UA133344U - Апарат для випалювання дрібнодисперсних карбонатних матеріалів - Google Patents

Abstract

Апарат для випалювання дрібнодисперсних карбонатних матеріалів включає вертикальну циліндричну піч, до нижньої частини якої співвісно приєднано змішувач з патрубком подачі повітря, трубками подачі матеріалу та паливного газу в піч і повітряною камерою, між якою і піччю встановлена повітророзподільна перегородка з отворами. Додатково забезпечений засипкою з жаростійкого зернистого матеріалу, розміщеною в нижній частині печі, а також розміщеним над повітророзподільною перегородкою в шарі засипки газорозподільним колектором, з'єднаним з системою подачі паливного газу та конвективним теплообмінником, що розміщений у верхній частині апарата.

Description

Корисна модель належить до печей з псевдозрідженим шаром для випалювання різноманітних дрібнодисперсних карбонатних порід, для отримання вапна з високою реакційною здатністю. Апарат може бути використаний в промисловості будівельних матеріалів, металургії, хімічній та інших галузях.

Відомий циклонний декарбонізатор для термохімічної обробки дрібного вапняку (пат.

України Мо 6973, МПК Е27В 15/00, 1995 р.), що містить корпус, тангенційні дуттьові сопла для введення теплоносія, завантажувальний патрубок для подачі матеріалу у верхній частині корпусу та тангенційні канали для видалення із камери пилогазового потоку у нижній частині корпусу. У відомому пристрої вапняк випалювався в закрученому потоці теплоносія, після чого продукт випалювання з димовими газами видалявся із камери через нижні тангенційні канали.

Закручування вогневого потоку та матеріалу, що оброблюється, призводить до нерівномірного розподілу та нерівномірної термічної обробки частинок в апараті, що супроводжується погіршенням фізико-хімічних властивостей продукту, що отримують.

Відома піч киплячого шару для термічного оброблення зернистих матеріалів (А.с. СССР Мо 1709165, М кл.є Е27В 15/00, 1992 г.), що містить камеру з псевдозрідженим шаром, у верхній частині якого розміщено камеру осадження та патрубок подачі матеріалу, що оброблюється, до нижньої частини якого приєднано, по концентричному колу, ряд газових пальників та патрубок виведення готового продукту, у нижній частині повітряну камеру, між якою і піччю встановлена повітророзподільна перегородка з ковпачками.

Відомий пристрій не дозволяє проводити обробку матеріалу рівномірно, через наявність мертвих зон в центрі та по периферії камери, наслідком чого є нерівномірний температурний фронт, що призводить до недостатнього термічного оброблення однієї частини матеріалу та перегріву і злипання іншої частини матеріалу через його надмірне перебування у зоні високих температур і, як наслідок, утворення агломератів, що призводить до зупинки процесу для їх видалення та зниження якості кінцевого продукту.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення конструкції апарата для випалювання дрібнодисперсних карбонатних матеріалів, в якому в результаті встановлення в нижній частині печі додаткового конструктивного елементу - засипки з жаростійкого зернистого матеріалу і введення газорозподільного колектора та конвективного теплообмінника у верхній

Зо частині забезпечується захист конструктивних елементів апарата від термічної дії, рівномірність обробки матеріалу, запобігання його злипанню з наступним його охолодженням і за рахунок цього збільшується час безперервної роботи агрегату, термін його служби і підвищення якості обробки матеріалу.

Поставлена задача вирішується завдяки тому, що апарат для випалювання дрібнодисперсних карбонатних матеріалів, що включає вертикальну циліндричну піч, до нижньої частини якої співвісно приєднано змішувач з патрубком подачі повітря, трубками подачі матеріалу та паливного газу в піч і повітряною камерою, між якою і піччю встановлена повітророзподільна перегородка з отворами, згідно з корисною моделлю, додатково забезпечений засипкою з жаростійкого зернистого матеріалу, розміщеною в нижній частині печі, а також розміщеним над повітророзподільною перегородкою в шарі засипки газорозподільним колектором, з'єднаним з системою подачі паливного газу та конвективним теплообмінником розміщеним у верхній частині печі.

Сукупність відмінних ознак дозволяє забезпечити захист повітророзподільної перегородки і змішувача від дії високих температур, завдяки чому зменшується спрацювання і збільшується термін служби апарата, а також збільшує рівномірність температурних полів, перешкоджає злипанню оброблюваного матеріалу, тим самим збільшує рівномірність випалювання і перешкоджає утворенню агломератів, в результаті підвищує якість продукції та збільшує час безперервної роботи апарата за рахунок відсутності зупинок на вивантаження агломератів, що накопичилися. Крім цього шар засипки запобігає винесенню необробленого дрібнодисперсного матеріалу з псевдозрідженого шару.

Наявність конвективного теплообмінника забезпечує охолодження дрібнодисперсного потоку матеріалу, що пройшов термічну обробку в шарі зернистої засипки та виходить із зони високих температур, що запобігає надмірному перебуванню дрібнодисперсних оброблених частинок у зоні високих температур та, як наслідок, спіканню їх поверхні, що супроводжується втратою реакційної здатності.

На кресленні зображено апарат, що пропонується.

Апарат включає вертикальну циліндричну піч 1, футеровану зсередини жаростійким матеріалом, до нижньої частини якої співвісно приєднано змішувач 2 з патрубком подачі повітря 3, трубками подачі в піч матеріалу 4 та паливного газу 5 і повітряною камерою 6. Між піччю і бо повітряною камерою встановлена повітророзподільна перегородка 7 з керамічного матеріалу з отворами. Над повітророзподільною перегородкою в печі розміщена засипка 8 з жаростійкого зернистого матеріалу, наприклад кварцового піску, корунду тощо. У шарі засипки встановлений газорозподільний колектор 9, сполучений з трубкою подачі паливного газу 5. У верхній частині циліндричної печі встановлено конвективний теплообмінник 10 та камеру виведення матеріалу 11.

Апарат для випалювання дрібнодисперсних карбонатних матеріалів працює наступним чином.

У змішувач 2 по патрубку З подають повітря, а по трубці 5 паливний газ, який рівномірно розподіляють колектором 9 і змішують з повітрям в шарі засипки 8 з жаростійкого зернистого матеріалу та утворюють газоповітряну суміш. Газоповітряну суміш підпалюють, при цьому частинки засипки 8, переходять в псевдозріджений стан і розігріваються. При досягненні заданої температури через трубку подачі матеріалу 4 подають дрібнодисперсний матеріал, який разом з повітрям у вигляді пилоповітряної суміші подають крізь отвори повітророзподільної перегородки 7 і між частинками засипки 8 в піч 1, де він проходить випалювання в середовищі розігрітих псевдозріджених частинок засипки 8. Оброблені дрібнодисперсні частинки подають з високотемпературного псевдозрідженого шару засипки 8 на охолодження в конвективному теплообміннику 10. Далі продукт потрапляє у камеру виведення матеріалу 11.

Для визначення працездатності апарата для випалювання дрібнодисперсних карбонатних матеріалів було проведено досліди на експериментальній установці Інституту газу НАН України.

Як матеріал засипки використовували подрібнений плавлений корунд фракцією 0,1-5 мм, частинки якого засипали на повітророзподільну перегородку. Як оброблюваний матеріал використовували вапняк з вмістом карбонату кальцію 96 95, а як паливо - пропан-бутанову суміш, яку подавали через трубку подачі паливного газу в газорозподільний колектор. Повітря, що проходить через повітророзподільну перегородку, змішували з паливним газом, що рівномірно розподіляли по перерізу засипки газорозподільним колектором, з утворенням горючої суміші в шарі засипки, яка знаходилась в псевдозрідженому стані. Суміш підпалювали і після досягнення шаром засипки температури 900-1200 "С через трубку подачі матеріалу подавали подрібнений дрібнодисперсний вапняк, який проходив через шар засипки і випалювали у псевдозрідженому шарі розігрітої засипки і далі видаляли з печі й осаджували та

Зо охолоджували. Шар засипки захищав повітророзподільну перегородку від дії високих температур в печі, яка інакше могла б розтріскатися. Паливний газ, що рівномірно розподіляли по перерізу засипки, утворював газоповітряну суміш, яка згораючи в засипці, створювала рівномірно розігрітий псевдозріджений шар жаростійких частинок, що забезпечувало рівномірне поле температур в камері обробки, завдяки чому матеріал оброблювали при однаковій температурі, що запобігало злипанню оброблюваних частинок між собою, що могло б привезти до аварійної зупинки.

У порівнянні з найближчим аналогом, шар засипки з жаростійкого матеріалу захищає повітророзподільну перегородку від перегрівання, перешкоджає злипанню часток оброблюваного матеріалу і в сукупності з газорозподільним колектором утворює рівномірне поле температур в печі. Зменшене спрацювання конструктивних елементів, попередження утворенню агломератів та рівномірна обробка часток матеріалу збільшує термін служби апарата, час безперервної його роботи і підвищує якість продукції.

У порівнянні з найближчим аналогом в конвективному теплообміннику охолоджують дрібнодисперсний продукт випалювання, що запобігає процесу обпалювання поверхні дрібнодисперсних частинок, а як насідок втрати їх реакційної здатності. Підігріте повітря у теплообміннику може бути використане як повітря, що йде на транспортування матеріалу та повітря - на спалювання палива, що в сукупності покращує процес горіння та дає економічний ефект.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Апарат для випалювання дрібнодисперсних карбонатних матеріалів, що включає вертикальну циліндричну піч, до нижньої частини якої співвісно приєднано змішувач з патрубком подачі повітря, трубками подачі матеріалу та паливного газу в піч і повітряною камерою, між якою і піччю встановлена повітророзподільна перегородка з отворами, який відрізняється тим, що додатково забезпечений засипкою з жаростійкого зернистого матеріалу, розміщеною в нижній частині печі, а також розміщеним над повітророзподільною перегородкою в шарі засипки газорозподільним колектором, з'єднаним з системою подачі паливного газу та конвективним теплообмінником, що розміщений у верхній частині апарата.