RU2096707C1

RU2096707C1 - Revolving furnace for dehydration of aluminium fluoride

Info

Publication number: RU2096707C1
Application number: RU95116701A
Authority: RU
Inventors: Л.Н. Сидельковский; В.А. Тумановский; В.И. Родин; В.В. Староверов; В.Л. Оболенский; Ф.И. Лысов; В.А. Муравьев
Original assignee: Российско-швейцарское совместное предприятие Акционерное общество закрытого типа "АМКО"
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: designs of revolving furnaces, particular, devices for dehydration of loose materials with simultaneous recuperation of heat. SUBSTANCE: the offered furnace has coaxially installed body, shell and casing forming air ducts between one another. Air is supplied to external annular channel and then preliminarily heated air is supplied to internal channel through gap between shell and cold end. Width of cross-section of channel between body and shell relates to width of cross-section of channel between shell and casing as 1:(1-3). EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям вращающихся печей, а именно к устройствам для обезвоживания сыпучих материалов с одновременной рекуперацией тепла, и может быть использовано в химической промышленности, в частности для получения безводного фторида алюминия. The invention relates to designs of rotary kilns, and in particular to devices for dehydration of bulk materials with simultaneous heat recovery, and can be used in the chemical industry, in particular for the production of anhydrous aluminum fluoride.

Обезвоживание влажного осадка трехводного фторида алюминия происходит ступенчато. На конечной стадии удаляется 0,5 мол воды. Процесс проходит во времени в определенном температурном интервале 450-550^oC. Если температура выше, то сушка сопровождается гидролизом, разложением фтористой соли, что ухудшает качество продукта по химсоставу. При низкой температуре сушки вода не удаляется до требуемого предела, продукт не досушивается.Dehydration of the wet sludge of trihydrous aluminum fluoride occurs in steps. At the final stage, 0.5 mol of water is removed. The process takes place in time in a certain temperature range 450-550 ^o C. If the temperature is higher, then drying is accompanied by hydrolysis, decomposition of fluoride salt, which affects the quality of the product in chemical composition. At a low drying temperature, water is not removed to the required limit, the product is not dried.

Известна конструкция печи, содержащая корпус и обечайку, образующие кольцевой канал, в который подается охлаждающий воздух (авт. свид. СССР 454406, F 27 B 7/38, 1972 г.). A known design of the furnace, comprising a housing and a shell, forming an annular channel into which cooling air is supplied (ed. Certificate. USSR 454406, F 27 B 7/38, 1972).

Недостатками конструкции являются неразвитый теплообмен между воздухом и поверхность корпуса, невозможность регулирования температуры внутри печи потоком продуваемого воздуха, высокий расход воздуха. The design flaws are undeveloped heat transfer between the air and the housing surface, the inability to control the temperature inside the furnace by the flow of purged air, and high air flow.

Наиболее близкой к предложенной конструкции по технической сущности является вращающаяся печь для сушки сыпучего материала, содержащая цилиндрический корпус, размещенную соосно снаружи на корпусе обечайку и охватывающий их кожух. В этой конструкции обечайка имеет отверстия - перфорированные выпускные окна и перфорационные выпускные отверстия. При этом охлаждающий воздух, проходящий в канале между кожухом и обечайкой, поступает через окна во внутренний канал между обечайкой и корпусом, а через выпускные отверстия обратно во внешний канал. Это обеспечивает омывание воздухом стенок корпуса печи (авт. свид. СССР 1737241, F 27 B 7/38, 1989 г). Closest to the proposed design in technical essence is a rotary kiln for drying bulk material, containing a cylindrical body, a shell arranged coaxially on the outside of the body and covering the casing. In this design, the shell has openings — perforated outlet windows and perforated outlet openings. In this case, the cooling air passing in the channel between the casing and the shell enters through the windows into the internal channel between the shell and the casing, and through the outlet openings back into the external channel. This provides air washing of the walls of the furnace body (ed. Certificate. USSR 1737241, F 27 B 7/38, 1989).

Недостатками известной конструкции являются невозможность поддержания температурного режима внутри печи, необходимого для дегидратации фторида алюминия, большой расход воздуха, поскольку он продувается напрямую и служит только для охлаждения корпуса печи. The disadvantages of the known design are the inability to maintain the temperature regime inside the furnace, necessary for the dehydration of aluminum fluoride, high air consumption, since it is blown directly and serves only to cool the furnace body.

Техническим результатом, достижение которого обеспечивается предложенной конструкцией, является повышение качества обезвоженного продукта, снижение расхода, упрощение эксплуатации печи, улучшение санитарно-гигиенической обстановки в помещении. The technical result, the achievement of which is ensured by the proposed design, is to improve the quality of the dehydrated product, reduce consumption, simplify the operation of the furnace, improve the sanitary and hygienic situation in the room.

Для этого предложена конструкция вращающейся печи, содержащая цилиндрический корпус, размещенную снаружи на корпусе обечайку, снабженную отверстиями, и охватывающий их кожух, с образованием каналов в обечайке выполнены в виде единого зазора между обечайкой и торцом печи со стороны ввода влажного материала с высотой зазора l₁ равной 0,001 0,025 длины обечайки l, отношение ширины поперечного сечения канала, образованного корпусом и обечайкой, к ширине поперечного сечения канала, образованного обечайкой и кожухом, равно 1: 1 3 (h₁ h₂), скорость воздуха в этом канале составляет 0,2 4,0 м/с.For this purpose, a design of a rotary kiln is proposed, comprising a cylindrical casing, a shell arranged outside the casing, provided with holes, and a casing covering them, with the formation of channels in the casing, made in the form of a single gap between the shell and the furnace end from the wet material inlet side with a clearance height l ₁ equal to 0.001 0.025 mantle length l, the ratio of the width of the channel cross section formed by the housing and the shell, to the cross-sectional width of the channel formed by the sidewall and the housing is 1: March 1 (h _1, h ₂₎ Air velocity ha this channel is 0.2 to 4.0 m / s.

На фиг. 1 представлен продольный разрез печи предложенной конструкции; Печь состоит из корпуса 1, соосно с которым снаружи на корпусе закреплена обечайка 2, имеющая зазор 3 с торцом печи. Кожух 4 охватывает корпус и обечайку. Кожух и обечайка образуют внешний кольцевой канал 5 для прямого прохода воздуха, обечайка и корпус внутренний кольцевой канал 6 для обратного прохода воздуха. Каналы соединяются через указанный кольцевой зазор. Воздух во внешний канал поступает распределительный коллектор 7. Отработанный воздух удаляют через коллектор 8. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a furnace of the proposed design; The furnace consists of a housing 1, coaxially with which a shell 2 is fixed on the outside of the housing, having a gap 3 with the end of the furnace. The casing 4 covers the housing and the shell. The casing and the shell form the outer annular channel 5 for direct air passage, the shell and the housing the inner annular channel 6 for the reverse air passage. The channels are connected through the specified annular gap. Air enters the external channel distribution manifold 7. Exhaust air is removed through the manifold 8.

Тепловые характеристики воздуха, необходимые для создания эффективной зоны досушивания, обеспечиваются регулируемым расходом воздуха, выраженным через отношение ширины кольцевых каналов между корпусом и обечайкой и обечайкой кожухом, равным 1: 1-3, и выбранной скоростью воздуха во внешнем канале 0,2 4,0 м/с. The thermal characteristics of the air necessary to create an effective drying zone are ensured by an adjustable air flow expressed in terms of the ratio of the width of the annular channels between the casing and the casing and the casing of the casing equal to 1: 1-3 and the selected air velocity in the external channel 0.2 4.0 m / s

Работа печи осуществляется следующим образом. The operation of the furnace is as follows.

Сушильные топочные газы подают во внутренний объем печи, разогревая ее. Влажный осадок фторида алюминия поступает с загрузочного конца через течку. В зоне, где соприкасаются влажный материал и охлажденные топочные газы, происходит основное влагоудаление. Drying flue gases are fed into the internal volume of the furnace, heating it. A wet precipitate of aluminum fluoride enters from the feed end through estrus. In the area where wet material and chilled flue gases come into contact, the main dehumidification takes place.

Продвигаясь в сторону горячих топочных газов, материал поступает в зону досушивания, которая должна находиться при температуре 450-550^oC. Длина ее должна быть достаточна для практически полного удаления влаги.Moving towards the hot flue gases, the material enters the drying zone, which should be at a temperature of 450-550 ^o C. Its length should be sufficient for almost complete removal of moisture.

Если воздух пропускать прямотоком от горячего конца к холодному, как в известной конструкции, наблюдается резкое падение температуры зоны досушивания, и становится невозможным получить фторид алюминия с влажностью не более 0,5% Поэтому в предложенной конструкции воздуха, омывающий корпус печи, поступает предварительно нагретым во внешнем кольцевом канале за счет контакта с обечайкой. При этом обеспечивается охлаждение кожуха по всей длине температуры не более 60-80^oC. Попадая во внутренний канал через зазор, высота которого равна 0,001-0,025 длины обечайки, воздух не встречает дополнительного сопротивления из-за изменения направления. Во внутреннем канале, двигаясь в обратном направлении, воздух продолжает нагреваться и в результате поддерживает на участке печи, равном по длине 0,33-0,4 от длины печи, температурный интервал 450=550^oC, оптимальный для досушивания материала.If air is passed directly from the hot end to the cold one, as in the known design, a sharp drop in the temperature of the drying zone is observed, and it becomes impossible to obtain aluminum fluoride with a moisture content of not more than 0.5%. Therefore, in the proposed air design, the washing body of the furnace comes pre-heated to external annular channel due to contact with the shell. This ensures cooling of the casing along the entire length of the temperature of not more than 60-80 ^o C. Entering the inner channel through a gap whose height is equal to 0.001-0.025 of the length of the shell, the air does not meet additional resistance due to a change in direction. In the inner channel, moving in the opposite direction, the air continues to heat up and, as a result, maintains a temperature interval of 450 = 550 ^o C, optimal for drying the material, on the portion of the furnace, equal in length to 0.33-0.4 of the length of the furnace.

Изменение температуры материала по длине печи при прохождении воздуха по воздушным каналам известной и предложенной конструкций показано на фиг. 2, из которой следует, что градиент температур на участке досушивания в печи предложенной конструкции (кривая 2) значительно меньше, чем в печи известной конструкции (кривая 1). The change in temperature of the material along the length of the furnace with the passage of air through the air channels of the known and proposed structures is shown in FIG. 2, from which it follows that the temperature gradient in the drying section in the furnace of the proposed design (curve 2) is much smaller than in the furnace of known design (curve 1).

Отработанный воздух из внутреннего канала удаляют через коллектор, расположенный в горячем конце печи, а высушенный (дегидратированный) продукт - через разгрузочную течку. The exhaust air from the internal channel is removed through a collector located in the hot end of the furnace, and the dried (dehydrated) product is discharged through a discharge chute.

Таким образом, предложенная конструкция печи дает возможность снизить внешнюю температуру кожуха до 60-80^oC, облегчить работу механической части печи улучшить санитарно-гигиеническую обстановку в рабочем помещении, снизить расход охлаждающего воздуха, т.е. потери тепла, повысить качество фторида алюминия за счет исключения его загрязнения продуктами разложения и снижения содержания влаги.Thus, the proposed design of the furnace makes it possible to reduce the external temperature of the casing to 60-80 ^o C, facilitate the work of the mechanical part of the furnace, improve the sanitary and hygienic situation in the working room, and reduce the consumption of cooling air, i.e. heat loss, improve the quality of aluminum fluoride by eliminating its contamination with decomposition products and reducing moisture content.

Claims

A rotary furnace for the dehydration of aluminum fluoride, comprising a cylindrical body placed coaxially outside and secured to the shell with holes, and covering their casing, placed with the formation of channels for the passage of air, characterized in that the holes in the shell are made in the form of a single gap between the shell and the furnace end face from the wet material inlet side with a clearance height of 0.001 0.025 shell lengths, the ratio of the width of the cross section of the channel formed by the body and the shell to the width of the cross section I channel formed by the shell and the casing is 1 1 3.