SU815438A1 - Устройство дл тепловой обработкипОРОшКООбРАзНОгО МАТЕРиАлА - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОРОШКООБРАЗНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относитс  к устройствам дл  тепловой обработки порошкообразных материалов и может быть использовано в цементной, химической и др. отрасл х промышленности, а именно при обжиге материала во вращающихс  печах сухого способа производства. Известно устройство, которое состоит из вращающейс  печи, запечного теплообменника и холодильника. Запечный теплообменник выполнен двухветвевым, при этом по одной ветви, состо щей из четырех последовательно соединенных циклонов, проход т отход щие пенные газы, с помощью которых до температуры 700 - 750°С нагреваетс  40 - 60°/о материала от общего количества, подаваемого во вращающуюс  печь. Втора  ветвь состоит из четырех последовательно соединенных циклонов и декарбонизатора, в который снизу подаетс  гор чий воздух из холодильника, а сбоку на нижнюю конусную часть через загрузочные течки подаетс  остальна  часть сырьевой смеси, до этого прощедща  через выщерасположенные циклоны . На эту же конусную часть декарбонизатора под слой материала с помощью специальных устройств вводитс  топливо ( уголь, мазут). Газы и материал в декарбонизаторе движутс  снизу вверх и вывод тс  в вышерасположенный циклон I ступени. В результате, во вращающуюс  печь из первой ветви запечного теплообменника поступает частично декарбонизированный материал (до 25%), а из второй - материал декарбонизированный до 95%. Применение известного устройства позвол ет интенсифицировать процесс тепловой обработки порошкообразных материалов, что резко повыщает производительность установки в целом 1. Однако необходимость подачи снизу в декарбонизатор высоконагретого ( 700°Своздуха из холодильника вынуждает устанавливать дымосос высокого разрежени . К недостаткам устройства относитс  и значительна  рециркул ци  материала в декарбонизаторе , вызванна  обратными потоками вдоль вертикального цилиндрического корпуса, а также возможность прорыва в воздуховод от холодильника сход щей с конусной поверхности декарбонизатора сырьевой смеси и, как следствие, его забивание .

Известно также усгтройство дл  тепловой обработки порошкообразного материала, в котором используютс  два декарбонизатора в трехветвевом запечном теплообменнике 2.

Така  установка позвол ет еще более повысить производительность печного агрегата , но ей присущи те же недос7атки, что и описанному выще устройству.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, которое состоит из вращающейс  печи, запечного теплообменника и холодильника. Запечный теплообменник выполнен двухветвевым, при этом по правой ветви, состо щей из четырех последовательно соединенных циклонов, проход т отход щие печные газы, а лева  ветвь состоит из декарбонизатора и расположенных над ним четырех последовательно соединенных циклонов.

Гор чий воздух в декарбонизаторе подаетс  сбоку в нижнюю часть из клинкерного холодильника, а на нижнюю коническую внутреннюю поверхность декарбонизатора через загрузочные течки поступает нагрета  сырьева  смесь, причем из левой ветви в декарбонизатор подаетс  вс  сырьева  смесь, нагрета  в выщерасположенных циклонах, а из правой ветви сырьева  смесь может подаватьс  как в декарбонизатор, так и непосредственно во вращающуюс  печь, дл  чего на разгрузочной течке второго по ходу печных газов циклона правой ветви установлен специальный распределитель. Газы вместе с сырьевой смесью в декарбонизаторе движутс  снизу вверх и вывод тс  в циклон I ступени. Под слой материала на нижнюю конусную часть декарбонизатора с помощью специальных устройств вводитс  также топливо (уголь, мазут).

В установке предусмотрен вывод осевщего в декарбонизаторе материала непосредственно во вращающуюс  печь 3.

Недостаток устройства - значительна  рециркул ци  материала в декарбонизаторе и возможность сброса части топлива вместе с материалом, осевшим в бункере декарбонизатора , непосредственно во вращающуюс  печь, что ухудшает подготовку материала в теплообменнике и снижает производительность установки в целом.

Цель изобретени  - увеличение производительности устройства и повышение надежности работы декарбонизатора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  тепловой обработки порошкообразного материала, содержащем вращающуюс  печь, холодильник и запечный теплообменник с декарбонизатором, на котором установлены устройства дл  ввода топлива, подачи сырьевой смеси и патрубки дл  отвода газопылевого потока, устройства дл  ввода топлива выполнены с топочными камерами, установленными в верхней части корпуса декарбонизатора

с наклоном к вертикальной оси корпуса под углом 45 - 75°, а в горизонтальной плоскости под углом 15 - 85° между проекцией оси топочной камеры и касательной к поверхности корпуса декарбонизатора в точке касани , при этом устройства дл  подачи сырьевой смеси введены в топочные камеры. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство , общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - декарбонизатор и

j нижн   группа циклонов теплообменника, вид сверху; на фиг. 4 - тангенциальное присоединение циклонов к декарбонизатору. Устройство состоит из вращающейс  печи 1, запечного двухветвевого теплообменника 2 и клинкерного холодильника 3. Права  ветвь 4 запечного теплообменника 2, через которую проход т печные газы, состоит из четырех последовательно соединенных циклонов 5 (или групп циклонов) и дымососа 6. Эта ветвь может быть выполнена и по другим известным конструктивным схемам , например в виде шахтного или щахтноциклонного теплообменника.

Лева  ветвь 7 теплообменника 2 содержит четыре последовательно соединенных циклона 8, декарбонизатор 9, расположенный между двум  нижними ступен ми циклонов 8 (или групп циклонов), а также дымосос 10, газоходы и течки.

Декарбонизатор 9 выполнен в виде футерованной вертикальной цилиндрической шахты 11, ограниченной сужением 12 сверху

и бункером 13 снизу. На наружной поверхности верхнего конуса 12 декарбонизатора 9 равномерно размещены устройства 14 дл  ввода топлива с горелками 15. При эт.ом устройства 14 дл  ввода топлива установлены с наклоном к вертикальной оси декарбонизатора 9 под углом 45 - 75° (угол а, на фиг. 2), а в горизонтальной плоскости под углом 15 - 85° (угол Ыг на фиг. 3) между проекцией оси камеры и касательной к поверхности корпуса в точке касани .

0 Установка устройств дл  ввода топлива под углом к вертикали более 75° (т. е. почти горизонтальное положение) ведет к резкому росту сопротивлени  декарбонизатора (более 100 кгс/м), что экономически не целесообразно , и быстрому разрущению футеровки свода щахты из-за ее омывани  высокотемпературными топочными газами.

При наклоне устройств дл  ввода топлива к вертикали менее 45° значительно ухудшаетс  перемешивание материала газами, а врем  пребывани  топочных газов в декарбонизаторе становитс  недостаточным дл  передачи тепла от газов к материалу без увеличени  высоты декарбонизатора, к тому же по вл ютс  трудности по футеровке верхней конусной части корпуса декарбонизатора .

При установке устройств дл  ввода топлива с наклоном в горизонтальной плоскоети под углом более 85° между проекцией оси устройств и касательной к поверхности конуса декарбонизатора (т. е. почти радиально ) практически исчезает крутка газового потока внутри декарбонизатора, в св зи с этим материал.проходит отдельными стру ми в центре декарбонизатора. В результате снижаетс  степень термической обработки материала и КПД декарбонизатора.

Установка устройств дл  ввода топлива с наклоном в горизонтальной плоскости под углом менее 15° между проекцией оси устройств и касательной к поверхности корпуса декарбонизатора вследствие сильной крутки газового потока приводит к прижиму материала из-за больших центробежных массовых сил к вертикальным стенкам декарбонизатора , в результате чего материал стекает по стенкам, не участву  в процессе теплообмена . К тому же вследствие пр мого контакта гор чих газов быстро выгорает футеровка на уровне установки устройств дл  ввода топлива.

Снизу в цилиндрической шахте 11 декарбонизатора 9 имеютс  окна с патрубками 16 дл  подсоединени  циклонов 17 первой ступени левой ветви теплообменника.

В устройства 14 дл  ввода топлива введены устройства 18 дл  подачи сырь  смеси в декарбонизатор 9 из циклона 8 второй ступени левой ветви теплообменника.

В устройстве предусматриваетс  подвод воздуха к устройствам 14 дл  ввода топлива как из клинкерного холодильника 3 (пунктирна  лини  на фиг. 3), так и из атмосферы, что повышает гибкость и надежность схемы запечного теплообменника.

Дл  повышени  эффективности осаждени  термообработанный сырьевой смеси непосредственно в декарбонизатрре 9 циклоны 17 первой ступени к корпусу 11 последнего могут быть присоединены тангенциально .

В устройстве предусмотрена установка загрузочной головки 19 дл  подачи из теплообменника в печь сырьевой смеси и вывода отход ших печных газов.

Устройство работает следуюшим образом

Подготовленна  сырьева  мука подаетс  в запечный теплообменник 2, где подвергаетс  сушке и частичной декарбонизации с помощью тепла отход щих печных газов (в правой ветви 4) и тепла от дополнительно сжигаемого топлива (в декарбонизаторе 9 левой ветви 7).

В правую ветвь теплообменника подаетс  40 - 60% от всего количества сырьевой смеси, подвергаетс  термообработке, остальное количество сырьевой смеси подаетс  в левую ветвь, при этом степень декарбонизации сырьевой смеси достигаетс  в правой ветви до 25%, в левой ветви до 95%. Затем из обеих ветвей теплообменника сырьев-а  смесь через загрузочную головку 19 подаетс  в печь 1 дл  дальнейшей термообработки .

Полученный цементный клинкер выходит из вращающейс  печи 1 и охлаждаетс , в клинкерном холодильнике 3.

Во вращающейс  печи предлагаемого устройства сжигаетс  40 - 60% топлива, остальное количество подаетс  в декарбонизатор 9.

Воздух на горение топлива в печи подаетс  из холодильника, а на горение в устройствах дл  ввода топлива декарбонизатора или из холодильника, или из атмосферы, благодар  чему упрощаетс  управление работой оборудовани  и повышаетс  надежность схемы в целом.

Прот гивание дымовых газов через вращающуюс  печь и правую ветвь теп.юобменника осуществл етс  дымососом 6, а через левую ветвь теплообменника - дымососом 10, что обеспечивает возможность работы печи при отключенном декарбонизаторе.

В декарбонизаторе 9 топливо сжигаетс  в устройствах 14 дл  ввода топлива, образу  газовый поток стемпературой 1400- 1500°С Дл  использовани  тепла этих газов и резкого снижени  температуры газового потока сырьева  смесь через устройства 18 дл  подачи сырьевой смеси подаетс  непосредственно в устройства 14 дл  ввода топлива.

Образовавша с  газопылева  смесь, закручива сь и равномерно распредел  сь по всему сечению шахты декарбонизатора, движетс  спирально сверху вниз, при этом происходит интенсивна  передача тепла от газа сырьевой смеси, в -результате чего в нижней части шахты 11 сырьева  смесь декарбонизируетс  до 95%, а газы охлаждаютс  до температуры 850- 1000°С.

Врашение пылегазового потока внутри декарбонизатора, кроме улучшени  теплопередачи , способствует частичному осаждению сырьевой смеси непосредственно в декарбонизаторе , что в свою очередь улучшает работу циклонов, присоединенных в нижней части декарбонизатора.

Простота сжигани  топлива в декарбонизаторе , высока  теплонапр женность объема и хорощий контакт материала и газов способствуют интенсификации процесса теплообмена , что в целом приводит к росту производительности установки без увеличени  площадей и повышению надежности ее работы.

Claims (3)

1.Патент Великобритании № 1434091, кл. F 4 В, опублик. .

2.Патент США № 4022568, кл. 432-14, опублик. 1977.

3.Патент ФРГ № 2721461, кл. С 04 В 7/44, опублик. 1978 (прототип). Возду на горение СырьеВа  муна

Фиг. Топливу

Фиг.4