загрузочный участок обечайки с зазором, равным 0,04-0,10 ее диаметра.

   11

   178840612

   Продолжение таблицы

   1

   IZEIIIZI

   Отношение длины вход щего в печь разгрузочного участка дополнительной обечайки к ее диаметру Ц/ D.J

   Отношение внутреннего дна- метра кольцевой шайбы к диаметру дополнительной обечайки Dj/Dj

   Отношение высоты кольцево го зазора между Дополнительной обечайкой и охватывающего ее неподвижного газохода к диаметру дополнительной обечайки, h/Dj

   Угол смещени  разгрузочного сечени  питательной течки от вертикальной оси печи, j3 град

   Отношение рассто ни  кольцевой шайбы от дополнительной обечайки к ее диаметру Ц/О Производительность печи,

   м3 пульпы/ч

   Удельный расход топлива, кг.у;т./т спека

   Удельный расход электроэнергии , %

   Пылевыброс в атмосферу,кг/

   Содержание С0Ј в газах, направл емых на карбонизацию алюмйнатного раствора

   Подсос атмосферного воздуха в уплотнении загрузочно конца печи, %

   Температура отход щих из печи газов,

   °С

   Срок службы уплотнитель- ного устройства в разгрузочном конце без ремонта, мес

   0,02

   0,03 0,06 0,25 0,30

   1,Э

   1,8 1,1,

   1,1 . .1,0

   о,оз

   0,0(4 0,07 0,10 о, т.

   30

   25 8

   12

   16 18

   17 И

   18

   360 320

   370

   20 2k

   20 20