RU2464511C2 - Device to execute chemical and/or physical reactions between solid substance and gas - Google Patents
Device to execute chemical and/or physical reactions between solid substance and gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464511C2 RU2464511C2 RU2011102550/02A RU2011102550A RU2464511C2 RU 2464511 C2 RU2464511 C2 RU 2464511C2 RU 2011102550/02 A RU2011102550/02 A RU 2011102550/02A RU 2011102550 A RU2011102550 A RU 2011102550A RU 2464511 C2 RU2464511 C2 RU 2464511C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- pipeline
- cement raw
- raw materials
- suspension
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройству для осуществления химических и/или физических реакций между твердым веществом и газом, в частности для подогрева, охлаждения и/или кальцинирования мелкозернистых материалов, с несколькими ступенями, расположенными друг над другом.The invention relates to a device for carrying out chemical and / or physical reactions between a solid substance and a gas, in particular for heating, cooling and / or calcining fine-grained materials, with several steps located one above the other.
Из практики известны системы для подогрева, охлаждения и/или кальцинирования мелкозернистых материалов, состоящие из прямоточных теплообменников и циклонных сепараторов. Обычно такие устройства состоят из нескольких ступеней, расположенных друг над другом, причем газовый поток пропускается снизу вверх через все ступени, в то время как твердое вещество подается на отдельные ступени в противоположном направлении.From practice, systems for heating, cooling and / or calcining fine-grained materials consisting of direct-flow heat exchangers and cyclone separators are known. Typically, such devices consist of several stages located one above the other, with the gas flow passing from bottom to top through all stages, while the solid substance is fed to the individual stages in the opposite direction.
Такие системы имеют тот недостаток, что им необходима огромная конструктивная высота, а степень отделения в циклонном сепараторе не всегда является удовлетворительной. Поэтому в циклонах дело часто доходит до неконтролируемых потоков, обусловленных, например, на входе циклона наложением на входной газовый поток образовавшегося вихревого потока или инверсией направления газового потока в конусе цикла. Кроме того, может произойти повторное попадание в газовый поток циклона частиц, уже отделенных на краю циклона.Such systems have the disadvantage that they require a huge structural height, and the degree of separation in the cyclone separator is not always satisfactory. Therefore, in cyclones, it often comes to uncontrolled flows, caused, for example, at the inlet of the cyclone by imposing a vortex stream formed on the inlet gas stream or by inverting the direction of the gas stream in the cycle cone. In addition, particles can again re-enter the gas stream of the cyclone, already separated at the edge of the cyclone.
Другая проблема состоит в том, что при различных по размеру конструктивных формах центробежные силы при одинаковых скоростях на входе изменяются и в результате создаются другие условия отделения.Another problem is that, with different sizes of structural forms, centrifugal forces at the same inlet velocities change and, as a result, other separation conditions are created.
Поэтому в US 4318697 был предложен многоступенчатый подогреватель для цементного сырья, отдельные ступени которого состоят, соответственно, из нагнетательного трубопровода и примыкающего к нему спирального и/или спиралеобразного трубопровода. Спиральный и/или спиралеобразный трубопровод имеет прямоугольное поперечное сечение и подсоединен к одной из сторон четырехугольной воронки, в которой твердое вещество и газ окончательно отделяются под действием центробежных сил и сил инерции.Therefore, in US Pat. No. 4,318,697, a multi-stage heater for cement raw materials was proposed, the individual stages of which consist, respectively, of an injection pipeline and an adjacent spiral and / or spiral-shaped pipeline. A spiral and / or spiral pipe has a rectangular cross section and is connected to one side of a quadrangular funnel in which the solid and gas are finally separated by centrifugal and inertial forces.
В основу изобретения положена задача уменьшения конструктивной высоты устройства для осуществления химических и/или физических реакций между твердым веществом и газом.The basis of the invention is the task of reducing the structural height of the device for the implementation of chemical and / or physical reactions between a solid substance and a gas.
Эта задача решается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.This problem is solved using the characteristics of paragraph 1 of the claims.
Устройство для осуществления химических и/или физических реакций между твердым веществом и газом согласно изобретению, в частности для подогрева, охлаждения и/или кальцинирования мелкозернистых материалов, содержит по меньшей мере три ступени, расположенные друг над другом, причем каждая ступень содержит следующие конструктивные элементы:A device for carrying out chemical and / or physical reactions between a solid and a gas according to the invention, in particular for heating, cooling and / or calcining fine-grained materials, contains at least three steps located one above the other, each step containing the following structural elements:
a) трубопровод для суспензии газа и твердого вещества, предназначенный для подачи суспензии газа и твердого вещества,a) a pipeline for a suspension of gas and solid, designed to supply a suspension of gas and solid,
b) средства для отделения подаваемого твердого вещества от подаваемого газа,b) means for separating the supplied solid from the supplied gas,
c) трубопровод для твердого вещества, предназначенный для отвода отделяемого твердого вещества, а такжеc) a pipeline for solids designed to discharge the separated solids, and
d) трубопровод для газа, предназначенный для отвода отделяемого газа,d) a gas pipeline designed to discharge the gas to be separated,
причем газопровод одной ступени переходит в трубопровод для суспензии газа и твердого вещества следующей более высокой ступени, а трубопровод для твердого вещества одной ступени заканчивается в трубопроводе для суспензии газа и твердого вещества следующей более низкой ступени.moreover, the gas pipeline of one stage passes into the pipeline for the suspension of gas and solid matter of the next higher stage, and the pipeline for the solid matter of one stage ends in the pipeline for the suspension of gas and solid substance of the next lower stage.
Кроме того, место входа трубопровода для твердого вещества в трубопровод для суспензии газа и твердого вещества третьей или более высокой ступени предусмотрено ниже наивысшей точки трубопровода для суспензии газа и твердого вещества, расположенного двумя ступенями ниже.In addition, the place of entry of the pipeline for solid substances into the pipeline for the suspension of gas and solid substances of the third or higher stage is provided below the highest point of the pipeline for the suspension of gas and solid substances, located two steps below.
Благодаря такой конструкции достигается явное уменьшение конструктивной высоты устройства.Thanks to this design, a clear reduction in the structural height of the device is achieved.
Другие варианты выполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов.Other embodiments of the invention are subject to dependent claims.
Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения трубопровод для суспензии газа и твердого вещества содержит восходящий и нисходящий участки трубопровода, которые могут быть образованы нагнетательным трубопроводом и нисходящим винтовым и/или спиралеобразным трубопроводом. Кроме того, может быть предусмотрена угловая головка, соединяющая напорный трубопровод с винтовым и/или спиралеобразным трубопроводом. Благодаря восходящему и нисходящему участкам трубопровода, с одной стороны, обеспечивается достаточное время для контакта твердого вещества с газом, а с другой, может быть дополнительно уменьшена конструктивная высота.According to a preferred embodiment of the invention, the pipeline for the suspension of gas and solid contains upward and downward sections of the pipeline, which can be formed by the discharge pipe and the downward screw and / or spiral pipe. In addition, an angle head may be provided connecting the pressure pipe to a screw and / or spiral pipe. Due to the ascending and descending sections of the pipeline, on the one hand, sufficient time is provided for the solid to contact the gas, and on the other, the structural height can be further reduced.
Под винтовым и/или спиралеобразным трубопроводом в смысле изобретения понимается трубопровод, по меньшей мере местами выполненный винтообразно и/или спиралеобразно. При этом вращение винтового и/или спиралеобразного трубопровода, в частности, может осуществляться также лишь на угловой диапазон, например, менее 90°.Under the screw and / or spiral pipeline in the sense of the invention refers to a pipeline, at least in some places made helical and / or spiral. The rotation of the screw and / or spiral pipe, in particular, can also be carried out only at an angular range, for example, less than 90 °.
В другом варианте выполнения винтовые и/или спиралеобразные трубопроводы последовательно расположенных ступеней выполнены попеременно лево- и правовращательными. Благодаря изменяющемуся направлению вращения получается исключительно компактная конструкция устройства, обеспечивающая дальнейшее уменьшение конструктивной высоты. Так, например, по сравнению с обычным пятиступенчатым циклонным теплообменником достигается уменьшение конструктивной высоты величиной до 25%.In another embodiment, helical and / or spiral pipelines of successive stages are alternately left-handed and right-handed. Thanks to the changing direction of rotation, an extremely compact design of the device is obtained, which provides a further reduction in the structural height. So, for example, compared with a conventional five-stage cyclone heat exchanger, a reduction in structural height of up to 25% is achieved.
Кроме того, может быть предусмотрено, чтобы трубопровод для твердого вещества и трубопровод для газа соединялись с концом винтового и/или спиралеобразного трубопровода, причем чтобы, например, в конце винтового и/или спиралеобразного трубопровода была предусмотрена осадочная камера, к которой были бы подсоединены трубопровод для отвода твердого вещества и трубопровод для отвода газового потока.In addition, it may be provided that the solid conduit and the gas conduit are connected to the end of the screw and / or spiral conduit, such that, for example, a sedimentation chamber is provided at the end of the screw and / or spiral conduit to which the conduit would be connected for the removal of solids and a pipeline for the removal of a gas stream.
Ниже более подробно поясняются другие преимущества и формы выполнения изобретения со ссылкой на описание и чертежи, на которых:Other advantages and forms of carrying out the invention are explained in more detail below with reference to the description and drawings, in which:
фиг.1 изображает вид сбоку ступени устройства,figure 1 depicts a side view of the steps of the device,
фиг.2 - вид сбоку на фиг.1, повернутый на 90°,figure 2 is a side view of figure 1, rotated 90 °,
фиг.3 - вид сверху ступени на фиг.1,figure 3 is a top view of the steps in figure 1,
фиг.4 - вид сбоку устройства с тремя ступенями, расположенными друг над другом,4 is a side view of the device with three steps located one above the other,
фиг.5 - вид сверху устройства на фиг.4.5 is a top view of the device in figure 4.
На фиг.1-3 вначале более подробно изображена ступень устройства для осуществления химических и/или физических реакций между твердым веществом и газом, в частности для подогрева, охлаждения и/или кальцинирования мелкозернистых материалов.Figure 1-3 first shows in more detail the stage of the device for carrying out chemical and / or physical reactions between a solid and a gas, in particular for heating, cooling and / or calcining fine-grained materials.
Оно по существу состоит из трубопровода для суспензии газа с твердым веществом, средств для отделения подаваемого твердого вещества от подаваемого газа, образованных в показанном примере выполнения осадочной камерой 2, трубопровода 3 для отвода отделяемого твердого вещества, а также из трубопровода 4 для отвода отделяемого газа.It essentially consists of a pipeline for a suspension of gas with a solid substance, means for separating the supplied solid from the supplied gas, formed in the shown example, the
Для осуществления химических и/или физических реакций между твердым веществом 5 и газом 6 суспензия газа с твердым веществом подается в осадочную камеру 2 по трубопроводу 1 для газа и твердого вещества.To carry out chemical and / or physical reactions between solid 5 and
Трубопровод 1 для газа и твердого вещества содержит восходящий участок, выполненный в виде напорного трубопровода 1а, и нисходящий участок, выполненный в виде винтового и/или спиралеобразного трубопровода 1b. Кроме того, предусмотрена обратная головка 1с, соединяющая напорный трубопровод 1а с винтовым и/или спиралеобразным трубопроводом 1b. При рассмотрении в вертикальном направлении по меньшей мере начало винтового и/или спиралеобразного трубопровода 1b расположено выше его конца на входе в осадочную камеру 2. В винтовом и/или спиралеобразном трубопроводе 1b благодаря центробежным силам происходит разделение суспензии газа и твердого вещества на поток твердого вещества и газовый поток.The pipeline 1 for gas and solid substance contains an upward section made in the form of a
В рамках изобретения возможно, чтобы радиус и/или ход, и/или профиль поперечного сечения, и/или размер поперечного сечения винтового и/или спиралеобразного трубопровода 1b изменялись в направлении потока суспензии газа и твердого вещества. Таким образом, с одной стороны, может быть оказано воздействие на предварительное сепарирование суспензии на участке винтового и/или спиралеобразного трубопровода, а с другой, винтовой и/или спиралеобразный трубопровод 1 может быть адаптирован к внешним условиям. Это особенно выгодно в том случае, когда несколько ступеней расположены в шахматном порядке с перекрытием и одна над другой.In the framework of the invention, it is possible that the radius and / or stroke and / or cross-sectional profile and / or the cross-sectional size of the screw and / or
При этом радиус, ход, профиль поперечного сечения и/или размер поперечного сечения могут изменяться в направлении потока скачкообразно и/или по меньшей мере на одном участке также непрерывно. Так, например, уменьшение радиуса вызывает увеличение центробежной силы, в то время как увеличение радиуса соответствует уменьшению центробежной силы. Путем изменения профиля и размера поперечного сечения можно воздействовать на скорость потока.In this case, the radius, stroke, cross-sectional profile and / or cross-sectional size can change in the direction of flow in a stepwise manner and / or in at least one section also continuously. For example, a decrease in radius causes an increase in centrifugal force, while an increase in radius corresponds to a decrease in centrifugal force. By changing the profile and size of the cross section, flow rate can be affected.
В показанном примере винтовой и/или спиралевидный трубопровод 1b входит в осадочную камеру 2 по касательной под углом α к горизонтали, равным по меньшей мере 30°. На участке примыкания осадочная камера 2 имеет цилиндрическую часть 2а, к которой снизу подсоединяется воронкообразно сужающаяся часть 2b.In the example shown, a helical and / or
Трубопровод 3 для твердого вещества подсоединен к воронкообразно сужающейся части 2b осадочной камеры, в то время как цилиндрическая часть 2а переходит в трубопровод 4 для газа.The
В показанном примере выполнения трубопровод 4 для газа и цилиндрическая часть 2а осадочной камеры имеют одинаковый диаметр. Поэтому можно говорить о том, что осадочная камера образуется нижней частью трубопровода 4 для газа.In the illustrated embodiment, the
В рамках изобретения было бы также возможно, чтобы трубопровод 4 для газа вдавался в осадочную камеру 2 наподобие плунжера или был выполнен с большим радиусом, чем осадочная камера. По винтовому и/или спиралеобразному трубопроводу 1b, направленному вниз под углом и подсоединенному по касательной к осадочной камере, твердое вещество по дуге подается в воронкообразно сужающуюся часть 2b осадочной камеры 2, а затем попадает в трубопровод 3 (см. фиг.1 и 3).In the framework of the invention, it would also be possible for the
Газ 6 по внутренней стенке цилиндрической части осадочной камеры 2 с завихрением отводится вверх в трубопровод 4 для газа (см. фиг.1). Поток, направленный в осадочной камере 2 вниз под углом, препятствует также тому, чтобы на участке входа винтового и/или спиралеобразного трубопровода 1b на входной газовый поток накладывался вихревой поток, образовавшийся в осадочной камере.
Однако средства отделения подаваемого твердого вещества от подаваемого газа могут быть также полностью или частично выполнены в трубопроводе 1 для суспензии газа и твердого вещества.However, means for separating the supplied solid from the supplied gas can also be fully or partially performed in the pipe 1 for the suspension of gas and solid.
Как видно на фиг.3, винтовой и/или спиралеобразный трубопровод 1b может проходить лишь на угловой диапазон около 180°. Однако в рамках изобретения угловой диапазон может быть выбран значительно большим или меньшим. Кроме того, возможно, чтобы радиус и/или ход, и/или профиль поперечного сечения, и/или размер поперечного сечения винтового и/или спиралеобразного трубопровода 1b изменялись в направлении потока суспензии газа и твердого вещества.As can be seen in FIG. 3, a screw and / or
Устройство согласно изобретению для осуществления химических и/или физических реакций между твердым веществом и газом, в частности для подогрева, охлаждения и/или кальцинирования мелкозернистых материалов, содержит несколько ступеней, расположенных друг над другом, какими они показаны выше на фиг.1-3. При этом трубопровод для газа одной ступени переходит в трубопровод для суспензии газа и твердого вещества следующей более высокой ступени, а трубопровод для твердого вещества заканчивается в трубопроводе для суспензии газа и твердого вещества следующей более низкой ступени.The device according to the invention for carrying out chemical and / or physical reactions between a solid and a gas, in particular for heating, cooling and / or calcining fine-grained materials, contains several steps located one above the other, as shown above in Figs. 1-3. In this case, the pipeline for the gas of one stage passes into the pipeline for the suspension of gas and solid matter of the next higher stage, and the pipeline for the solid substance ends in the pipeline for the suspension of gas and solid substance of the next lower stage.
Ниже на фиг.4 и 5 описано устройство с тремя ступенями I, II, III, в котором речь идет, например, о трехступенчатом нагревателе для цементного сырья.Figures 4 and 5 below describe a device with three stages I, II, III, which refers, for example, to a three-stage heater for cement raw materials.
В таком многоступенчатом устройстве обрабатываемое твердое вещество на самую верхнюю ступень III подается по трубопроводу 3''', а отводится в качестве обработанного твердого вещества 5, например подогретого твердого вещества, с самой нижней ступени 1. Таким образом, в то время как твердое вещество пропускается сверху вниз через три ступени, газ протекает через устройство в противоположном направлении. В случае газа 6, подаваемого на самую нижнюю ступень, речь идет, например, о горячем отходящем газе печи или кальцинатора. Газ 6'', отводимый на третьей ступени по газопроводу 4'', подается, например, для обеспыливания, в фильтр или в последовательно подключенный высокоэффективный сепаратор. Обработанное твердое вещество 5 поступает для дальнейшей обработки, например, в кальцинатор или в печь.In such a multi-stage device, the solids to be processed are supplied to the uppermost stage III through a 3 ″ ″ pipeline and discharged as processed
Благодаря выполнению трубопровода 1 для суспензии газа и твердого вещества с напорным трубопроводом 1а и с нисходящим винтовым и/или спиралеобразным трубопроводом 1b три ступени могут быть установлены очень компактно и с взаимным переплетением. Кроме того, предусмотрено, чтобы винтовые и/или спиралеобразные трубопроводы 1b, 1'b, 1''b по меньшей мере двух последовательно расположенных ступеней были выполнены попеременно лево- и правовращательными (см. фиг.5). На виде сверху трубопроводы для суспензии газа и твердого вещества, в частности винтовые и/или спиралеобразные трубопроводы двух ступеней, последовательно установленных в направлении газового потока, имеют извилистую форму (см. фиг.5).Thanks to the execution of the pipeline 1 for the suspension of gas and solid with a
Особенно низкая конструктивная форма достигается за счет того, что в случае по меньшей мере трех ступеней, расположенных друг над другом, место входа трубопровода для твердого вещества в трубопровод для суспензии газа и твердого вещества третьей или более высокой ступени предусмотрено ниже наивысшей точки трубопровода для суспензии газа и твердого вещества, расположенного двумя ступенями ниже. В изображенном примере выполнения хорошо видно, что трубопровод 3''' для твердого вещества, подсоединенный к напорному трубопроводу 1''а третьей ступени III, предусмотрен ниже наивысшей точки трубопровода для суспензии газа и твердого вещества самой нижней ступени 1.A particularly low structural form is achieved due to the fact that in the case of at least three steps located one above the other, the place of entry of the pipeline for solid substance into the pipeline for suspension of gas and solid substances of the third or higher stage is provided below the highest point of the pipeline for gas suspension and a solid located two steps below. In the illustrated embodiment, it is clearly seen that the
Кроме того, в рамках изобретения возможно, чтобы по меньшей мере две параллельные ветви были предусмотрены каждая по меньшей мере с тремя ступенями.In addition, within the framework of the invention, it is possible that at least two parallel branches are each provided with at least three steps.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011102550/02A RU2464511C2 (en) | 2008-06-25 | 2008-06-25 | Device to execute chemical and/or physical reactions between solid substance and gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011102550/02A RU2464511C2 (en) | 2008-06-25 | 2008-06-25 | Device to execute chemical and/or physical reactions between solid substance and gas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011102550A RU2011102550A (en) | 2012-07-27 |
RU2464511C2 true RU2464511C2 (en) | 2012-10-20 |
Family
ID=46850391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011102550/02A RU2464511C2 (en) | 2008-06-25 | 2008-06-25 | Device to execute chemical and/or physical reactions between solid substance and gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2464511C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2866272A (en) * | 1954-09-28 | 1958-12-30 | Smidth & Co As F L | Cyclone heat exchange apparatus |
US4318692A (en) * | 1981-01-02 | 1982-03-09 | Allis-Chalmers Corporation | Helical duct gas/meal separator |
SU1296535A1 (en) * | 1980-07-30 | 1987-03-15 | Феб Швермашиненбаукомбинат "Эрнст Тельман",Магдебург (Инопредприятие) | Method for roasting fine-grained material |
RU2184710C2 (en) * | 1997-06-02 | 2002-07-10 | Жозеф Е. ДУМЕ | Cement clinker manufacture method and apparatus |
-
2008
- 2008-06-25 RU RU2011102550/02A patent/RU2464511C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2866272A (en) * | 1954-09-28 | 1958-12-30 | Smidth & Co As F L | Cyclone heat exchange apparatus |
SU1296535A1 (en) * | 1980-07-30 | 1987-03-15 | Феб Швермашиненбаукомбинат "Эрнст Тельман",Магдебург (Инопредприятие) | Method for roasting fine-grained material |
US4318692A (en) * | 1981-01-02 | 1982-03-09 | Allis-Chalmers Corporation | Helical duct gas/meal separator |
RU2184710C2 (en) * | 1997-06-02 | 2002-07-10 | Жозеф Е. ДУМЕ | Cement clinker manufacture method and apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011102550A (en) | 2012-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010001097A1 (en) | Cyclone separator with two gas outlets and separation method | |
CN206965171U (en) | Whirlwind is vortexed gas-liquid separator | |
CN1175916C (en) | Serial multi-stage process and its compact equipment for fast gas-solid separation and settling | |
RU2464511C2 (en) | Device to execute chemical and/or physical reactions between solid substance and gas | |
RU2463540C2 (en) | Apparatus and method of conducting chemical and/or physical reactions between solid substance and gas, as well as apparatus for producing cement | |
US8435453B2 (en) | Device for performing chemical and/or physical reactions between a solid material and a gas | |
RU2221625C1 (en) | Small-sized highly-efficient separator | |
RU2552440C2 (en) | Straight-flow cyclone | |
RU2386470C1 (en) | Separator | |
RU2463539C2 (en) | Apparatus for conducting chemical and/or physical reactions between solid substance and gas | |
US4342576A (en) | Particle separator | |
RU2244584C1 (en) | Small-sized high performance separator "kolibry" ("humming-bird") | |
RU2375104C2 (en) | Gas purification unit | |
RU165515U1 (en) | SEPARATOR | |
US20110097679A1 (en) | Device for performing chemical and/or physical reactions between a solid material and a gas | |
RU2311946C1 (en) | Vortex type gaseous separator | |
RU2330710C2 (en) | Cyclone separator | |
CA3025587C (en) | Cyclone for the separation of particles from a fluid | |
RU68367U1 (en) | CYCLONE | |
RU2659259C1 (en) | Sulfur dehydration | |
RU61597U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING GASES FROM DUST | |
RU2140825C1 (en) | Gas cleaning device | |
RU2329088C1 (en) | Separator of fuel gas | |
EP2571622A1 (en) | Cyclone separator with two gas outlets and separation method | |
JP2002239419A (en) | Low pressure drop cyclone |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130626 |