RU2241182C1 - Heater for lump raw material - Google Patents
Heater for lump raw material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241182C1 RU2241182C1 RU2003113485/02A RU2003113485A RU2241182C1 RU 2241182 C1 RU2241182 C1 RU 2241182C1 RU 2003113485/02 A RU2003113485/02 A RU 2003113485/02A RU 2003113485 A RU2003113485 A RU 2003113485A RU 2241182 C1 RU2241182 C1 RU 2241182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heater
- raw material
- distribution chamber
- lining
- gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки кусковых карбонатных пород (известняка, доломита, магнезита и др.) горячими газами и может быть использовано в металлургической, химической, строительной и других отраслях.The invention relates to devices for heat treatment of lumpy carbonate rocks (limestone, dolomite, magnesite, etc.) with hot gases and can be used in metallurgical, chemical, construction and other industries.
Наиболее близким по технической сущности является подогреватель известковой печи (патент США №3766663, кл. F 26 B 17/12, кл. США 34/168, 432/106). Подогреватель включает в себя цилиндрический футерованный расширяющийся в средней части корпус, течку сырья, расположенную под расширяющейся частью корпуса кольцевую газораспределительную камеру, через множество отверстий соединяющуюся с газоходами, установленный в центре корпуса коллектор для сбора отходящих газов, зону выдержки в нижней сужающейся части корпуса, установленную над разгрузочным отверстием вставку для смещения нагретого сырья к периферии.The closest in technical essence is the heater of the lime kiln (US patent No. 3766663, CL F 26 B 17/12, CL USA 34/168, 432/106). The heater includes a cylindrical lined casing expanding in the middle part, a feed stream, an annular gas distribution chamber located under the expanding part of the casing, through many holes connecting to the flues, an exhaust gas collector installed in the center of the casing, a holding zone in the lower tapering part of the casing, installed an insert above the discharge opening to displace the heated raw materials to the periphery.
Недостатки этого подогревателя:The disadvantages of this heater:
- при прохождении высокотемпературных запыленных газов через отверстия в огнеупорной разделительной стенке последняя неизбежно будет зарастать известковой пылью; чистка настылей потребует затрат труда и времени;- when high-temperature dusty gases pass through the holes in the refractory dividing wall, the latter will inevitably overgrow with lime dust; cleaning of nastily will require labor and time;
- зарастание и закупоривание отверстий приводит к неравномерному распределению горячих газов по сечению слоя и соответственно к понижению теплового кпд подогревателя;- overgrowing and clogging of the holes leads to an uneven distribution of hot gases over the cross section of the layer and, accordingly, to a decrease in the thermal efficiency of the heater;
- теплообмен в противотоке характеризуется первоначальным контактом горячих газов с нагретым материалом, что является причиной образования спеков, которые, опускаясь вниз, закупоривают выгрузочную течку.- counterflow heat exchange is characterized by the initial contact of hot gases with heated material, which is the cause of the formation of cakes, which, dropping down, clog the discharge chute.
Технической задачей создания подогревателя является:The technical task of creating a heater is:
- повышение надежности работы подогревателя (увеличение производительности, уменьшение эксплуатационных затрат, включая чистку и ремонты, исключение образования настылей и спеков);- improving the reliability of the heater (increased productivity, reduced operating costs, including cleaning and repairs, eliminating the formation of accretions and cakes);
- уменьшение удельных затрат электроэнергии и топлива.- reduction of unit costs of electricity and fuel.
Для решения поставленной задачи в подогревателе кускового сырья, содержащем футерованный корпус, установленные соосно газораспределительную камеру и загрузочную течку, расположенный между течкой и корпусом кольцевой коллектор, выгрузочное устройство и установленную над ним вставку для смещения нагретого сырья к периферии, газораспределительная камера выполнена в виде диффузора с углом расширения 5... 40° , а выгрузочное устройство - в форме вращающегося кольцевого стола с футеровкой, рабочая поверхность которой наклонена к центру под углом 3... 15° . Футеровка корпуса, стенка камеры и свободные откосы сырья (под камерой, а также между течкой и корпусом) образуют зону нагрева, в которой протекает теплообмен между газами и сырьем. Под зоной нагрева располагается зона выдержки, в которой происходит выравнивание температур в кусках и в слое.To solve this problem, in a lump of raw material heater containing a lined body, a coaxial gas distribution chamber and a charging chute, an annular collector located between the heat and the casing, an unloading device and an insert installed above it to displace the heated raw materials to the periphery, the gas distribution chamber is made in the form of a diffuser with an expansion angle of 5 ... 40 °, and the unloading device is in the form of a rotating annular table with a lining, the working surface of which is inclined to the center under glom 3 ... 15 °. The lining of the casing, the wall of the chamber and the free slopes of the raw materials (under the chamber, as well as between the estrus and the casing) form a heating zone in which heat exchange between the gases and the raw material proceeds. Under the heating zone is a holding zone, in which the temperature is equalized in pieces and in the layer.
Предлагаемые существенные признаки обеспечивают достижение следующих технических результатов при эксплуатации подогревателя:The proposed essential features ensure the achievement of the following technical results during operation of the heater:
- выполнение газораспределительной камеры в виде диффузора позволяет уменьшить скорость газового потока без потерь напора;- the implementation of the gas distribution chamber in the form of a diffuser allows to reduce the speed of the gas flow without loss of pressure;
- уменьшение скорости газового потока при входе в слой и прохождении через него обеспечит уменьшение потерь напора в квадратичной зависимости;- a decrease in the velocity of the gas stream at the entrance to the layer and passing through it will provide a decrease in pressure losses in a quadratic dependence;
- вход горячих газов в холодный слой сырья исключает образование в нем спеков во всем диапазоне рабочих температур (до 1200° С), что обеспечивает интенсификацию процесса;- the entry of hot gases into the cold layer of raw materials eliminates the formation of cakes in it over the entire range of operating temperatures (up to 1200 ° C), which ensures the intensification of the process;
- выполнение выгрузочного устройства в форме вращающегося кольцевого стола с наклонной к центру рабочей поверхностью дает возможность уменьшить затраты на изготовление и эксплуатацию подогревателя: упрощается стыковка и притирка подины к корпусу, исключается кострение и уплотнение кусков при их движении к центру, исключается расход жаропрочной стали.- the implementation of the unloading device in the form of a rotating annular table with a working surface inclined to the center makes it possible to reduce the cost of manufacturing and operating the heater: the joining and lapping of the hearth to the body is simplified, the pieces are not bonded and compacted when moving to the center, the consumption of heat-resistant steel is eliminated.
Выполнение газораспределительной камеры с углом расширения более 40° приводит к чрезмерно высоким потерям напора в самом диффузоре - до 30% от всех потерь. При угле раскрытия менее 5% диффузор теряет свою основную функцию: гасить скорость газового потока без потерь напора. Придание рабочей поверхности стола уклона более 15° усложнит регулировку скорости схода сырья, поскольку небольшие изменения угловой скорости стола приведут к значительным и неконтролируемым изменениям расхода сырья. При угле меньшем, чем 3° , происходит уплотнение и истирание сырья и одновременно растет нагрузка на привод.The execution of a gas distribution chamber with an expansion angle of more than 40 ° leads to excessively high pressure losses in the diffuser itself - up to 30% of all losses. With an opening angle of less than 5%, the diffuser loses its main function: to extinguish the gas flow rate without loss of pressure. Giving the working surface of the table a slope of more than 15 ° will complicate the adjustment of the rate of descent of raw materials, since small changes in the angular velocity of the table will lead to significant and uncontrolled changes in the consumption of raw materials. When the angle is less than 3 °, compaction and abrasion of the raw material occurs and at the same time the load on the drive increases.
Анализ научно-технической и патентной литературы показывает, что отсутствуют совпадения отличительных признаков заявляемого подогревателя кускового сырья с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию, “изобретательский уровень”.The analysis of scientific, technical and patent literature shows that there are no coincidences of the distinguishing features of the inventive lump raw material heater with signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of “inventive step”.
Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертеж, на котором показана схема подогревателя кускового сырья (вертикальный разрез по оси).The following is an embodiment of the invention, not excluding other options within the claims, with reference to the drawing, which shows a diagram of a lump raw material heater (vertical section along the axis).
Подогреватель кускового сырья состоит из корпуса 1, газораспределительной камеры 2, загрузочной течки 3, подводящих сырье труб 4, бункера сырья 5, образованной футеровкой корпуса, стенкой камеры и свободными откосами сырья 6 зоны нагрева 7, зоны выдержки 8, кольцевого коллектора 9, выгрузочного стола 10, привода 11, вставки 12, выгрузочного отверстия 13, разгрузочной течки 14, газоходов 15, колосникового сита 16. Позицией α обозначен угол наклона поверхности футеровки стола по направлению к центру, а позицией β - угол расширения диффузора газораспределительной камеры. Подогреватель кускового сырья работает следующим образом.The lump raw material heater consists of a housing 1, a gas distribution chamber 2, a feed chute 3, feed pipes 4, a raw material hopper 5 formed by the housing lining, a chamber wall and free slopes of the raw material 6 of the heating zone 7, the holding zone 8, the annular collector 9, the unloading table 10, drive 11, insert 12, discharge opening 13, discharge chute 14, flues 15, grate 16. Position α denotes the angle of inclination of the surface of the table lining towards the center, and position β denotes the expansion angle of the diffuser tion chamber. Heater of lump raw materials works as follows.
Пример. Сырье, например, известняк фракции 20... 50 мм из бункера 5 самотеком по трубопроводам 4 и через загрузочную течку 3 поступает в корпус 1 подогревателя. По пути из сырья на колосниковом сите 16 отделяется мелкая фракция, попадание которой в подогреватель может привести к значительному росту аэродинамического сопротивления нагреваемого слоя сырья. Из течки 3 сырье попадает в кольцевую зону нагрева 7, образуя свободный откос 6, и далее в зону выдержки 8. В кольцевой зоне нагрева 7 происходит теплообмен между потоками газа и сырья. Горячие газы (продукты сгорания топлива и СO2, выделяющаяся при диссоциации СаСО3) при температуре 1000... 1200° С по газоходам 15 и через газораспределительную камеру 2, выполненную в виде диффузора, поступают в располагающийся воронкой слой сырья под камерой 2. Угол β расширения диффузора камеры 2 составляет 5... 40 градусов, благодаря чему уменьшение скорости потока газов перед входом в слой происходит практически без потерь напора. Первоначальный контакт газа и сырья происходит в прямотоке, причем в верхней части откоса 6 под камерой 2 горячие газы контактируют с холодным сырьем, благодаря чему достигаются высокие значения коэффициента теплоотдачи в пределах 12... 18 кВт/м3· град. Затем газы в слое сырья поворачивают почти на 180 градусов и направляются в коллектор 9, продолжая контактировать с опускающимся сырьем в противотоке. Коллектор служит для сбора охладившихся газов, выходящих из верхних откосов, и передачи их через установку газоочистки на дымосос. В результате контакта отходящие газы практически полностью отдают физическое тепло сырью, нагревая его поверхность до 850... 900° С и подвергая диссоциации на 10... 20%. Вследствие снижения скорости газового потока перед входом в слой потери напора в самом слое существенно уменьшаются. Нагретое сырье характеризуется неоднородностью температур как внутри отдельных кусков, так и в слое в целом. При попадании сырья в зону выдержки 8 происходит выравнивание температур. Температура выгружаемого из подогревателя сырья составляет 700... 800° С.Example. Raw materials, for example, limestone of a fraction of 20 ... 50 mm from the hopper 5 by gravity through pipelines 4 and through the feed chute 3 enters the housing 1 of the heater. On the way, the fine fraction is separated from the raw materials on the grate sieve 16, the ingress of which into the heater can lead to a significant increase in the aerodynamic resistance of the heated raw material layer. From estrus 3, the feed enters the annular heating zone 7, forming a free slope 6, and then into the holding zone 8. In the annular heating zone 7, heat is exchanged between the gas and feed streams. Hot gases (products of the combustion of fuel and CO 2 released during the dissociation of CaCO 3 ) at a temperature of 1000 ... 1200 ° C through the flues 15 and through the gas distribution chamber 2, made in the form of a diffuser, enter the feed layer located under the funnel under chamber 2. Angle β expansion of the diffuser of chamber 2 is 5 ... 40 degrees, due to which a decrease in the gas flow rate before entering the layer occurs with virtually no pressure loss. The initial contact of the gas and the raw material occurs in the direct flow, and in the upper part of the slope 6 under the chamber 2, the hot gases come in contact with the cold raw material, due to which high values of the heat transfer coefficient are achieved within 12 ... 18 kW / m 3 · deg. Then the gases in the layer of raw materials are rotated by almost 180 degrees and are sent to the manifold 9, while continuing to contact the falling raw materials in countercurrent. The collector is used to collect the cooled gases leaving the upper slopes, and transfer them through the gas treatment unit to the exhaust fan. As a result of contact, the exhaust gases almost completely give off physical heat to the raw materials, heating its surface to 850 ... 900 ° C and subjecting it to dissociation by 10 ... 20%. Due to the decrease in the gas flow rate before entering the layer, the pressure loss in the layer itself is significantly reduced. Heated raw materials are characterized by temperature heterogeneity both within individual pieces and in the layer as a whole. When raw materials fall into the holding zone 8, the temperature is equalized. The temperature of raw materials discharged from the heater is 700 ... 800 ° C.
Выгрузка подогретого сырья из подогревателя производится через выгрузочное отверстие 13, соединенное с разгрузочной течкой 14. Центральная течка 13 предусмотрена на вращающемся столе 10. Последний вращается под действием привода 11. Скорость вращения стола составляет 0,3... 0,8 об/мин. Благодаря наклону рабочей поверхности футеровки стола к центру под углом 3... 15° С разгрузка нагретого сырья протекает без кострения, а также без уплотнения и разрушения материала. Вставка 12 оттесняет нагретое сырье из центральной части подогревателя к периферии, что обеспечивает равномерную выгрузку по сечению подогревателя.Unloading of the heated raw materials from the heater is carried out through the discharge opening 13 connected to the unloading estrus 14. The central estrus 13 is provided on the rotary table 10. The latter is rotated by the drive 11. The rotation speed of the table is 0.3 ... 0.8 rpm. Due to the inclination of the working surface of the table lining to the center at an angle of 3 ... 15 ° C, the unloading of the heated raw material proceeds without a fire, and also without compaction and destruction of the material. The insert 12 pushes the heated raw materials from the central part of the heater to the periphery, which ensures uniform discharge over the cross section of the heater.
Применение настоящего изобретения позволяет повысить производительность вращающихся печей на 15-20%, снизить расход топлива на 13-18% и электроэнергии на 5-8%.The application of the present invention allows to increase the productivity of rotary kilns by 15-20%, reduce fuel consumption by 13-18% and electricity by 5-8%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003113485/02A RU2241182C1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Heater for lump raw material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003113485/02A RU2241182C1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Heater for lump raw material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2241182C1 true RU2241182C1 (en) | 2004-11-27 |
RU2003113485A RU2003113485A (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34310844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003113485/02A RU2241182C1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Heater for lump raw material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2241182C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568806C1 (en) * | 2014-06-11 | 2015-11-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Внедренческое Производственное Предприятие "Известа" | Mine heater of lump material |
-
2003
- 2003-05-07 RU RU2003113485/02A patent/RU2241182C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU 11747U A1, 23.08.1985. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568806C1 (en) * | 2014-06-11 | 2015-11-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Внедренческое Производственное Предприятие "Известа" | Mine heater of lump material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4266931A (en) | Apparatus and method of heating particulate material | |
CN101852542A (en) | Vertical kiln | |
KR101092409B1 (en) | Single type shaft kiln for lime calcination | |
CN101300364B (en) | Rotary hearth furnace and method of operating the same | |
US4473352A (en) | Double-incline shaft kiln | |
US3404199A (en) | Heating process in a rotary kiln | |
CN1049298A (en) | The method and apparatus of heating and processing granular materials | |
RU2241182C1 (en) | Heater for lump raw material | |
RU2655423C1 (en) | Rotary hearth furnace | |
RU2376539C2 (en) | Method of heat treatment of loose materials in shaft-type furnace | |
US4340359A (en) | Apparatus and method of heating particulate material | |
US3743475A (en) | Central shaft feeding for rotary hearth furnace | |
US3766663A (en) | Preheater for lime kiln | |
EP0088181B1 (en) | Manufacture of highly porous refractory material | |
RU2568806C1 (en) | Mine heater of lump material | |
US2512442A (en) | Solid material heating apparatus | |
CN205990415U (en) | A kind of monolayer for being reduced directly the mode of production heats and frequency modulation type rotary hearth furnace | |
RU2791072C1 (en) | Cyclone furnace for heat treatment of fine materials | |
CN201731752U (en) | Shaft kiln | |
SU1020737A1 (en) | Device for roasting raw material | |
US3732064A (en) | Method and apparatus for heat treating agglomerates | |
RU2648734C1 (en) | Rotary kiln for cement clinker burning | |
RU2238496C1 (en) | Installation for thermal treatment of loose material | |
USRE30469E (en) | Preheater for lime kiln | |
SU976263A1 (en) | Device for roasting cement clinker |