ел
00 00
10 Изобретение относитс к про1иышпен- ности строительных материалов, в частности к устройствам дл термической обработки взвесей тонкодисперсных материалов , и может быть использовано в строительной, метаплургтаческой, химической и других отрасл х промышленности, св занных с переработкой распыленных порошков и пылей. Известно устройство дл термической обработки тонкодисперсного материала, содергкащее теплообменник шахтного типа реакционную камеру, образованную блоком закручивающих лопарок и топливные горелки L1 . Недостатки устройства - неполное теп ловыделение в реакционной камере из-за низкой интенсивности перемешивани газа с воздухом, что обусловлено конструкцией и расположением горелок, и необходимость применени специальных типов дорогосто щих жаропрочных материалов дл горелок , размещенных в топочном объеме. Низка интенсивность межфазного теплообмена , обусловленна неоднородностью распределени тонкодисперсного материала по сечени м установки, возникающей всле ствие прижати всей массы материала к стенкам шахтного теплообменника и горловине реакционной камеры, что вл етс единственным газодинамическим условием перемещени частиц из теплообменника в реакционную камеру через вихревой сток с высокими максимальными скороот ми отход щих газов, достигающих 12 м/с, мала Гдлительность пребывани материала в зоне повышенных температур из-за высоких скоростей оседани агломератов, образующихс у стенок теплообменника вследствие скоплени больших масс материала. Эффективный размер агломератов в этом случае составл ет 400 - 6ОО мкм при среднемассовом диаметре частиц исходной сырьевой смеси , нв превышающем 30 мкм. В резуЛ;ьтате на выходе из реакционно камеры температура материала оказываетс не выше 400 , т.е. остаетс за пределом химических реакций, протекающих в частицах (около 9ОО С). Цель изобретени - повышение эффвктивиости сжигани топлива и увеличение тейпового КПД устройства. Поставленна цель достигаетс тем. ЧТО в устройстве дл твепловой обработки 55
то нкодисперсного материала, включающем теплообменник, реакционную камеру, образованную блоком закручивающих лопако образуют агломераты при столкновении между собой или .свежими частицами и таким образом укрупн ютс , т.е. с каж7 .X ток, и топливные горелки, теплообменник . выполнен с течками, подачи материала, выходы которых равномерно размещены в крышке реакционной камеры по окружности радиусом, превышающим радиус горловины на 0,33-0,66 разности радиусов внутренней поверхности блока лопаток и горловины камеры, а топливные горелки снабжены фурмами и размещены с наружной стороны реакционной камеры под углом к касательным к ней. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А--А на фиг. 1. Устройство состоит из теплообменника 1, например, циклонного типа реакционной камеры 2, образованной блоком закручивающих лопаток 3, снабженной раздвоенными течками 4 и горловиной 5, топливных горелок 6 с фурмами, разме- щенными с наружной стороны реакционной камеры корпуса 7, газохода камеры 8, газоходов циклонов 9, материалопровода 10 и разгрузочного бункера 11. Устройство работает следующим образом . Теплоноситель (продукт сгорани топлива ) от горелок 6 через щели между закручивающими лопатками 3 вводитс в реакционную камеру 2, создава закруче, ный газовый поток, который через горловину 5 по газоходу камеры 8 поступает в циклонный теплообменник 1 и далее выводитс по газоходам циклонов 9. Сырьева смесь по материалопроводу 1О и газоходу камеры 8 подаетс в циклоны 9, где она предварительно нагреваетс выход щими из реакционной камеры 2 гор чими газами. Нагретый материал через раздвоенные течки 4 вводитс в периферийную (потенциальную) зону вихретвого течени реакционной камеры 2. Здесь: твердые частицы под действием центробежньтх сил и сил в зкого сопротивлени распредел ютс по равновесным траектори м , координаты которых определ ютс размерами частиц. Мелкие частицы, уже прошедшие тепловую обработку в реакционной камере. 2, вынос тс в сток и через горловину 5 поступают в газоход камеры 8, где смешиваютс со свежим . материалом и в дальнейшем вместе с ним вновьповтор ют путь к реакционной камере 2. Благодар высокой температуре таких частиц и их оплавлению они легдым цикпом происходит резкое снижение веро тности их доследующего выноса в сток. Готовый продукт выгружаетс из камеры через разгрузочный бункер 11. Существенна интенсификаци процесс смещени газа с воздухом достигаетс только в турбулентных режимах, при, этом наиболее благопри тные услови , дл полного завершени рейкции горени и однородного распределени теплоносите л В-щел х закручивающего бпока возникают при использовании короткофакел1г ных горелок, например, типа ГТВ-МТП-б установленных у корпуса реакционной камеры в фурмах, оси которых отклонены от касательных к корпусу на 5 - 20 . При угпах, превышающих 2О°, происходит значительное увеличение радиально составл к)щей скорости газа на входе в щели, наход щиес вблизи усть горелки , и соответственно искажение пол скоростей газа, истекающего из щепей внутрь камеры. При углах менее 5° тангенциальна составл юща приближаетс к максимальному значению, при этом тепл ва нагрузка на корпус камеры и тепловые потери во внешнюю среду станов тс также к аксимальными. В обоих случа х тепловой КПД установки снижаетс . С целью равномерного распределени мелкодисперсного материала по сечению реакционной камеры выходы течек долж располагатьс в верхней части камеры равномерно по окружности с радиусом, преш 1шающим радиус горловины на разность радиусов внутренней поверхности блока закручивающих лопаток и горловины камеры, умноженную на коэффициент ,33-0,66. При ,33 затрудн етс выход на стационарные; орбиты крупных частиц, что вызывает повышение концентрации материала в центральной области реакционной кацеры. При К О,66 затрудн етс выход на стационарнь1е орбиты мелких частиц, что приводит к скоплению материала в периферийных област х реакционной камеры. Дл улучшени предварительной тепловой подготовки материала, повышени степени очистки отход щих газов, а также дл реализации предложенного принципа подачи материала в реакционную камеру через течки, теплообменник может быть выполнен, например, в виде группы циклонов , установленных над реакционной камерой. Применение предлагаемого устройства дл тепловой обработки тонкодисперсного материала позвол ет повысить эффективность сжигани топлива за счет выноса горелок за пределы реакционной камеры , заключени их в фурмы и расположени под углом 5-2О° к касательной к корпусу реакционной камеры. Кроме того, предлагаемое устройство существенно повышает тепловой КПД повышает тепловой КПД установки за счет равномерного распределени материала по сечению реакционной камеры, увеличени длительности его пребывани в зоне высоких температур и уменьшени тепловых потерь во внешнюю среду, что достигаетс соответствующим расположением те чек подачи материала, а также обусловливает возможность оперативного перехода ;на резервное топливо.