RU2232957C2 - Способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое - Google Patents
Способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232957C2 RU2232957C2 RU2001117117/03A RU2001117117A RU2232957C2 RU 2232957 C2 RU2232957 C2 RU 2232957C2 RU 2001117117/03 A RU2001117117/03 A RU 2001117117/03A RU 2001117117 A RU2001117117 A RU 2001117117A RU 2232957 C2 RU2232957 C2 RU 2232957C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling
- layer
- air
- flow
- stage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам охлаждения кусковых и гранулированных минеральных материалов, например цементного клинкера, извести, рудных окатышей и прочего, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, металлургии и других отраслях промышленности. Способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое включает подачу материала после обжига в слой и фильтрацию в нем воздуха послойно по всей высоте слоя в перекрестном токе. Материал перед охлаждением разделяют на вертикально ориентированные параллельные потоки, охлаждение материала производят ступенчатое при фильтрации на первой ступени 10-30% общего расхода воздуха в каждом слое материала одновременно с перекрестноточным направлением в прямоточном и противоточном направлениях. На второй ступени перекрестноточную фильтрацию 70-90% общего расхода воздуха в материале осуществляют при встречном направлении потоков воздуха в смежных слоях материала. Технический результат: охлаждение материала при минимальных потерях тепла с минимальными энергозатратами при высокой производительности. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам охлаждения кусковых и гpaнулированных минеральных материалов, например цементного клинкера, извести, рудных окатышей и прочего, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, металлургии и других отраслях промышленности.
Известен способ охлаждения цементного клинкера в противотоке с воздухом в ожиженном слое в шахте, зауженной в верхней части. Это позволяет повысить скорость воздуха и добиться охлаждения клинкера и равномерного его распределения внутри шахты. 35% воздуха подают под валковую решетку, 45 - в среднюю часть шахты и 20% - в ее узкую часть. Равномерное распределение воздуха в слое производят при помощи специальных сопел, расположенных в толще клинкера. Удельные энергозатраты на охлаждение клинкера составляют 8 кВт·ч/т. (В.Дуда, Цемент. М.: Стройиздат, 1981, с.440-442).
Недостатком способа являются высокие энергозатраты. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое, включающий подачу материала после обжига в слой и фильтрацию в нем воздуха послойно по всей высоте слоя в перекрестном токе. (SU 1805270 A1, F 27 В 1/00, 1993).
Недостатком способа является низкая производительность, обусловленная ограниченной площадью фильтрации воздуха в слое материала.
В силу указанных недостатков, присущих перечисленным способам, дальнейшая интенсификация процесса охлаждения и снижение эксплуатационных затрат становятся затруднительными, а для ряда материалов невозможными.
В основу изобретения положена задача усовершенствования способа охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое путем интенсивной фильтрации в нем воздуха в перекрестном токе, развития площади фильтрующего слоя и увеличения соответственно производительности при равномерном охлаждении материала по всей его высоте с высоким коэффициентом полезного действия процесса.
Эта задача решается посредством способа охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое, включающего подачу материала после обжига в слой и фильтрацию в нем воздуха послойно по всей высоте слоя в перекрестном токе, согласно изобретению материал перед охлаждением разделяют на вертикально ориентированные параллельные потоки, охлаждение материала производят ступенчатое при фильтрации на первой ступени 10-30% общего расхода воздуха в каждом слое материала одновременно с перекрестноточным направлением в прямоточном и противоточном направлениях, а на второй ступени перекрестно-точную фильтрацию 70-90% общего расхода воздуха в материале осуществляют при встречном направлении потоков воздуха в смежных слоях материала.
Такое выполнение способа позволяет быстро нагревать воздух и охлаждать материал при минимальных потерях тепла и с минимальными энергозатратами при высокой производительности.
Сущность способа охлаждения минеральных материалов в нисходящем слое заключается в многократном увеличении площади фильтрующего слоя путем разделения раскаленного материала и холодного воздуха на потоки с использованием гравитационного транспорта вертикально ориентированны и параллельных слоев материала при подаче в смежные слои воздуха перекрестно и встречно со скоростью, близкой к пневмотранспорту материала. Такая организация способа позволяет повысить площадь фильтрующих слоев, скорость газового потока и увеличить производительность при высокой компактности.
Ступенчатое охлаждение материала путем первоначальной фильтрации 10-30% воздуха общего расхода в каждом слое материала одновременно с перекрестноточным направлением в прямоточном и противоточном направлениях позволяет наиболее рационально управлять газодинамикой в каждом слое по всей глубине, безинерционно снизить температуру на поверхности зерен материала и предотвратить его агломерацию в холодильнике. Применение же на второй ступени перекрестноточной фильтрации 70-90% общего расхода воздуха в материале при встечном направлении воздушных потоков в смежных слоях материала обеспечивает наибольший градиент температуры воздуха на входе и выходе из слоя, что обеспечивает рациональный режим охлаждения материала.
На фиг.1 схематически показано ступенчатое охлаждение по высоте ряда слоев материала. По каналам со знаком (+) в слой материала подают окружающий воздух и по каналам со знаком (-) из слоев выводят нагретый воздух. Градиент давления между каждой парой соседних каналов создает вентилятор. Раскаленный материал по стрелкам А распределяется на потоки между вертикально расположенными параллельными рядами каналов и движется вниз под действием гравитации и после охлаждения выгружается потоками по стрелкам В. Воздух первоначально в каждом слое материала на высоте КМ фильтруется одновременно по стрелкам С в перекрестноточном направлении, по стрелкам Б - в противоточном направлении и по стрелкам F - в прямоточном направлении. Затем на высоте МО воздух фильтруется по стрелкам С в перекрестноточном направлении, как наиболее эффективном при охлаждении материала. Встречное направление потоков воздуха по стрелкам С по всей высоте КО слоя упрощает способ и повышает его компактность.
Нижнее граничное значение расхода воздуха на первой ступени охлаждения (10%) принято для материалов низкотемпературного обжига (до 1300°С), таких как металлургические окатыши, фосфориты, керамзитовый гравий, при охлаждении которых для застывания расплава с поверхности зерен требуется незначительное количество охлаждающего воздуха. Для материалов с высокой температурой обжига, таких как цементный клинкер (1500°С), применяют верхнее граничное значение расхода воздуха на первой ступени охлаждения (50%) и дальнейшее его увеличение нерационально, так как приводит к увеличению габаритной высоты холодильника и снижению его термического КПД.
Для охлаждения материала в интервале температуры 1300-1500°С применяют промежуточное значение расхода воздуха в слое в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях в указанном интервале (10-30%) расхода воздуха.
Дальнейшее охлаждение материала рационально в перекрестноточном режиме как наиболее эффективном, обеспечивающим наибольший перепад температуры в слое между материалом и воздухом. Расход воздуха в этой части слоя составляет 70-90%, т.е. за вычетом расхода воздуха на первой ступени охлаждения.
Ввод в слой воздуха и чередующийся вывод из слоя нагретого воздуха по всему объему материала позволяет, не изменяя скорости фильтрации в слое воздуха, в два-три раза повысить подачу его в слой и увеличить производительность на первой ступени охлаждения. Возможность уменьшения фильтрующего слоя по толщине за счет повышения плотности (количества) потоков ввода в слой и вывода из слоя воздуха позволяет снизить гидравлическое сопротивление, что обеспечивает возможность уменьшения размеров зерен охлаждаемого материала в том числе за счет высокотемпературного его дробления. Это способствует интенсификации теплообмена и повышению производительности.
Для лучшего понимания существа изобретения рассмотрим конкретные примеры осуществления способа.
Гранулированный материал фракции 5-15 мм (примеры 1 и 2) из вращающейся печи без предварительного охлаждения подают в теплоизолирующую шахту как показано на чертеже.
Пример I. Рудные окатыши с температурой 1300°С подают на охлаждение и на первой ступени фильтруют в слое воздух в течение 50 секунд. Температура материала после первой ступени охлаждения составляет 1180°С при температуре нагретого в слое воздуха - 1050°С. Расход воздуха на первой ступени охлаждения составляет 10% и на второй ступени охлаждения - 90%.
Пример 2. Цементный клинкер с температурою 1400°С подают на охлаждение и на первой ступени фильтруют в слое воздух в течение 80 секунд. Температура материала после первой ступени охлаждения составляет 1050°С при температуре нагретого в слое воздуха - 970°С. Расход воздуха на первой ступени охлаждения составляет 30% и на второй ступени охлаждения - 70%.
В таблице I приводятся сравнительные технические и эксплуатационные данные наиболее распространенного в мировой практике колосникового холодильника и секционного шахтного холодильника, разработанного по приведенному способу.
Предложенный способ позволяет снизить энергозатраты в 3,5 раза и материалоемкость в 7 раз при снижении расхода воздуха в 2 раза.
В таблице 2 приводятся расчетные показатели фильтрующей поверхности по данному способу для охлаждения цементного клинкера вращающихся печей с различной производительностью.
Деление раскаленного материала на многочисленные потоки с фильтрацией в них воздуха в перекрестном токе обеспечивает высокую производительность и возможность практического применения способа для вращающихся печей и обжиговых машин различной мощности.
Само собой разумеется, что настоящее изобретение не ограничивается описанными здесь примерами его выполнения и что возможны различные модификации и другие варианты осуществления способа охлаждения минеральных материалов в нисходящем слое без отклонения от объема и существа настоящего изобретения.
На основе данного изобретения могут быть разработаны и изготовлены различные конструкции секционных шахтных холодильников для охлаждения минеральных материалов в нисходящем фильтрующем слое производительностью до 1000 тонн в час. Такие холодильники предназначены для охлаждения минеральных материалов после обжига во вращающихся печах и обжиговых ленточных машинах с целью получения цементного клинкера, металлургических окатышей и других материалов.
Настоящий способ характеризуется высокой производительностью и компактностью, простотой исполнения, низким расходом электроэнергии и повышенной экологической безопасностью.
Claims (1)
- Способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое, включающий подачу материала после обжига в слой и фильтрацию в нем воздуха послойно по всей высоте слоя в перекрестном токе, отличающийся тем, что материал перед охлаждением разделяют на вертикально ориентированные параллельные потоки, охлаждение материала производят ступенчатое при фильтрации на первой ступени 10-30% общего расхода воздуха в каждом слое материала одновременно с перекрестноточным направлением в прямоточном и противоточном направлениях, а на второй ступени перекрестно-точную фильтрацию 70-90% общего расхода воздуха в материале осуществляют при встречном направлении потоков воздуха в смежных слоях материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001117117/03A RU2232957C2 (ru) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001117117/03A RU2232957C2 (ru) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001117117A RU2001117117A (ru) | 2003-05-10 |
RU2232957C2 true RU2232957C2 (ru) | 2004-07-20 |
Family
ID=33412069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001117117/03A RU2232957C2 (ru) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2232957C2 (ru) |
-
2001
- 2001-06-22 RU RU2001117117/03A patent/RU2232957C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3831291A (en) | Method and apparatus for treatment of particulate material | |
US4624636A (en) | Two stage material cooler | |
CN201620107U (zh) | 多膛式石灰窑 | |
GEP20032952B (en) | Method and Apparatus for Producing Cement Clinker | |
CN105180662B (zh) | 一种高温颗粒状物料分级冷却方法及装置 | |
EP0233965B1 (en) | Method and apparatus for producing cement clinker including white cement | |
RU2232957C2 (ru) | Способ охлаждения сыпучих материалов в нисходящем слое | |
KR100847624B1 (ko) | 저 발열량 가스를 포함하는 재료 덩어리들을 연소하기 위한방법 | |
CN103305649B (zh) | 外热式竖炉煤基直接还原铁生产工艺与装置 | |
JPS5941937B2 (ja) | 高温粉粒体の冷却装置 | |
CN109809717B (zh) | 一种粉状石灰制备系统 | |
US2312034A (en) | Apparatus for cooling heated material | |
WO2002023112A1 (en) | A grate cooler for granular material | |
CN202089901U (zh) | 一种旋转床设备 | |
CN104561522A (zh) | 一种快速烧成磁铁矿的工艺 | |
JPS6086374A (ja) | セメント原料焼成用ロ−タリキルン | |
CN204509421U (zh) | 一种快速烧成磁铁矿的装置 | |
SU1525423A1 (ru) | Обжигова машина конвейерного типа | |
RU2220391C2 (ru) | Секционный шахтный теплообменник | |
JPS63156044A (ja) | クリンカ冷却方法および冷却装置 | |
JPS62199735A (ja) | 焼結冷却機への焼結鉱供給方法 | |
CN211316989U (zh) | 一种石油压裂支撑剂煅烧窑后冷却系统 | |
KR850001406B1 (ko) | 소결물 또는 페레드로 소성한 재료의 냉각방법 | |
JPS60246247A (ja) | 石灰石、ドロマイトあるいは類似の原料を含む鉱物より成るセメントクリンカの様な焼結可能な物質を焼成するための方法及び装置 | |
CN204757676U (zh) | 一种环形结构烧结系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040623 |