Способ получения микросфер

(71) Институт технической теплофизики АНУССР(56) Заявка Великобритании ЬЬ 2121782,кл. С 03 В 19/10, 1984,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕР (57) Изобретение относится к технологии производства микросфер из стекла и позволяет повысить однородность вырабатываемой продукции путем увеличения содержания воздуха в горячей смеси, С целью повышения качества готовой продукции за счет получения однородных по плотности микросфер газовоздушная смесь,л+Ю%аздуха Р хО Газ100%иокрспс8 ОЗдУКа +Раиак ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ).БО , 16893 содержащая до 60 необходимого для горения воздуха, подается в кольцевую камеру 1, проходит через пористую стенку 2 и сгорает,.образуя кольцевую струю 3, Дополнительный воздух 5 подогревается в пористой стенке б за счет излученной на эту стенку теплоты горящей смеси. Внутрь струи 3 подается газовоздушная смесь двумя потоками: транспортирующей струей 7, несущей взвешенные частицы микропорошка, и до полнительной струей 8, выходящей через решетку 9 и образующей поток 10 продуктов сгорания. Для одновременного воспламенения всей смеси поперек струи 7 направлено несколько пересекающихся факелов 11 из камер сгорания 12. Равномерное температурное поле потока продуктов сгорания, содержащего частицы микропорошка, обеспечивает одинаковые условия термообработки всех частиц, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.Иэоб)етение оносится к производствутеплоизоляционных строительных матег)иалов, а точнее к способам получениямикросфер иэ стекла термообработкоймикропорошков в струях высоко Гемпературного ггэа.Целью иэобоетения является повышение качества готовой продукции за счет получения Одн 05)одн ых гО плотностимикросфер,Поставленная цель достигается тем, чтов способе получения млкоосфер путем микропорошка в трансг 0)тируюв)у)О стру 1 О Гаэовоздушной смеси, движушейся соскоростью, превышающей скорость распространения пламени, в кольцевук Горелку,осуществляют подачу стабилизирук)щейдополнительной газовоздушной смеси впромежуток между ксльцевой и транспортирующей струями, гричем дополнительную смесь подаот через решетку со среднейскоростью, меньшей, чем скорость распространения пламени, сжигают ее на поверхности решетки, а продукты сгорэниясмешивают с трс)ксгОртируОщей струей,При этом гаэовоэдушную смесь в кольцевую горелку подают поперек оси тоанспортируОщей струи через рец)ет,у,Кроме тогс дополнительно вводят подогретый воздух в газовуо смесь кольцевойгорелки и подают между кольцевой струейгазовоздушной смеси кольцевой горелки ипотОком дополнительной смеси.Вариантом образования кольцевойструи явл 5 етс 5 такой, КОГда часть Газовоэдушкой смеси кольцевой гооелки продувак)т через транспортиоу)ощу)о струю,Спс 1 соб пояснется чертежом, где А -подвод Газообразны:; компонентов для ооразования кольцевс й струи; В - подводвзвеси микропоровКа в гаэовоэдушнойсмеси;- дополнительный подвод стабили.зирующей газовоздушной смеси,При оеализации способа гаэовоздушная смесь, содержащая до 60 О)а0,61необходимогс длл горения воздуха, подается в кольцевую распредели гельную камеру1 проходит через пористук) стенку кольце. вой горелки 2 и сгорает, образуя струю 3.Для полного выгорания топлива з газовоздушной смеси 4 необходима добавка воздуха, который подается с двух сторон: свнутренней стороны воздух 5, подо, ретый впористой стенке 6 за счет излученкой на этустенку теплоты Г 81 рящеЙ см 8 си, и атмосферный воздух из окру)каслцего поостранства,За счет подвода воздуха к смеси: двух сторон п)оисходит более инт 8 нсивное вы Горание топлива в кольцевой струе 3, в Ольшейчасти которой температура соответствует5 10 15 20 25 90 40 50 55 заданному температурному )ровню термообработки,Внутрь струи Э подается гаэсвоздушная смесь стехиометрического состава двумя потоками: транспортируюсцал струя 7, кесущая взвешенные частицы микропорошка и поэтому имеющая скорость значительно большую, чем скорость распространения пламени и дополнительная гаэовоздушная струя 8, вь)ходящая через решетку 9, Расход струи 8 поддерживаетсл таким, чтобы средняя скорость ее движения на выходе из решетки 9 была меньше скорости распространения пламени, что обеспечивает устойчивое горение смеси нв поверхности решетки 9. В то же время местная скорость выхода смеси из отверстий решетки превышает скорость распространения пламени, что препятствует проскоку пламени через отверстия решетки 9. Поток 10 продуктов сгорания дополнительной смеси движется параллельно струе 7, но с меньшей скоростью, что приводит к перемешиванию и воспламенению струи 7, Интенсивность выгорания смеси в струе 7 повышена эа счет ее стехиометрического состава, однако иэза того, что скорость движения этой струи больше скорости распростэакения пламени, проскок пламени исключен. Вместе с тем, поскольку горение сруи 7 развивается от поверхности к центру, может возникнуть особенно при больших погеречных размерах струи 7, центральная зона негорящей см .и, имеющая пониженную температуру, Для воспламенения смеси в этой зоне в нее направлено есколько пересекаощихся факелов 11, истекающих с повышенной скоростью из небольших камер сгорания 12, выполненных в виде цилиндрических полостей в пористой станка кольцевой горелки 2. Этим достигается воспламенение смеси в струе 7 почти одновременно по всему сечению струи, в результате чего по всему сечению температура продух ов сгорания соответствует заданному температурному уровнО термообработки микропорошка, При пог 1 адании некоторых частиц в кольцевую струю Э термообработка ке ухудшаетсл, так как температура газов в струях 3 и 7 одинаковы,Высокая интенсивкос ь сжигания смеси, создающая равномерное температурное поле по всем сечениям потока высокотемпературных газов, содержащих частицы микропорошка, обеспечивает одинаковые условия термообработки всех частиц и повышаетт однородность получаемой и родукции,При небольших поперечных размерах транспортируОщей струи необходимость ворганизации факелов 11 отпадает, следовательно, возможен также вариант подачитранспортирующей смеси не одной струей,а несколькими струями малого диаме.гра,распределенными внутри общего потока 5дополнительной смеси,П ри м е р 1. По предлагаемому способупроизводилась термообработка стеклянного микропорошка в процессе получениямикросфео, Кольцевой горелкой подавалась 10смесь природного газа в количестве 3,1( а =0,54), чеоез пористую стенку диаметром200 мм и высотой 100 мм, Дополнительноподавался воздух в количестве 6,9 м /ч 15з,50 от необходимого для дожигания смеси) через такую же пористую стенку, в которой подогревался до 350 С, Микропорошокподавался через 57 трубок диаметром 4 мм,равномерно распределенных по площади решетки с шагом 20 мм. Расход т 1 занспортирующего воздуха составлял 15 м /ч, расход газа в транспортирующей смеси 1,5 м /чз (а =1,04), Скорость выхода смеси из трубоксоставляла 6,4 м/с, Дополнительная смесьподавалась через решетку площадью 0,03 м, расход воздуха в смеси составлял 28 м /ч, расход газа 2,8 м /ч ( о:=1,04). Средняя скорость выхода смеси над решеткойпри этом была равна 0,28 м/с, что меньше скорости распространения пламени в стехиометрической смеси природногогаза с воздухом (0,33 м/с). При пористости решетки, выполненной из пористой зернистой керамики, равной 0,4, местная скорость выхода смеси из отверстий решетки составляла 0,7 м/с, что предотвращало проскок пламени через решетку,Температура газового потока, состоящего из продуктов сгорания кольцевой, дополнительной и транспортирующих струй, измеренная на расстоянии 80 мм от среза пористого кольцевого канала, составляла без подачи микропорошка 1550 +.20 С.При подаче микропорошка в количестве 10 кг/ч получены микросферы диаметром 80 - 160 мкм, Отбор проб из разных зон потока показал, что микросферы, получаемые по данному способу, во всех зонах обладают практически одинаковой плотностью,П р и м е р 2. В отличие от предыдущего примера транспортирующая смесь того же количества и состава подавалась одной струей диаметром 50 мм со скоростью 2,3 м/с. Расход дополнительной смесиподава 2030 354045 50 55 емой через решетку площадью 0,006 м со2 средней скоростью О,З м/с составлял по компонентам: воздуха - б м /ч, природногоэгаза - 0,6 м /ч (а =1,04), Газовоэдушная смесь через кольцевую горелку диаметром 150 мм подавалась в количестве по компонентам: воздуха - 29,4 м /ч, газа - 1,51 м /чз э (а =0,6), из них около 70;4 шло на формирование кольцевой струи и 30 сжигалось в четырех камерах сгорания диаметром 10 мм, выполненных в виде углублений в кольцевой пористой стенке. Образовавшиеся факелы в выходном сечении имели скорость 25 м/с и проникали до оси транспортирующей струи, осуществляя по пути воспламенение по всему объему газовой струи, Измерения температур и составов продуктов сгорания показало, что на расстоянии 80 мм от среза кольцевой горелки по всему сечению газового потока наблюдается равномерная температура. Это позволило производить качественные микросферы при укороченной длине рабочей эоны и уменьшить габариты установки.Изобретение позволяет увеличить производительность однородных по плотности стеклянных микросфер, являющихся высо коэффективным теплоизоляционным материалом, и снизить их себестоимость за счет повышения выхода годной продукции. Формула изобретения1, Способ получения микросфер путемподачи по центру кольцевой газовой струимикропорошка с помощью транспортирующей струи газовоэдушной смеси, движущейся со скоростью, превышающейскорость распространения пламени, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениякачества готовой продукции эа счет получения однородных по плотности микросфер,осуществляют подачу стабилизирующейдополнительной газовоздушной смеси впромежуток между кольцевой и транспортирующей струями со средней скоростью,меньшей, чем скорость распространенияпламени.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что гаэовоэдушную смесь подают поперек оси транспортирующей струи.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что дополнительно вводят подогретый воздух между кольцевой струей и потоком дополнительной стабилизирующейсмеси,