Claims (2)
Наиболее, близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл термической обработки во взвешенном состо нии мелколмсп кного материала, например цементной сырьевой смеси, содержащее последовательно установленные по ходу движени газов и материала циклоны, соединенные между собой газоходами, и вертикальный газоход, соедин ющий вращающую печь с циклонами и снабженный распределителем материала, закрепленным под выходными отверсти ми материалопроводов дл перетока материала из циклонов в газоход 2, Недостатками устройства вл ютс недостаточна диспергаци материала и, как следствие, недостаточный теплообмен между газами и материалом, и недостаточна долговечность распределителей материала, что привоДиТ к простою печных агрегатов, следствием которого вл етс снижение производитель ности. Целью изобретени вл етс интенсификаци теплообмена и повыщение надежности уст ройства в работе. Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве дл термической обработки во взвешенном состо нии мелкодисперсного материал преимущественно цементной сырьевой смеси, содержащем последовательно установленные по ходу движени газов и материала и соеди ненные между собой газоходами циклоны, а также соедин ющий вращающуюс печь с цик лонами вертикальный газоход с распределителем материала, установленным под выходными отверсти ми материалопроводов дл перетока материала из циклонов в вертикальный газоход, распределитель материала выполнен в виде пережима-отражател трапецидального сечени с площадью поперечного сечени в свету, равной 0,6-0,75 площади поперечного сечени вертикального газохода , причем угол наклона обращенной к материалопроводам грани пережима-отражател к горизонтали составл ет 15-75°, а обращенной к печи грани к горизонтали - 40- Кроме того, целесообразно, чтобы рассто н от пережима-отражател до выходных отверстий материалопроводов составл ло 1,0-5,0 их диаметра. На фиг. 1 изображены две ветви циклонного теплообменника, соединенного с вращаю щейс печью посредством вертикального газох да с пережимом-отражателем; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 изображен пережим-отражатель при « 15-30° и 50° (при неналипающем материале); на фиг. вариант предпочтительного взаимного располо жени 1латериалопроводов и пережима-отражател при о/ 60-75° и - 50-75°, где pi угол наклона обращенной к материалопроводам грани пережима-отражател к горизонтал 4 а у - угол наклона обращенной к печи грани пережима-отражател к горизонтали. Устройство содержит последовательно установленные по ходу движени газов и материала циклоны 1, 1а, 16, 1в, соединенные между собой газоходами 2. Вертикальный газоход 3, разветвл сь на два поворотных участка, соедин ет вращающуюс печь 4 с первой по ходу движени газов из печи ступенью двух ветвей циклонного теплообменника. Вертикальный газоход 3 выполнение пережимом-отражателем 5. Последний установлен под выходными отверсти ми 6 материалопроводов 7 дл перетока материала из вторых по ходу движени газов циклонов 1 а в вертикальный газоход 3. Футерованный огнеупором 8 пережим-отражатель 5 выполнен трапецеидального сечени , причем угол наклона грани 9 пережима-отражател 5, обращенной к материалопроводам 7, к горизонтали (of составл ет от 15 до 75°, а грани 10, обращенной к печи I(У) 40-75°. Угол наклона (у) материалопроводов 7 к вертикали составл ет от 45 до 60°. Кроме того, устройство содержит трубопроводы П дл подачи сырьевого материала в .циклонный теплообменник и щуровку 12 дл чистки верхней грани 9 пережима. В зависимости от производительности агрегата теплообменник может быть одно- двух или многоветьевым . Площадь поперечного сечени пережимаотражател 5 в свету равна 0,6-0,75 плогцади вертикального газохода в свету. В зависимости от формы поперечного сечени газохода пережим-отражатель может иметь в поперечном сечении круглую, пр моугольную или многоугольную форму. Пережим-отражатель установлен преимущественно ниже выходного отверсти 6 материалопроводом 7 на 1-5,0 их диаметра. Устройство работает следующим образом. Цементна сырьева смесь, подлежаща тепловой обработке, подаетс по трубопроводам IIв газоходы 2, соедин ющие циклоны 16 и 1в подхватываетс газами, нагреваетс и направл етс в циклоны 1 в, где выдел етс из газового потока. Из циклонов 1в материал по материалопроводу передаетс в следующий газоход между циклонами 1а и 16, где повтор етс цикл подогрева материала в пр мотоке . Из циклонов 1а материал попадает в вертикальный газоход 3, соедин ющий вращающуюс печь 4 с циклонами 1. При этом, проход по материалопроводам 7, соедин ющим циклоны 1а с газоходом 3, и разогнавшись до скорости 8-12 м/сек, материал, не подверженный разм гчению и залипанию, удар етс в грань 9 пережима-отражател 5, установленную под углом 15-30°, и отража5 етс под соответствующим углом в поток газов с температурой 1000-1100 С, поступаю щих из вращающейс печи через пережим 5. Материал, подверженный разм гчению и налипанию , вылета из материалопровода, опускаетс вдоль наклонной (под углом 60-75) постепенно и плавно отклон грани 9 к центру газохода, тер ет скорость, останавливаетс и под действием газового потока измен ет направление движени на 180. При зтом как в первом (при отражении от гранн 9), так и во втором случае материал хорощо диспергируетс по сечению газохода над пережимом или в пережиме, подхватываетс газами и, окончательно разогрева сь в пр моточном движении с последними, сбра сываетс в Щ1кло 1 I, из -которых, отделивишсь от газов, направл етс непосредственно в загрузочную часть вращающейс печи 4. Минимальные значени угла наклона грани 9 прин ты исход из значений угла трени материалов в покое, который дл сырьевой щихты обычного состава составл ет 19-28°. При значени х угла i. близких к нижнему пределу степень распыла материала и теплообмен будут наилучшими. Но при малейщей склонности материала к налипанию или при использовании высокосернистых видов . топли ва грань 9 будет систематически замазыватьс . Кроме того, при этих значени х угла Л. гидравлическое сопротивление пережима будет максимальным. Позтому установка гранн 9 под углом 15-30° может быть прин та без дополнительных проверок только При использовании абсолютно неразм гченных (слнпаю щихс ) материалов, природного газа и при наличии резерва и дымососа по. создаваемому напору. Углы наклона грани 9, близкие к ве ией границе 70-75°, позвол ют использовать любые материалы и топливо при практически неизменном гидравлическом ссшротивлении зтого участка газохода. Одаако при зтом сте пень термической подготовки и распыла мате риала по сечению будут ухудщеиы. Кроме того, размеры (длина) пережима в зтом слу чае будут неоправдано велики. Как правило, в действительности рассто ние от материалопровода 7 (ввода материала) до загрузочиой головки (или крыщки диклона ) исключает возможность делать грань 9 с углом наклона 70-75°. В существующих в насто щее врем конструктивных рещени х газоходов зто рассто ние составл ет 4-5 м, что определ ет величину угла d- равным 40-60°. Угол у наклона грани 10 не рещает самосто тельных задач интенсификации теплообмена и выбираетс в зависимости от конструктивного.размера (длины) участка газохода и наличи запаса дымососа по напору. При углах Г меньще 40-45° возможно залипание грани 10 золой топлива (уголь, мазут). Конструкцию перехжма с углами ci н i более 70-75° даже при иалнчии места весьма сложно осуществить на монтаже. Приближение пе; ежима к мате1жалопр оду 7 ближе, чем на 1 Дт-при углах наклона грани 9 около 15° приводит в отдельные моменты к отскоку части материала обратно в течку. При зтом при определенных услови х верхн дуга течки, выход ща в газоход, будет забиватьс материалом. Нижн граница () выбрана из конструктивных соображений (наличие стр жтельных конструкций, опорных балок и т.д. на участках, равных 2-ЗД) применительно к существующим проектным рещени м. При увеличении рассто ни более 4-5Д по витс нежелательное вление - рециркул ционный контур материала над .пережимом с возможностью провала части недостаточно термически обработанного материала. В процессе перемещени над пережимомотражател при поперечных пульсаци х материал может сместитьс к стенкам газохода, однако, сполза по стенкам, он попадает в область над пережимом, где создаетс (благодар срыву газового потока) вих}зевое движение газов. Подхваченные вихрем частицы материала снова внос тс в высокоскоростной поток газов. Часть материала, попавща в пристенную зону пережима-отражател , спускаетс по пережиму вниз, однако, попав в поперечные струи газа, отраженные от грани 10, снова сбрасываетс в высс соскоростиой центральный поток и выноситс в область газохода над пережимом-отражателем . Благодар хорошей диспергации по сечению газохода и почти полному устранению попадани материала на стенки газохода достигаетс интенсификаци теплообмена во взвешенном состо нии между печными газами и сырьевым материалом, следствием которой вл етс более высокий подогрев материала и степень его декарбонизации при входе в печь и снижение температуры газов при входе в циклоны. Улучшение термической подготовки материала дает возможность повысить производительность печи и снизить удельный расход топлива, а сиижеиие температуры газов при входе в нижние (гор чие) циклоны позвол ет повысить их работоспособность за счет уменьшени степени замазывани их легкоплавкими составл юадами сырьевой смеси и повышает стойкость огнеупорной футеровки. Повышению работоспособности 788 устройства способствует покрытие пережимаотражател огнеупорной футеровкой, котора удовлетворительно удерживаетс в периферийном участке канала газохода иа метал/шческом , основании пережима. Удобное расположение пережима-отражател в газоходе позвол ет легко (без остановки агрегата) производить автоматически или вручную очистку поверхности отражающей грани 9 посредством шурующего устройства любого известного типа, Формула изобрет ни 1. Устройство дл термической обработки во взвешенном состо нии мелкодисперсного материала , преимущественно цементной сырьевой смеси, содержащее последовательно установленные по ходу движени газов и материала и соединенные мгжду собой газоходами циклоны, а также соедин ющий вращающуюс печь с циклонами вертикальный газоход с распределителем материала, установленным под выходными отверсти ми материалопроводов дл перето ка материала из циклонов в вертикальный газоход , отличаю.щеес тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повыщени надежности работы .устройства, распределитель материала выполиен в виде пережима-отражател трапецеидального сечени с площадью попоперечного сечени в свету, равной 0,6-0,75 площади поперечного сечени вертикального газохода, причем угол наклона обращенной к материалопроводам грани пережима-отражател к горизонтали составл ет 15-75, а обращенной к печи граии к горизонтали - 40-75 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с . тем, что рассто ние от пережима-отрамсател до выходных отверстий материалопроводой составл ет 1,0-5,0 их диаметра. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США И 3.162.431, кл. 263-32, опублик. 1961. The closest to the technical essence of the invention is a device for heat treatment in suspension of small-blended material, for example, cement raw mix, containing successively installed along the movement of gases and material cyclones interconnected by gas ducts and vertical flue connecting the rotating a cyclone furnace and equipped with a material distributor fixed under the outlet openings of the material lines for the flow of material from the cyclones to the flue 2, Disadvantages of the mouth The properties are insufficient dispersion of the material and, as a result, insufficient heat exchange between the gases and the material, and insufficient durability of the material distributors, which leads to downtime of the furnace units, which results in a decrease in productivity. The aim of the invention is to intensify the heat exchange and increase the reliability of the device in operation. This goal is achieved by the fact that in the heat treatment device in a suspended state the fine material is predominantly a cement raw material mixture containing successively installed along the movement of gases and material and cyclones connected between the ducts and the vertical flue connecting the rotary kiln with cyclones with a material distributor installed under the outlet of the material lines to transfer material from cyclones to the vertical gas duct, material distributor made in the form of clamping a reflector of a trapezoidal section with a clear cross-sectional area of 0.6-0.75 of the cross-sectional area of a vertical duct, the angle of inclination of the pressed-reflector face to the horizontal is 15-75 ° and to the furnace, the edges to the horizontal are 40. In addition, it is advisable that the distance from the overpressure reflector to the outlet openings of the material pipes be 1.0-5.0 of their diameter. FIG. 1 shows two branches of a cyclone heat exchanger connected to a rotary kiln by means of a vertical gas valve and a clamp-reflector; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1, in FIG. 3 shows the clamp-reflector at "15-30 ° and 50 ° (with non-sticking material); in fig. the variant of preferential mutual arrangement of lumbering and clamping-reflector at / / 60-75 ° and - 50-75 °, where pi is the angle of inclination of the pinch-reflector face facing the material lines to horizontal 4 and y is the angle of inclination of the clamped-reflector face facing the furnace to horizontal. The device contains cyclones 1, 1a, 16, 1b sequentially installed in the direction of movement of gases and material, interconnected by gas ducts 2. Vertical gas duct 3, branched into two rotary sections, connects rotary furnace 4 with the first step along the gas movement from the furnace two branches cyclone heat exchanger. Vertical gas duct 3 is performed by clamping the reflector 5. The latter is installed under the outlet openings 6 of the material pipes 7 to transfer material from the second cyclones 1 and moving to the vertical gas duct 3. The clamp-reflector 5 lined with a refractory 8 has a trapezoidal section, and the angle of inclination 9 clamping reflector 5 facing the pipelines 7 to the horizontal (of is from 15 to 75 °, and faces 10 facing the furnace I (U) 40-75 °. The tilt angle (y) of the pipelines 7 to the vertical is from 45 to 60 °. Except tog o, the device contains pipelines P for feeding the raw material into the cyclone heat exchanger and shchuvka 12 for cleaning the upper face of the pinch 9. Depending on the capacity of the unit, the heat exchanger can be one-two or multi-vest. The cross-sectional area of the pressure-clamp 5 in the light is 0.6 to 0.75 flat-footed vertical flues in the light. Depending on the cross-sectional shape of the duct, the clamp-reflector may have a round, rectangular or polygonal shape in cross-section. Pinch-reflector is installed mainly below the outlet 6 of the material pipe 7 to 1-5.0 of their diameter. The device works as follows. Cement raw material mixture to be heat treated is fed through pipelines IIc gas ducts 2, connecting cyclones 16 and 1c is picked up by gases, heated and sent to cyclones 1V, where it is released from the gas stream. From cyclones 1c, the material is conveyed through a material line to the next gas duct between cyclones 1a and 16, where the material is heated in a recirculating cycle. From cyclones 1a, the material enters the vertical gas duct 3 connecting the rotary kiln 4 with cyclones 1. At the same time, the passage through the material lines 7 connecting the cyclones 1a with the gas duct 3, and speeding up to a speed of 8-12 m / s, material not subject to softening and sticking, hit the face 9 of the clamp-reflector 5, installed at an angle of 15-30 °, and reflected at an appropriate angle into the flow of gases with a temperature of 1000-1100 ° C, coming from the rotating furnace through the pinch 5. Material prone to softening and sticking, departure from the pipeline, it starts up along an inclined (at an angle of 60-75) gradually and smoothly deflects face 9 toward the center of the gas duct, loses speed, stops and under the action of a gas stream changes the direction of movement by 180. At the same time as in the first (when reflected from face 9), and in the second case, the material is well dispersed over the cross section of the duct over the pinch or in the pinch, picked up by gases and, finally heated in a continuous flow with the latter, is dumped into Shch1klo 1 I, from which, having separated from the gases, is sent directly to boot cha The rotary kiln 4 is used. Minimum values of the angle of inclination of the face 9 are based on the values of the friction angle of materials at rest, which for raw materials of the usual composition is 19-28 °. At values of angle i. close to the lower limit of the degree of sputtering of the material and heat transfer will be the best. But with the slightest inclination of the material to sticking or using high-sulfur species. face 9 will be systematically smeared. In addition, at these values of the angle L., the hydraulic clamping resistance will be maximum. Therefore, the installation of face 9 at an angle of 15–30 ° can be accepted without additional checks only when using absolutely unresponsive materials, natural gas and in the presence of a reserve and smoke exhauster on. generated pressure. The angles of inclination of face 9, close to the boundary of 70–75 °, allow the use of any materials and fuel with practically unchanged hydraulic resistance of this section of the gas duct. Odaco with this degree of thermal preparation and sputtering of the material over the cross section will be worse. In addition, the dimensions (length) of clamping in this case will be unjustifiably large. As a rule, in reality, the distance from the material line 7 (material input) to the loading head (or the diklon lid) excludes the possibility of making face 9 with an inclination angle of 70-75 °. In the current constructive design of gas ducts, this distance is 4–5 m, which determines the angle d = 40–60 °. The angle at the inclination of the face 10 does not solve the independent problems of heat transfer intensification and is chosen depending on the design dimension (length) of the gas duct section and the availability of a discharge pump on the pressure head. At angles of less than 40-45 °, sticking of a facet 10 with fuel ash (coal, fuel oil) is possible. The design of intersection with corners ci and ni more than 70-75 °, even in case of an allen place, is very difficult to carry out during installation. Approach ne; At the same time, closer to 7 Dg at material angles of about 9 ° leads to rebound of part of the material back into heat at certain points. Under this condition, under certain conditions, the upper arc of the heat outlet to the gas duct will become clogged with material. The lower limit () is chosen from design considerations (presence of structural structures, support beams, etc. in areas equal to 2-ZD) in relation to existing design solutions. With an increase in the distance of more than 4-5D, the undesirable phenomenon - recirculation The contour of the material above the clamp is possible with the possibility of the failure of part of the thermally treated material. In the process of moving over the clamping device during transverse pulsations, the material may move to the walls of the gas duct, however, sliding along the walls, it enters the area above the clamp where the backward movement of gases is created (due to the disruption of the gas flow). The material particles picked up by the vortex are reintroduced into the high-velocity gas flow. Part of the material entering the overcrowding zone of the reflector descends downward, however, having fallen into transverse gas jets reflected from face 10, the central flow is again discharged into the outlet and carried to the area of the flue above the overcaped reflector. Owing to good dispersion over the cross section of the flue and almost complete elimination of material falling on the walls of the flue, heat exchange in the suspended state between furnace gases and raw materials is intensified, resulting in a higher heating of the material and degree of decarbonization at the entrance to the furnace and a decrease in gas temperature at entering the cyclones. Improving the thermal preparation of the material makes it possible to increase furnace productivity and reduce specific fuel consumption, and the very high temperatures of the gases entering the lower (hot) cyclones improve their performance by reducing the amount of lubrication of low-melting components of the raw mixture and increase the durability of the refractory lining. Improving the performance of the device 788 is promoted by coating the re-clamping reflector with a refractory lining, which is satisfactorily maintained in the peripheral portion of the duct of the gas duct with a metal / shchek base. The convenient location of the pinch-reflector in the flue allows you to easily (without stopping the unit) to automatically or manually clean the surface of the reflecting face 9 by means of a drilling device of any known type, Formula 1 or 1. A device for heat treatment in suspension of a fine material, mainly cement raw material mixture containing sequentially installed in the course of the movement of gases and material and cyclones connected between each other by ducts, as well as connecting rotating With a cyclone oven, a vertical gas duct with a material distributor installed under the outlet of the material lines to transfer material from the cyclones to the vertical gas duct, characterized in that, in order to intensify the heat exchange and increase the reliability of the device, the material distributor is pinch - reflector of trapezoidal section with a clear cross-sectional area equal to 0.6-0.75 of the cross-sectional area of a vertical gas duct, with the angle of inclination facing the material lines Rani pinch-reflector relative to the horizontal is 15-75, and facing the furnace to the horizontal graii - 40-75 2. Device according to claim 1 of t n and w u h and with it.. by the fact that the distance from the pressure-strainer to the outlet openings of the material conduit is 1.0-5.0 of their diameter. Sources of information taken into account in the examination 1. US Patent And 3.162.431, cl. 263-32, publ. 1961.
2. Патент США N 2.841.385, кл. 432-115, опублик. 1952.2. US patent N 2.841.385, cl. 432-115, pub. 1952.
Фиг2Fig2