Способ тепловой обработки дисперсного материала

СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА во вращающемся горизонтальном или наклонном цилиндрическом барабане путем подачи дисперсного материала с загрузочного конца, а газа-теплоносителя с разгрузочного конца, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена за счет обеспечения тепловой обработки материала в газопылевой взвеси, образующейся при водопадном режиме движения материала, барабан вращают с частотой, определяемой по формуле
N = K₁ ,
где N - частота вращения барабана, об/мин;
K₁ - относительная частота вращения барабана, 0,6 - 1,2;
D - внутренний диаметр барабана, м.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к способам тепловой обработки дисперсных материалов.
Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена за счет обеспечения тепловой обработки материала в газопылевой взвеси, образующейся при водопадном режиме движения материала.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что дисперсный материал, находящийся в барабане, вращающемся с частотой N = (0,60-1,20) , прижимается к стенке барабана за счет действия центробежной силы инерции и при этом поднимается на 70-80^о от горизонта. Затем, когда силы инерции оказываются меньше открывающей составляющей силы веса, материал отрывается от стенки реактора и попадает в газовый поток, создается водопадный режим материала. В момент падения материала происходит высокоэффективный теплообмен в перекрестном токе материала и газа, образование газопылевой взвеси.
За время падения и подъема материала осуществляется его продольное перемещение по реактору со скоростью, пропорциональной уклону оси реактора к горизонту и частоте вращения барабана.
Выбор частоты вращения барабана в пределах (0,6-1,2) 42,3/ определяется необходимостью обеспечить водопадный режим давления материала при различных коэффициентах трения материала о поверхность барабана и разных коэффициентах заполнения.
Для крупнодисперсного материала в футерованном барабане, у которого проскальзывание материала по внутренней поверхности барабана при коэффициенте заполнения 0,3 будет мало, необходимый эффект достигается при частоте вращения барабана 0,6 , а для мелкодисперсного в металлическом барабане - водопадный режим достигается при N = 1,2 . Эти данные подтверждены опытами на модели в лабораторных условиях (см. табл. 1).
При относительной частоте вращения барабана менее 0,6 водопадный режим переходит в каскадный и интенсивность теплообмена резко снижается. В случае превышения относительной частоты 1,2 для большинства видов материалов наступает режим центрифугирования, что делает теплообмен практически невозможным. Следует отметить, что для каждого значения коэффициента трения и степени заполнения верхняя и нижняя границы относительной частоты вращения имеют определенные значения, лежащие в пределах указанного диапазона.
Значения относительной частоты вращения барабана представлены в табл. 1.
Способ осуществляют следующим образом. В футерованный барабан (размеры D = 0,4 м, l = 7 м) с загрузочной стороны подавали сырьевую смесь цементного производства с ППП = 35%, состоящую из известняка и глины, а с разгрузочной стороны - продукты сжигания топлива, керосин. При различных частотах вращения барабана определяли степень разложения известняка сырьевой смеси, определяли величину ППП и потери тепла с отходящими газами. Результаты представлены в табл. 2.
Из полученных данных видно, что для условий проведения эксперимента водопадный режим движения материала и резкое связанное с ним повышение интенсивности теплообмена (наибольшее разложение известняка и уменьшение температуры отходящих газов) наступает при частоте вращения 0,6 , а при 0,9 материал переводится в режим центрифугирования.
Итоги экспериментов по термообработке для магнетитового концентрата приведены в табл. 3. Водопадный режим движения этого материала возникает при относительной скорости вращения барабана 0,9-1,2. Проводили нагрев магнетитового концентрата во вращающемся барабане с коэффициентом заполнения 0,1, 0,2 и 0,3.
Из таблицы видно, что тепловая обработка магнетитового порошка эффективно проводится при относительной скорости вращения барабана 0,9-1,2 когда достигается водопадный режим движения. Это подтверждается высокой температурой нагрева материала и низкой температурой отходящих газов.
При относительной скорости вращения барабана 0,8 водопадный режим движения материала не достигается и эффективность теплообмена снижается (температура материала 705^оС, температура отходящих газов 200^оС).
При относительной скорости вращения 1,3 наступает режим центрифугирования, при котором материал равномерно "размазывается" по стенкам барабана, и эффективность теплообмена резко падает. Температура отходящих газов 300^оС.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность теплообмена и снизить температуру отходящих газов.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов преимущественно к способам тепловой обработки дисперсных материалов. Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена за счет обеспечения тепловой обработки материала в газопылевой взвеси, образующейся при водопадном режиме движения материала. В футерованный барабан с загрузочной стороны подают сырьевую смесь цементного производства, состоящую из известняка и глины. При различных частотах вращения барабана определяли степень разложения известняка сырьевой смеси, величину ППП и потери тепла с отходящими газами. Частоту вращения барабана определяли по формуле , где N - частота вращения барабана, об/мин: K₁ - относительная частота вращения барабана 0,6 - 1,2; D - внутренний диаметр барабана, м. Температура отходящих газов 100 - 110°С. 3 табл.