RU2483262C2 - Method of annealing fine-grained material - Google Patents
Method of annealing fine-grained material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483262C2 RU2483262C2 RU2010112050/02A RU2010112050A RU2483262C2 RU 2483262 C2 RU2483262 C2 RU 2483262C2 RU 2010112050/02 A RU2010112050/02 A RU 2010112050/02A RU 2010112050 A RU2010112050 A RU 2010112050A RU 2483262 C2 RU2483262 C2 RU 2483262C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas distribution
- chamber
- firing
- furnace
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обжига мелкозернистых материалов, в частности к печам псевдоожиженного слоя и способам обжига псевдоожиженных материалов в них.The invention relates to the field of firing of fine-grained materials, in particular to fluidized-bed furnaces and methods for firing fluidized materials in them.
Известен способ обжига мелкозернистых материалов с использованием печи для обжига мелкозернистого материала в псевдоожиженном слое, содержащей камеру подогрева, снабженную питателем и соединенную с санитарным циклоном, камеру обжига, имеющую топливные горелки и переточное устройство внутри цилиндрической полости, от которой установлен горячий циклон, и камеру охлаждения, снабженную воздуховодом. Камеры охлаждения, обжига и подогрева оборудованы газораспределительными решетками (Авт. св. СССР №469037, МПК: F27B 15/10).A known method of firing fine-grained materials using a furnace for firing fine-grained material in a fluidized bed containing a heating chamber, equipped with a feeder and connected to a sanitary cyclone, a firing chamber having fuel burners and a transfer device inside a cylindrical cavity from which a hot cyclone is installed, and a cooling chamber equipped with an air duct. The cooling, firing and heating chambers are equipped with gas distribution grills (Aut. St. USSR No. 469037, IPC: F27B 15/10).
Недостатками известного способа являются неравномерный обжиг материала вследствие неупорядоченного его движения в кольцевой камере обжига и значительное гидравлическое сопротивление печи.The disadvantages of this method are the uneven firing of the material due to its disordered movement in the annular firing chamber and significant hydraulic resistance of the furnace.
Известна печь для обжига мелкозернистого материала в псевдоожиженном слое, содержащая камеру подогрева с газораспределительной решеткой, снабженную питателем и соединенную с санитарным циклоном, камеру обжига с газораспределительной решеткой, имеющую топливные горелки и переточное устройство внутри цилиндрической полости, от которой установлен горячий циклон, камеру охлаждения с газораспределительной решеткой, снабженную воздуховодом, при этом кольцевая газораспределительная решетка камеры обжига выполнена с тонкими профильными лопатками и направляющей перегородкой, отделяющей зону поступления материала от зоны его выгрузки (патент РФ №1145228, МПК: F27B 15/10 - прототип).A known furnace for firing fine-grained material in a fluidized bed, comprising a heating chamber with a gas distribution grid, equipped with a feeder and connected to a sanitary cyclone, a calcination chamber with a gas distribution grid, having fuel burners and a transfer device inside a cylindrical cavity from which a hot cyclone is installed, a cooling chamber with gas distribution grill equipped with an air duct, while the annular gas distribution grill of the firing chamber is made with thin profile blades and a guide wall separating the material receipt zone from the unloading zone (RF patent No. 1145228, IPC:
Указанная печь работает следующим образом.The specified furnace operates as follows.
Обжигаемый материал через питатель поступает в камеру подогрева, откуда после подогрева и подсушки проходит через переточное устройство в камеру обжига, в зону поступления материала, где псевдоожижается и начинает перемещаться вдоль кольцевой решетки с тонкими профильными лопатками за счет подачи из камеры охлаждения воздуха, имеющего как вертикальную, так и горизонтальную составляющие скорости. Топливно-воздушная смесь подается в камеру обжига через горелки и сжигается в псевдоожиженном слое обжигаемого материала, который перемещается вдоль решетки по всему кольцевому сечению до направляющей перегородки выгрузки. Так как ввод и вывод обжигаемого материала разнесены, то его частицы имеют одинаковое время пребывания в камере и подвергаются обжигу, последовательно пересекая зоны действия горелок. Выгрузка мелкозернистого материала производится не только из-за свойства текучести псевдоожиженного слоя, но и вынужденно, под действием наклонных струй газов, обеспечивающих направленное перемещение частиц. Такое решение позволяет производить обжиг и при достаточно тонких псевдоожиженных слоях, что также повышает качество тепловой обработки материала и уменьшает гидравлическое сопротивление печи.The calcined material through the feeder enters the heating chamber, from where, after heating and drying, it passes through the transfer device to the calcining chamber, into the material supply zone, where it is fluidized and begins to move along the annular grating with thin profile vanes due to the supply of air from the cooling chamber, which has both vertical and horizontal components of speed. The fuel-air mixture is fed into the firing chamber through the burners and burned in the fluidized bed of the fired material, which moves along the grate along the entire annular section to the discharge guide bar. Since the input and output of the fired material are spaced, its particles have the same residence time in the chamber and are fired, sequentially crossing the zones of action of the burners. Unloading of fine-grained material is carried out not only because of the fluidity of the fluidized bed, but also forcedly, under the action of inclined jets of gases, providing directional movement of particles. This solution allows firing even with sufficiently thin fluidized beds, which also improves the quality of heat treatment of the material and reduces the hydraulic resistance of the furnace.
Недостатками известного устройства и примененного в нем способа обжига являются неравномерный обжиг материала вследствие неупорядоченного его движения в кольцевой камере обжига и значительное гидравлическое сопротивление печи.The disadvantages of the known device and the firing method used in it are the uneven firing of the material due to its disordered movement in the annular firing chamber and significant hydraulic resistance of the furnace.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание способа обжига мелкозернистого дисперсного материала в печи с псевдоожиженным слоем, применение которого позволит обеспечить требуемую неравномерность обжига дисперсных материалов при одновременном повышении производительности печи и улучшении условий сжигания топлива.The objective of the invention is to remedy these disadvantages and to create a method of firing fine-grained particulate material in a fluidized-bed furnace, the use of which will ensure the required irregularity of firing of dispersed materials while increasing the productivity of the furnace and improving the conditions for burning fuel.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе обжига мелкозернистого материала, заключающемся в его предварительном псевдоожижении и последующем обжиге в печи, содержащей камеру подогрева с газораспределительной решеткой, снабженную питателем и соединенную с санитарным циклоном, камеру обжига с газораспределительной решеткой, имеющую топливные горелки и переточное устройство внутри цилиндрической полости, от которой установлен горячий циклон, камеру охлаждения с газораспределительной решеткой, снабженную воздуховодом, при этом кольцевую газораспределительную решетку камеры обжига выполняют с тонкими профильными лопатками и направляющей перегородкой, отделяющей зону поступления материала от зоны его выгрузки, согласно изобретению профильные лопатки кольцевой газораспределительной решетки камеры выполняют с переменным равномерно чередующимся шагом, при этом топливные горелки располагают на разной высоте, с равномерным чередованием высот в пределах толщины слоя псевдоожиженного материала, а их оси направляют под разными углами к продольной оси печи.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed method of firing fine-grained material, which consists in its preliminary fluidization and subsequent firing in a furnace containing a heating chamber with a gas distribution grid, equipped with a feeder and connected to a sanitary cyclone, a calcination chamber with a gas distribution grid having fuel burners and a transfer device inside the cylindrical cavity from which the hot cyclone is mounted, a cooling chamber with a gas distribution grill, equipped with according to the invention, the profile blades of the annular gas distribution grid of the chamber are performed with a variable uniformly alternating step, while the fuel burners are positioned at different heights , with a uniform alternation of heights within the thickness of the bed of fluidized material, and their axes are directed at different angles to the Flax furnace axis.
В варианте исполнения топливные горелки выполнены с тангенциальным вводом, по крайней мере, одного из компонентов топлива.In an embodiment, the fuel burners are configured with a tangential entry of at least one of the fuel components.
В варианте исполнения максимальный диаметр факела распыла указанных топливных горелок примерно равен толщине слоя псевдоожиженного материала, а его длина составляет величину, примерно равную ширине слоя псевдоожиженного материала.In an embodiment, the maximum diameter of the spray torch of said fuel burners is approximately equal to the thickness of the bed of fluidized material, and its length is approximately equal to the width of the layer of fluidized material.
Максимальный диаметр факела распыла указанных топливных горелок выбран примерно равным толщине слоя псевдоожиженного материала исходя из того, что дальнейшее его увеличение приведет к неэффективному перемешиванию слоя мелкозернистого псевдоожиженного материала, т.к. часть факела топливной горелки, в котором продукты сгорания имеют максимальную линейную скорость, будет выступать за пределы слоя псевдоожиженного материала. При уменьшении диаметра факела ниже указанного значения факел продуктов сгорания будет захватывать часть слоя псевдоожиженного материала, что приведет к ухудшению эффективности перемешивания.The maximum diameter of the spray torch of these fuel burners is chosen to be approximately equal to the thickness of the bed of fluidized material on the basis that its further increase will lead to inefficient mixing of the layer of fine-grained fluidized material, since the part of the fuel burner flame in which the products of combustion have a maximum linear velocity will extend beyond the bed of the fluidized material. When reducing the diameter of the flame below the specified value, the flame of the combustion products will capture part of the bed of fluidized material, which will lead to a deterioration in the mixing efficiency.
Длина факела распыла указанных топливных горелок выбрана примерно равной ширине слоя псевдоожиженного материала исходя из того, что при дальнейшем ее увеличении поток продуктов сгорания будет попадать на центральные части печи, что может привести к их прогару и потребует дополнительного их охлаждения, а при уменьшении - факел продуктов сгорания будет захватывать лишь часть слоя псевдоожиженного материала, что приведет к ухудшению эффективности перемешивания.The spray torch length of these fuel burners is chosen to be approximately equal to the width of the bed of fluidized material, based on the fact that with a further increase in it, the flow of combustion products will flow to the central parts of the furnace, which can lead to burnout and require additional cooling, and, if reduced, the torch of products combustion will capture only part of the bed of fluidized material, which will lead to a deterioration in mixing efficiency.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид печи; на фиг.2 - поперечный разрез перегородки; на фиг.3 - вид сверху кольцевой решетки; на фиг.4 - вид сбоку кольцевой решетки, на фиг.5 - общий вид горелки.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the furnace; figure 2 is a transverse section of the septum; figure 3 is a top view of the annular lattice; figure 4 is a side view of the annular lattice, figure 5 is a General view of the burner.
Печь содержит камеру подогрева 1, снабженную питателем 2 и соединенную с санитарным циклоном 3, камеру обжига 4, имеющую топливные горелки 5 и переточное устройство 6, внутри цилиндрической полости 7 которой установлен горячий циклон 8, камеру охлаждения 9, снабженную воздуховодом 10. Камеры подогрева 1 и охлаждения 9 оборудованы газораспределительными решетками 11. Камера обжига 4 оборудована кольцевой решеткой 12 с тонкими профильными лопатками и направляющей перегородкой 13. Кольцевая профильная решетка 12 содержит внутренний 14 и наружный 15 бандажные ободы, расположенные между ними профильные лопатки 16. Для исключения провалов материала решетка покрыта сверху металлической термостойкой сеткой 17. В варианте исполнения в топливной горелке 5 один из компонентов топлива, например газ, подается в камеру смешения 18 горелки через тангенциальный ввод 19.The furnace contains a heating chamber 1, equipped with a feeder 2 and connected to a sanitary cyclone 3, a firing chamber 4, with fuel burners 5 and a transfer device 6, inside a cylindrical cavity 7 of which a hot cyclone 8 is installed, a
Данный способ может быть реализован следующим образом.This method can be implemented as follows.
Обжигаемый материал через питатель 2 подают в камеру подогрева 1, откуда после подогрева и подсушки его подают через переточное устройство 6 в камеру обжига 4, в зону поступления материала, где обжигаемый материал псевдоожижают и начинают перемещать вдоль кольцевой решетки с тонкими профильными лопатками за счет подачи из камеры охлаждения 9 воздуха, имеющего как вертикальную, так и горизонтальную составляющие скорости.The calcined material through the feeder 2 is fed into the heating chamber 1, from where, after heating and drying, it is fed through the transfer device 6 to the calcining chamber 4, into the material supply zone, where the calcined material is fluidized and started to move along the annular lattice with thin profile vanes by feeding from
Топливно-воздушная смесь подают в камеру обжига 4 через горелки 5 и сжигают в псевдоожиженном слое обжигаемого материала, который перемещают вдоль решетки по всему кольцевому сечению до направляющей перегородки 13, до зоны выгрузки. За счет того, что топливные горелки располагают на разной высоте, с равномерным чередованием высот в пределах толщины слоя псевдоожиженного материала, а их оси направляют под разными углами к продольной оси печи, происходит дополнительное интенсивное перемещение частиц обжигаемого дисперсного материала по толщине слоя, что приводит к улучшению условий обжига частиц и снижению неравномерности обжига.The air-fuel mixture is fed into the firing chamber 4 through the burners 5 and burned in a fluidized bed of the fired material, which is moved along the grate along the entire annular section to the
В варианте исполнения горючее подают в камеру смешения 18 горелки 5 через тангенциальный ввод 19. Поток горючего закручивается в указанной камере и поступает в камеру обжига, в слой псевдоожиженного обжигаемого материала, в виде вращающегося конуса. Вращающийся конус горючего горелки захватывает частицы обжигаемого материала, находящиеся в слое псевдоожиженого материала, сообщает им вертикальную, горизонтальную составляющие скорости и центростремительное ускорение, что приводит к интенсификации движения частиц обжигаемого материала внутри слоя и, следовательно, их более равномерному обжигу. Кроме этого, применение тангенциального ввода одного из компонентов топлива позволит значительно уменьшить длину факела пламени горелки и повысить экономичность ее работы, что, в свою очередь, даст возможность уменьшить радиальные размеры печи.In an embodiment, the fuel is fed into the
Так как ввод и вывод обжигаемого материала разнесены, то его частицы имеют одинаковое время пребывания в камере 4 и подвергаются равномерному обжигу, последовательно пересекая зоны действия горелок. Выгрузку мелкозернистого материала производят не только из-за свойства текучести псевдоожиженного слоя, но и вынужденно, под действием наклонных струй газов, обеспечивающих направленное перемещение частиц, что повышает производительность печи, т.е. количество обжигаемого материала в единицу времени. Это позволяет производить обжиг и при достаточно тонких псевдоожиженных слоях, что также повышает качество тепловой обработки материала и уменьшает гидравлическое сопротивление печи, так как, кроме возможности работы печи на тонких слоях, профильная газораспределительная решетка 12 имеет большое живое сечение, а следовательно, и малое гидравлическое сопротивление.Since the input and output of the fired material are spaced, its particles have the same residence time in the chamber 4 and undergo uniform firing, sequentially crossing the zones of action of the burners. Unloading of fine-grained material is carried out not only because of the fluidity of the fluidized bed, but also forcedly, under the influence of inclined jets of gases, providing directional movement of particles, which increases the productivity of the furnace, i.e. the amount of material burned per unit time. This allows firing even with sufficiently thin fluidized beds, which also improves the quality of the heat treatment of the material and reduces the hydraulic resistance of the furnace, since, in addition to the possibility of operating the furnace on thin layers, the profile
Производительность печи регулируют за счет изменения скорости дутья.The productivity of the furnace is regulated by changing the speed of the blast.
Радиальные плоские струи воздуха, выходящего из кольцевой решетки с тонкими профильными лопатками под углом относительно горизонтальной ее плоскости, обеспечивают, кроме перемещения мелкого зернистого материала, и более качественное сжигание топливно-воздушной смеси за счет удлинения траектории движения частиц топлива в зоне его горения. Кроме этого, за счет того, что профильные лопатки кольцевой газораспределительной решетки 12 камеры установливают с переменным равномерно чередующимся шагом, происходит дополнительная интенсификация процесса перемещения мелкого зернистого материала, что, в свою очередь, снижает неравномерность обжига и повышает качество получаемого продукта.Radial flat jets of air leaving the annular lattice with thin profile vanes at an angle relative to its horizontal plane provide, in addition to moving fine granular material, better combustion of the air-fuel mixture by lengthening the trajectory of the movement of fuel particles in its combustion zone. In addition, due to the fact that the profile blades of the annular
Затем через переточное устройство 6 обожженный материал подают в камеру охлаждения 9 и после частичного охлаждения удаляют из печи. В камеру охлаждения 9 по воздуховоду 10 подают воздух, который, псевдоожижая охлаждаемый материал, отбирает часть его тепла и в нагретом состоянии, противотоком по отношению твердого материала, поступает через кольцевую решетку 12 в камеру обжига 4, приобретая при обтекании профильных лопаток 16 как горизонтальные, так и вертикальные составляющие своей скорости.Then, through the transfer device 6, the calcined material is fed into the
Образующиеся дымовые газы с пылью направляют в горячий циклон 8 и, частично освобождая их в нем от пыли, подают через газораспределительную решетку 11 в камеру подогрева 1, где подогревают поступающий на обжиг материал. Запыленные дымовые газы из камеры подогрева Г выводят в санитарный циклон 3 и после частичной очистки направляют в систему тонкой очистки (не показана) или выбрасывают в атмосферу, если достигнуты соответствующие санитарные нормы по степени очистки дымовых газов. Пыль из циклонов 8 и 3 выводят из системы или направляют на дообжиг в камеру обжига 4 в зависимости от технологических особенностей обжига конкретных материалов.The resulting flue gases with dust are sent to a hot cyclone 8 and, partially freeing them of dust in it, are fed through a gas distribution grid 11 to the heating chamber 1, where the material fed to the firing is heated. Dusty flue gases from the heating chamber D are discharged into a sanitary cyclone 3 and, after partial cleaning, are sent to a fine cleaning system (not shown) or emitted into the atmosphere if the relevant sanitary standards for the degree of flue gas treatment are achieved. Dust from cyclones 8 and 3 is removed from the system or sent for additional firing to firing chamber 4, depending on the technological features of firing of specific materials.
Использование изобретения позволит уменьшить неравномерность обжига материала, повысить производительность печи и улучшить качество обжига мелкозернистого материала за счет направленного перемещения частиц псевдоожиженного слоя во всех направлениях по всему кольцевому сечению камеры обжига и исключения повторного его обжига.The use of the invention will reduce the unevenness of firing of the material, increase the productivity of the furnace and improve the quality of firing of fine-grained material due to the directional movement of particles of the fluidized bed in all directions along the entire annular section of the firing chamber and exclude re-firing.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112050/02A RU2483262C2 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Method of annealing fine-grained material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112050/02A RU2483262C2 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Method of annealing fine-grained material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010112050A RU2010112050A (en) | 2011-10-10 |
RU2483262C2 true RU2483262C2 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=44804565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010112050/02A RU2483262C2 (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Method of annealing fine-grained material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2483262C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU469037A1 (en) * | 1971-11-22 | 1975-04-30 | Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья | Furnace for the firing of fine-grained material in the fluidized bed |
GB1423875A (en) * | 1972-09-04 | 1976-02-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Process and apparatus for calcination of cement raw materials to provide clinkers |
SU750240A1 (en) * | 1978-02-13 | 1980-07-23 | За витель | Fluidised-bed furnace |
SU1145228A2 (en) * | 1983-07-29 | 1985-03-15 | Воронежский Политехнический Институт | Furnace for roasting fine-grain material in fluidized bed |
US20070184396A1 (en) * | 2003-07-04 | 2007-08-09 | Holcim Ltd. | Method and system for process gas entrainment and mixing in a kiln system |
-
2010
- 2010-03-29 RU RU2010112050/02A patent/RU2483262C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU469037A1 (en) * | 1971-11-22 | 1975-04-30 | Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья | Furnace for the firing of fine-grained material in the fluidized bed |
GB1423875A (en) * | 1972-09-04 | 1976-02-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Process and apparatus for calcination of cement raw materials to provide clinkers |
SU750240A1 (en) * | 1978-02-13 | 1980-07-23 | За витель | Fluidised-bed furnace |
SU1145228A2 (en) * | 1983-07-29 | 1985-03-15 | Воронежский Политехнический Институт | Furnace for roasting fine-grain material in fluidized bed |
US20070184396A1 (en) * | 2003-07-04 | 2007-08-09 | Holcim Ltd. | Method and system for process gas entrainment and mixing in a kiln system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010112050A (en) | 2011-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101195520A (en) | Vertical continuous calcination lime burner | |
CN102627418B (en) | Compound lime kiln | |
CN104211309A (en) | Suspended cylinder type parallel flow heat storage double hearth kiln | |
RU2283816C2 (en) | Process and plant for production of cement clinker | |
SU1145228A2 (en) | Furnace for roasting fine-grain material in fluidized bed | |
KR20030024903A (en) | Method and plant for manufacturing cement clinker | |
US11369933B2 (en) | Device with annular spouted fluidized bed and operating method therefor | |
RU2483262C2 (en) | Method of annealing fine-grained material | |
US4035139A (en) | Method of heat treating fine granular material | |
RU2488760C2 (en) | Small-grain material burning method | |
RU2488052C2 (en) | Method of annealing fine-grained material | |
RU2488053C2 (en) | Method of annealing fine-grained material | |
RU2483263C2 (en) | Method of annealing fine-grained material | |
CN205953860U (en) | High -efficient lime burning stove | |
RU2485424C2 (en) | Method for annealing of fine-grained material | |
RU2497057C2 (en) | Furnace for burning of small-grain material in fluidised bed | |
RU2488055C2 (en) | Furnace for annealing fine-grained material in fluidised layer | |
RU2488054C2 (en) | Furnace for annealing fine-grained material in fluidised layer | |
RU2487307C2 (en) | Furnace to bake fine-grained material in fluidised bed | |
RU2483261C2 (en) | Furnace for annealing fine-grained material in fluidised layer | |
RU2488761C2 (en) | Furnace for burning of small-grain material in fluidised bed | |
JP6156378B2 (en) | Fuel combustion device | |
RU2376539C2 (en) | Method of heat treatment of loose materials in shaft-type furnace | |
RU2303759C1 (en) | Well furnace for producing granulated roasted calcium acid | |
RU2725472C1 (en) | Gypsum processing device and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130330 |