SU1749667A1

SU1749667A1 - Loose material heat treatment furnace

Info

Publication number: SU1749667A1
Application number: SU904835598A
Authority: SU
Inventors: Валентин Валентинович Федоренко
Original assignee: Ленинградское научно-производственное объединение химического машиностроения
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1992-07-23

Abstract

Использование: химическа промышленность . Сущность изобретени : печь снабжена кожухом, кольцевой криволинейной вставкой 23, газораздающей камерой 4 по центру и сплошной перегородкой Между кожухом и корпусом, выполненным в виде горизонтального тора с целевыми отверсти ми 18, установлены вертикальные перегородки , а в газораздающей камере 4 - газораспределитель 17 золотникового типа, радиальные направл ющие 5 с соплами и горизонтальна кольцева перегородка 19 Перегородка снабжена поворотными жалю- з ми 22. 2 ил.Use: chemical industry. SUMMARY OF THE INVENTION: The furnace is provided with a casing, an annular curvilinear insert 23, a gas distributing chamber 4 in the center and a solid partition. Vertical partitions are installed between the casing and the body made as a horizontal torus with target holes 18, and in the gas distributing chamber 4 there is a gas distributor 17 of spool type , radial guides 5 with nozzles and a horizontal ring partition 19 The partition is equipped with rotary zalizami 22. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к химическому машиностроению и может быть использовано дл термической обработки сыпучего мелкозернистого материала в потоке теплоносител , в частности дл разложени солей , обжига строительных материалов и т. п.The invention relates to chemical engineering and can be used for heat treatment of bulk fine-grained material in the flow of heat transfer media, in particular for the decomposition of salts, burning of building materials, etc.

Известно устройство дл термической обработки материала в противотоке с газом- теплоносителем, например, печь с вращающимс барабаном, в которой применено механическое перемешивание дл предотвращени спекани частиц.A device is known for heat treating a material in countercurrent with a heat transfer gas, for example, a rotary drum kiln, in which mechanical mixing is used to prevent sintering of the particles.

Недостатком печи с вращающимс барабаном вл етс сложность конструкции, большие теплопотери из-за высокой теплопроводности футеровки и подсосов воздуха через уплотнени .The disadvantage of the rotary drum kiln is the complexity of the design, the large heat losses due to the high thermal conductivity of the lining and air leaks through the seals.

Известна установка дл термической обработки материала, содержаща теплоизолированную кольцевую камеру с размещенным в ней вращающимс устройством дл перемещени обрабатываемого материала 1.A known installation for the heat treatment of a material comprising a heat-insulated annular chamber with a rotating device disposed therein for moving the material to be processed 1.

Недостатком установки вл етс сложность реализации в данной конструкции приспособлений дл перемешивани частиц , что ведет к спеканию обрабатываемого материала при термической обработке мелкозернистого материала.The disadvantage of the installation is the complexity of the implementation in this design of devices for mixing particles, which leads to sintering of the material being processed during the heat treatment of fine-grained material.

Наиболее близким техническим решение к предлагаемому изобретению вл етс установка дл термической обработки материала во взвешенном состо нии, содержаща р д зон термической обработки, сообщающихс по материалу, газораздаю- щее устройство, направл ющие устройства дл организации циркул ции материала и штуцера ввода и вывода материала и газаThe closest technical solution to the present invention is a plant for heat treating a material in a suspended state, comprising a series of heat treatment zones, communicating through the material, a gas distributing device, guiding devices for organizing the circulation of the material and a nozzle for material inlet and outlet. gas

и.and.

Недостатками прототипа вл ютс не возможность проведени полной термической обработки материала и низкий термический к.п.д вследствие перекрестного движени материала и газа, большие энергозатраты на создание взвешенного сло одновременно в нескольких зонахThe disadvantages of the prototype are the inability to conduct a full heat treatment of the material and low thermal efficiency due to the cross movement of the material and gas, large energy consumption for the creation of a suspended layer at the same time in several zones

ww

ЁYo

VI 1 юVI 1 th

оabout

СWITH

VIVI

Целью изобретени вл етс повышеие эффективности работы печи.The aim of the invention is to increase the efficiency of the furnace.

Указанна цель достигаетс тем, что в ечи дл термической обработки сыпучего атериала, содержащей корпус, газоразда- щую камеру, штуцера ввода и вывода газа материала, корпус выполнен в виде горионтального тора с щелевыми отверсти ми, набжен сплошной перегородкой, кожухом расположенными между ними и корпусом вертикальными кольцевыми перегородками установленной внутри корпуса кольцевой криволинейной вставкой, газораздающа камера размещена по центру корпуса, снабжена гэзораспределителем золотникового ипа, радиальными направл ющими с соплами и горизонтальной кольцевой перегородкой , соедин ющей камеру с корпусом, при этом перегородка снабжена жалюз ми, установленными перед щелевыми отверсти ми с возможностью поворота вокруг вертикальной оси,This goal is achieved by the fact that in heat treatment of bulk material, comprising a housing, a gas distribution chamber, gas inlet and outlet nozzles of a material, the housing is made in the form of a horizontal torus with slotted holes, packed with a solid partition, a casing located between them and the housing vertical annular partitions installed inside the case of an annular curvilinear insert, the gas distribution chamber is placed in the center of the case, equipped with a spool valve type spider, radial guides with nozzles and a horizontal annular partition connecting the chamber with the housing, wherein the partition is provided with louvers mounted in front of the slit openings rotatably around a vertical axis,

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в предложенной печи термическую обработку материала провод т в противотоке с газом, а не при перекрестном токе,, при чередовании периодов нагрева частиц во взвешенном слое и выдержки в неподвижном слое дл интенсификации теплообмена, имеютс основной и дополнительный потоки газа-теплоносител , причем последний в виде закрученного в вертикальной плоскости пневмопотока циркулирует в направлении, противоположном движению основного потока.Comparative analysis with the prototype shows that in the proposed furnace heat treatment of the material is carried out in countercurrent with gas, and not with cross-current, with alternating periods of heating particles in the suspended layer and holding in a fixed layer to enhance heat transfer, there are main and additional gas flows - a heat transfer medium, the latter in the form of a pneumatic flow swirling in a vertical plane circulates in the direction opposite to the movement of the main flow.

Кроме того, происходит охлаждение корпуса с использованием тепла в процессе термической обработки и имеетс воз мож.- ность регулировани времени пребывани материала в печи путем изменени положени жалюзи.In addition, the housing is cooled using heat during the heat treatment process, and it is possible to regulate the residence time of the material in the furnace by changing the position of the louver.

Таким образом, печь соответствует кр и- терию изобретени новизна.Thus, the furnace corresponds to the invention of novelty.

Сравнение предложенной печи не только с прототипом, но и с другими техническими решени ми в данной области техники не позволило вы вить в них признаки, отличающие ее от прототипа, что позвол ет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличи ,Comparison of the proposed furnace not only with the prototype, but also with other technical solutions in this field of technology did not allow identifying in them the features that distinguish it from the prototype, which allows us to conclude that the criterion meets the significant differences

Изобретение по сн етс чертежом, где на фиг. 1 показана печь дл термической обработки сыпучего материала, продольный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a furnace for the thermal treatment of bulk material, a longitudinal section; FIG. 2 shows section A-A in FIG. one.

Печь содержит корпус 1, выполненный в вида горизонтального тора, размещенный внутри кожуха 2, р д вертикальных кольцевых перегородок 3 между ними, газоразда- ющую камеру 4, расположенную по центруThe furnace includes a housing 1, made in the form of a horizontal torus, placed inside the housing 2, a series of vertical annular partitions 3 between them, a gas distribution chamber 4 located in the center

корпуса и соединенную р дом радиальных направл ющих 5 с соплами 6 в виде плоских диффузоров дл ввода дополнительного воздуха с кожухом 2, штуцера ввода и вывода загружаемого сырь и готового продукта 7 и 8 соответственно, штуцера ввода основного потока воздуха и вывода отработанного газа 9 и 10 соответственно, р д штуцеров 11 дл ввода гор чего газа в корпус 1 печи.bodies and connected by a number of radial guides 5 with nozzles 6 in the form of flat diffusers for introducing additional air with the casing 2, fittings for input and output of the feedstock and finished product 7 and 8, respectively, fitting for introducing the main air flow and exhaust gas 9 and 10 respectively, a series of fittings 11 for injecting hot gas into the furnace body 1.

Внутри корпуса 1, футерованного огне- упором 12, выполнена вертикальна сплошна перегородка 13, по одну сторону которой размещены штуцера 7 и 10, а поInside the housing 1, lined with a fire-stop 12, there is a vertical solid partition 13, on one side of which fittings 7 and 10 are placed, and on

другую 8 и 9, раздел таким образом зону подогрева 14 и зону охлаждени 15 печи как по материалу, так и по газу. На начальном участке зоны подогрева 14 ее под выполнен с наклоном в сторону зоны обжига 16 дл another 8 and 9, the partition in this way the preheating zone 14 and the cooling zone 15 of the furnace both in terms of material and gas. On the initial part of the preheating zone, its 14 sub is inclined towards the firing zone 16 for

предотвращени завала загружаемого сырь .Preventing blockage of feedstock.

Размещение зон 14, 16, 15 последовательно по кольцу преп тствует передаче тепла излучением от стенки зоны обжига 16The placement of zones 14, 16, 15 sequentially around the ring prevents the transfer of heat by radiation from the wall of the burning zone 16

к стенкам зон 14 и 15, а кроме того, упрощает подвод дополнительного воздуха к ним из газораздающей камеры 4, в которой размещен газораспределитель 17 золотникового типа, выполненный в виде ротора е однимto the walls of zones 14 and 15, and in addition, it simplifies the supply of additional air to them from the gas-distributing chamber 4, in which a gas distributor 17 of spool-type, placed in the form of a rotor e, is placed

или несколькими отверсти ми 18 дл выхода воздуха из него в радиальные направл ющие 5.or several openings 18 for air to escape from it into the radial guides 5.

В пространстве между корпусом 1 и кожухом 2 по касательной к нижней части корпуса 1 и перпендикул рно вертикальным кольцевым перегородкам 3 размещена горизонтальна кольцева перегородка 19, над которой в корпусе 1 выполнены щелевые отверсти 20, Горизонтальна кольцева перегородка 19 образует с каждой из пар соседних вертикальных перегородок 3 р д одновитковых каналов 21 дл прохода дополнительного воздуха внутрь корпуса через щелевые отверсти 20- Перед щелевыми отверсти ми 20 на горизонтальной кольцевой перегородке 19 размещены жалюзи 22 с возможностью поворота их лопаток относительно вертикальной оси. Внутри корпуса 1 размещена кольцева In the space between the housing 1 and the housing 2, a horizontal annular partition 19 is placed tangentially to the lower part of the housing 1 and perpendicular to the vertical annular partitions 3, above which in the case 1 there are slotted openings 20, the horizontal annular partition 19 forms with each of the pairs of adjacent vertical partitions 3 rows of single-turn channels 21 for the passage of additional air into the housing through the slit holes 20- Blinds 2 are placed in front of the slit holes 20 on the horizontal annular partition 19 2 with the possibility of rotation of their blades relative to the vertical axis. Inside the housing 1 is placed ring

криволинейна вставка 23, служаща дл направлений пневмопотока по внутренней поверхности футеровки 12, с закруткой его в вертикальной плоскости,a curvilinear insert 23, which serves to guide the airflow along the inner surface of the lining 12, with a twist in the vertical plane,

Печь работает следующим образом.The furnace works as follows.

Обрабатываемый сыпучий материал загружают в начальный участок зоны подогрева 14 через штуцер 7.Processed bulk material is loaded into the initial part of the heating zone 14 through fitting 7.

Материал при своем продвижении по печи от загрузки к выгрузке последовательно проход т зоны: подогрева 14, обжига 16 и охлаждени 15, после чего готовый продукт вывод т из печи через штуцер 8 в конце зоны охлаждени 15, куда подают основной поток холодного воздуха через штуцер 9. When moving through the furnace from loading to unloading, the material passes successively the zones: heating 14, calcining 16 and cooling 15, after which the finished product is removed from the furnace through fitting 8 at the end of cooling zone 15, where the main stream of cold air is fed through fitting 9 .

Проход по зоне охлаждени , холодный воздух охлаждает обожженный материал, нагрева сь при этом.Passing through the cooling zone, cold air cools the calcined material, heating up at the same time.

В зону обжига 16 через р д штуцеров 11 поступает гор чий газ, который смешивает- с с подогретым воздухом из зоны охлаждени .In the burning zone 16, through a series of fittings 11, hot gas flows in, which mixes with the heated air from the cooling zone.

После прохождени зоны обжига газ поступает в зону подогрева 14, в которой он подогревает обрабатываемый материал, охлажда сь при этом, после чего отработанный газ удал ют из начального участка зоны подогрева 14 через штуцер 10.After passing through the burning zone, the gas enters the preheating zone 14, in which it preheats the material being processed, while cooling, after which the exhaust gas is removed from the initial portion of the preheating zone 14 through fitting 10.

Газ (или холодный воздух) нагревает (или охлаждает) в основном футеровку 12, котора взаимодействует с пневмопотоком, образующимс при подаче в зоны термической обработки печи дополнительного воздуха, осуществл таким образом теплопередачу в печи.The gas (or cold air) heats (or cools) mainly the lining 12, which interacts with the airflow generated when additional air is supplied to the heat treatment zones of the furnace, thereby performing heat transfer in the furnace.

При вращении ротора газораспределител 17 дополнительный воздух поочередно поступает через радиальные направл ющие 5 и сопла 6 в одновитковые каналы 21, где он охлаждает стенки корпуса 1, нагрева- сь при этом, после чего через щелевые отверсти 20 входит в зоны термической обработки под слой материала.When the rotor of the gas distributor 17 rotates, additional air alternately flows through the radial guides 5 and the nozzles 6 into the single-turn channels 21, where it cools the walls of the housing 1, while heating, then through the slit holes 20 enters the heat treatment zones under the material layer.

Направление вращени ротора должно быть противоположно направлению движе- ни основного потока газа в зонах, с тем, чтобы увеличить врем пребывани частиц материала в печи.The direction of rotation of the rotor must be opposite to the direction of movement of the main gas flow in the zones in order to increase the residence time of the material particles in the furnace.

Дополнительный воздух, поступа под слой неподвижного материала, переводит его в пневмопоток,-который движетс вверх между футеровкой 12 и вставкой 23 в вертикальной плоскости, при этом частицы материала под действием центробежной силы отжимаютс к поверхности футеровки и по- еле одного оборота ссыпаютс в слой материала , а воздух измен ет направление своего движени по кольцу и смешиваетс с основным потоком газа.Additional air entering under the bed of stationary material transfers it into a pneumatic flow, which moves upward between lining 12 and insert 23 in a vertical plane, while particles of the material are pressed to the surface of the lining by the action of centrifugal force and, in one turn, are poured into a layer of material and the air changes its direction of movement around the ring and mixes with the main gas flow.

При поочередном впуске дополнитель- ного воздуха в различные зоны термической обработки образуетс движущийс кольцевой вихрь материала, причем направлениеBy alternately injecting additional air into different heat treatment zones, a moving ring vortex of the material is formed, and the direction

траектории частиц в конечном смете зависит от соотношени скоростей основного и до- пол глтельного потоков и угла входа дополнительного потока в зоны, изменением которого путем поворота лопаток жалюзи 22 можно регулировать врем пребывани частиц в печи.The particle trajectories in the final estimate depend on the ratio of the velocities of the main and sub-glate fluxes and the angle of entry of the additional flow into the zones, by varying which by rotating the blades of the louver 22 you can adjust the residence time of the particles in the furnace.

Подача дополнительного воздуха в печь, помимо интенсификации процесса теплообмена, предотвращает спекание обрабатываемого материала, поскольку перемешивание сло материала может быть организовано с любой частотой путем варьировани частоты вращени ротора газораспределител 17 и числа отверстий 18 в нем.The addition of additional air to the furnace, in addition to intensifying the heat exchange process, prevents sintering of the material being processed, since the mixing of a layer of material can be arranged at any frequency by varying the frequency of rotation of the rotor of the gas distributor 17 and the number of holes 18 in it.

Таким образом, обрабатываемый материал в печи находитс в противотоке с основным потоком газа, при чередовании во времени процесса теплового воздействи на частицы в пневмопотоке и выдержки в неподвижном слое, что интенсифицирует теплообмен. Кроме того, перевод материала в пневмопоток также интенсифицирует теплообмен за счет взаимодействи частиц материала с нагретой поверхностью футеровки, при которой она охлаждаетс и нагреваетс в течение цикла прохождени дополнительного воздуха, что усиливает теплообмен между основным потоком газа и поверхностью футеровкиThus, the processed material in the furnace is in countercurrent with the main gas flow, with alternation in time of the process of thermal action on particles in a pneumatic flow and holding in a fixed bed, which intensifies the heat exchange. In addition, the transfer of material into the air flow also intensifies heat transfer due to the interaction of the material particles with the heated surface of the lining, at which it cools and heats up during the additional air cycle, which enhances the heat exchange between the main gas flow and the lining surface.

Claims

The invention of the furnace for heat treatment of bulk material, comprising a housing, gas inlet and outlet nozzles, and, in order to increase the efficiency of the furnace, it is provided with a casing in which the housing is located in the form of a horizontal torus openings, an annular curvilinear insert, a gas distributing chamber in the center and a solid partition, vertical partitions are installed in the gap between the housing and the casing, and the gas distributing chamber is equipped with a spool valve na, radial guide nozzle and an annular horizontal wall connecting the chamber with the housing, wherein the dividing wall is provided with shutters E upstream of the slotted apertures of the housing to be rotatable about a vertical axis

Jh

about

g

22 6 5 if

sixteen

15

eight