Claims (2)
Изобретение относитс к области . устройств типа трубчатых вращающихс печей и сушилок дл термической обработ ки различных материалов, преимущественно в противотоке с печными газами; и мо жет быть использовано в промышленности строительных материалов при получении цементного клинкера, а также в химической , металлургической и других област хтехники . В современной промышленности при термической обработке материала во врйшающихс печах наибольшие трудности составл ет, передача тепла от печных газов к материалу. Особенно это относитс .к загрузочной частипечи - зоне сушки и подогрева. С целью интенсификации теплообмена в зоне сушки и подогрева устанавливают различного рода теплообменные устрой ства: цепные, чейковые, ковшовые, пластинчатые и т.п., основное назначение когорых - увеличить пбверхность теплообмё- Tf& и тем самым интенсифицировать передачу тепла от газа к материалу 1,11. Поскольку теплообменные устройства работают при повышенных температурах (до 11ОО°С дл материала и до 14ОО°С дл газа), к ним предъ вл ютс особые требовани по составу материала. Теплообменники изготовл ют из нержавеющей стали и различны : жаропрочных сплавов (на основе хрома), примен ют карборундо вый кирпич и металлоке рамику. Все это значительно повышает эксплуатационные затраты на обжиг материала. Несмотр на то, что вес цепных теплообменников достигает 250 т , материал иа выходе из них успевает нагреватьс всего до 120-ЗОО°С, а отход щие газы при этом достигают температуры до 300500 С. Наиболее близкой к предложенному изобретению вл етс вращающа печь uo-t держаща футерованный огнеупорным мариалом корпус, загрузочнь1й конец которого оборудован теппообменными устройствами. установленнымит р внутренней поверхности печи, параллельно ее образующей, а разгрузочный конец снабжен топливосжигающим устройством. Теплообменные устройства здесь выполнены в виде полых цилиндрических или конических труб 1.2. Основным недостатком известной печи вл етс низкий коэффициент теплопереда чи между газом и материалом, высока металлоемкость, что приводит к повышен ному удельному расходу тепла и снижению производительности печи. Цель изобретени - интенсификаци теплообмена, снижение расхода топлива и повышение производительности печи. Указанна цель достигаетс тем, что во вращающейс речи, содержащей футеро ванный огнеупорным материалом корпус, загрузочный конец которого оборудован теплообменными устройствами, установле ными на внутренней поверхности печи параллельно ее образующей, а разгрузочный конец снабжен топливосжигающим, устройством , Теплообменные устройства выполнены в виде тепловых труб. При этом. тепловые трубы расположены блоками вдбль оеи печи с чередованием зон нагре ва тепловых труб каждого последующего по ходу печных газов блока с зонами концентрации предыдущего блока. Кроме того, тепловые трубы снабжены перемычками-ребрами , соедин ющими зрны конден сации тепловых труб предыдущего блока Зонами нагрева тепловых труб последую щего блока. . На фиг.. 1 показана развертка части корпуса ne4Hj на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема крепле ни тепловых труб к корпусу печи с об-щей перемычкой (футеровка условно не показана), узел I на фиг. 1. На чертеже 1 - корпус печи; 2 - фу теровка; 3 - тепловые трубы; 4 - зоны нагрева тепловых труб; 5 - зоны конден. сации тепловых труб; 6 - обща перемыч ка-ребро; 7 - стойки креплени системы к корпусу печи I; 8 - цепной теплообменник . Устройство работает следующим обраМйтериал , подаваемый в печь 1, движетс JK разгрузочному концу в противотоке с печными газами, между газом и ма териалом происходит непрерывный теплообмен , вследствие чего температура га ,за последовательно понижаетс к загрузочному концу печи 1, а поскольку абсолШтйое значение температуры газа в лю .fta A3t iic;..l,i&ti бой зоне печи 1 выше, чем температура материала, то этим обеспечиваетс посто нный перепад температур на любом участке печи I. Это условие дает возможность дл нормальной работы тепловых труб 3, установлЪнньи вдоль оси печи 1, поскольку известно, что дл того, чтобы теплова труба 3 начала работать, достаточно обеспечить перепад температур на ее концах хот бы в . В зонах нагрева 4 тепловьрс труб 3 рабоча жидкость испар етс , тем самым отнимает тепло газа и в виде пара переносит его 6 зону конденсации 5 тепловых труб 3, где пар конденсируетс и отдает тепло через саму трубу 3 и ребра 6 к материалу. Поскбльку зоны конденсации 5более нагретых труб 3 предыдущего блока св заны общей перемычкой-ребром 6с зонами нагрева 4 каждого последующего блока, этим еще более интенсифицируетс передача тепла от гор чего конца теплообменника к холодному, где материал менее всего нагрет игде наиболее интенсивным оказываетс теплообмен , который, как известно, зависит от перепада температур. Дл повышени механической прочности устройства каждую тепловую трубу 3 с помощью сварки креп т к корпусу печи 1 .посредством перемычки ребра 6 и стоек 7, которые затем зафутеровьгоают огнеупорным кирпичом. Пример. Теплообменное устройство установлено на вращающейс печи 1 диаметром 5x185 м и производительностью 100 т/час, предназначенной дл получени глиноземнск го спека, Теплообменное устройство установлено взамен гирл ндной цепной завесы и цепных ковриков, общий вес которых составл л 250 т. Тепловые трубы 3 диаметром 5О мм и длиной 6 м изготовлены из стальных труб, заглушенных электросваркой с торцов и заполненых на 1/3 обьема водой. Тепловые трубы 3 не имеют капил рнопористой набивки, .поскольку они установлены параллельно оси печи I, имеющей наклон в сторону движени материала 2-5% к горизонту. Така установка тепловых труб 3 позвол ет за счет сил гравитации рабочую .жидкость посто нно перетекать в зону нагрева 4 тепловых труб 3.:V, Тепловые трубы 3 установлены семью блоками на участке от 20-го метра, счита от обреза печи -1, до 55-го метра. Зоны, конденсации 5 каждого предыдущего блока на I м перекрывают зоны нагрева 4 последующего блока и св заны общей перемычкой б. Всего по окружности в . каждом блоке установлено по 72 трубы 3 Длч снижени пылевыноса из печи на участке от 10 по 20 м сохранена цепна завеса весом 40 т. Кроме того, дл чистки от наростов и лучшего теплообмена на участке от 2О по 32 м навешена свободновис ша цепна завеса весом 40 т. Таким образом, общий вес теплорбменного устройства составил: 4О т + 40 т + + 14 т 94 т, где 14 т - вес тепловых труб с ребрами. Таким образом, металлоемкость теплообменников снизилась более чем в 2,5 раза. При этом температура материала на выходе из теплообменников повысилась до 400°С, а отход щих газов снизилась до 18,0°С, За счет снижени аэродинамического сопротивлени печи повысиййсь ее производительность. Формула изобретени 1. Вращающа с печь, содержаща футерованный огнеупорным материалом , загрузочный конец которого оборудо / - / /с v/////// У/ // /////с // / / / / /// / / / У/ // / ///// /.////-v/; ////f/ //// ////t / /(f////////// /////- / //л ////// / ван теплообменными устройствами, установленными на внутренней поверхности печи параллельно , ее образующей, а разгрузочный Конец снабжен топливосжига.ющнм устройством, отличающа с тем, что, с целью интенсификации теплообмена, снижени расхода топлива и повышени производительности печи, теплообменные устройства выполнены в виде тепловых труб. 2.Печь по п. I, о т л и ч а ю щ а - . с тем, что тепловые трубы расположеныблоками вдоль печи с чередованием зон нагрева тепловых труб каждого последующего по ходу печных газов- 0лока с зона-, ми конденсации предыдущего блока. 3.Печь попп. 1и 2, отличающа с тем, что тепловые трубы снабжены перемычками-ребрами, соедин ющими зоны конденсации .тепловых труб предыдущего блока с зонами нагрева тепловых труб последующего блока. f Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе , 1. Г. С. Вальберг и др. Интенсифика- . ци производства цемента, Стройиздат, М., 1971, с. 59-100. The invention relates to the field. devices such as tubular rotary kilns and dryers for the heat treatment of various materials, mainly in countercurrent to kiln gases; and can be used in the building materials industry in the production of cement clinker, as well as in the chemical, metallurgical and other areas of chemical engineering. In modern industry in the heat treatment of material in the hardening furnaces, the greatest difficulties are the transfer of heat from furnace gases to the material. This applies particularly to the boot part of the furnace - the drying and heating zone. In order to intensify heat exchange in the drying and heating zone, various types of heat exchanging devices are installed: chain, chain, ladle, plate, etc., the main purpose of which is to increase the heat transfer Tf & and thereby intensify the transfer of heat from the gas to the material 1.11. Since heat exchangers operate at elevated temperatures (up to 11OO ° C for the material and up to 14OO ° C for gas), special material composition requirements are imposed on them. Heat exchangers are made of stainless steel and are different: high-temperature alloys (based on chromium), carborundum bricks and metalloamka are used. All this greatly increases the operating costs of firing the material. Despite the fact that the weight of chain heat exchangers reaches 250 tons, the material exits from them has time to heat up to just 120 ° C, and the exhaust gases reach temperatures up to 300500 ° C. The closest to the proposed invention is a rotary kiln uo- t holding the case lined with a fire-resistant marial, the charging end of which is equipped with heat exchangers. installed p the inner surface of the furnace, parallel to its generatrix, and the discharge end is equipped with a fuel-burning device. Heat exchangers here are made in the form of hollow cylindrical or conical pipes 1.2. The main disadvantage of the known furnace is the low heat transfer coefficient between the gas and the material, the high intensity of metal, which leads to increased specific heat consumption and reduced furnace performance. The purpose of the invention is to intensify heat exchange, reduce fuel consumption and increase furnace productivity. This goal is achieved by the fact that in a rotating speech containing a case lined with refractory material, the loading end of which is equipped with heat exchangers installed on the inner surface of the furnace parallel to its generator, and the discharge end is equipped with a fuel-burning device Heat exchangers made in the form of heat pipes. Wherein. Heat pipes are arranged in blocks in one furnace with alternating heating zones of heat pipes of each block along the furnace gas flow with concentration zones of the previous block. In addition, the heat pipes are equipped with jumper-ribs connecting the views of the condensation of the heat pipes of the previous block by the heating zones of the heat pipes of the subsequent block. . FIG. 1 shows a scan of a portion of the ne4Hj housing in FIG. 2 is a section along A-A in FIG. one; in fig. 3 is a diagram of the fastening of heat pipes to the furnace body with a common jumper (the lining is conventionally not shown); node I in FIG. 1. In drawing 1 - the furnace body; 2 - fu terovka; 3 - heat pipes; 4 - heating zones of heat pipes; 5 - zones of cond. heat pipes; 6 - common jumper ka-edge; 7 — stands for fastening the system to the furnace body I; 8 - chain heat exchanger. The device operates as follows: The material supplied to the furnace 1 moves JK to the discharge end in countercurrent with furnace gases, continuous heat exchange takes place between the gas and the material, as a result of which the temperature hectares, consistently decreases to the charging end of furnace 1, and since the absolute value of the gas temperature If .fta A3t iic; .. l, i & ti the furnace zone 1 is higher than the material temperature, this ensures a constant temperature difference over any part of the furnace I. This condition allows normal operation of heat pipes 3, installed along the axis of the furnace 1, since it is known that in order for the heat pipe 3 to start working, it is sufficient to ensure the temperature difference at its ends, at least in. In heating zones 4 of the heat of pipes 3, the working fluid evaporates, thereby taking away the heat of the gas and in the form of steam transfers it 6 to the condensation zone 5 of the heat pipes 3, where the steam condenses and transfers heat through the pipe 3 itself and the fins 6 to the material. Because condensation zones 5 and more of the heated pipes 3 of the previous block are connected by a common jumper-edge 6 with heating zones 4 of each subsequent blocks, this further intensifies the transfer of heat from the hot end of the heat exchanger to the cold one, where the material is least heated and where the heat exchange is most intense, which As is known, it depends on the temperature difference. To increase the mechanical strength of the device, each heat pipe 3 is welded to the furnace body 1 by welding. By means of the lintel, the fins 6 and the racks 7, which are then lined with refractory bricks. Example. The heat exchanger is installed on a rotary kiln 1 with a diameter of 5x185 m and a capacity of 100 tons / hour, designed to produce alumina sinter. The heat exchanger is installed instead of a bead chain curtain and chain mats, the total weight of which was 250 tons. and 6 m long made of steel pipes, plugged with electric welding from the ends and filled to 1/3 volume with water. Heat pipes 3 have no capillary packing, since they are installed parallel to the axis of the furnace I, which is inclined in the direction of movement of the material 2-5% to the horizon. Such an installation of heat pipes 3 allows the working fluid to continuously flow into the heating zone 4 heat pipes 3.:V. Heat pipes 3 are installed in seven blocks from a 20-meter section, counting from the edge of the furnace -1, to 55 meter. The zones, condensations 5 of each previous block on the I m overlap the heating zones 4 of the next block and are connected by a common jumper b. Total circumference c. Each unit was installed with 72 pipes 3 to reduce the dust removal from the furnace in the area from 10 to 20 m. A chain curtain weighing 40 tons was kept. In addition, for cleaning from build-ups and better heat exchange, in the section from 2O by 32 m, a 40-meter chain curtain was hung t. Thus, the total weight of the heat-exchanging device was: 4O t + 40 t + + 14 t 94 t, where 14 t is the weight of heat pipes with fins. Thus, the metal intensity of heat exchangers decreased by more than 2.5 times. At the same time, the temperature of the material at the exit from the heat exchangers increased to 400 ° C, and the exhaust gases decreased to 18.0 ° C. By reducing the aerodynamic resistance of the furnace, its performance increased. Claims 1. Rotating kiln containing refractory lined material, the loading end of which is equipped with / - / / c v /////// U / // // // with // // / / // // / /// U / // / ///// /.////-v/; //// f / //// //// t / / (f ////////// ///// - / // l //// / / van heat exchangers, installed on the inner surface of the furnace in parallel, forming it, and the unloading End is equipped with a fuel combustion unit. p. I, that is, so that the heat pipes are arranged in blocks along the furnace with alternating heating zones of heat pipes each subsequent 3. Furnace gas blocks with condensation zones of the previous block 3. Fire furnace 1 and 2, characterized in that the heat pipes are equipped with jumper-fins connecting the condensation zones of the previous pipes with heating zones of the subsequent block f Sources of information taken into account in the examination, 1. G.S. Walberg et al. Intensification of Cement Production, Stroyizdat, Moscow, 1971, p. 59-100.
2. Авторское свидетельство СССР №613189, кл. F 27 В 7/16, 1976. / V /2. USSR author's certificate No. 613189, cl. F 27 B 7/16, 1976. / V /
.2.2