Способ термической обработки сырья в виде суспензии

(19) 111) 4(51)Г 27 В 15 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия. Великой Октябрьской социалистической революции(56) 1. Фридман Н.А. и др., Распыли- тельные сушилки шлама в цементной промышленности, - В сб.: Техника и технология сушки. Калинин, 1977, с. 213.2, Целлюлоза, бумага и картон, Реферативная информация ВНИПИЭИлесиром, 1976, В 27, с. 11-.12 (прототип,(54)(57) СПОСОБ ТЕРИИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ В ВИДЕ СУСПЕНЗИИ, включающий подачу сырья в кипящий слой, сушку, дегидратацию и термохимическиепревращения сырья в кипящем слое,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью сокращения капитальных иэксплуатационных затрат путем совмещения сушки, дегидратации и термохимических превращений в одном кипящем слое, подачу сырья осуществляютна глубину, равную 0,1-0,2 высотыкипящего слоя, а толщину оболочкисуспензии на частицах кипящего слоярегулируют в пределах 0,1-1 ми,1 11386Изобретение относится к промышленности строительных материалов иможет быть, использовано втехникесушки и обжига сырья в виде:суспензин в химической, металлургической,5углеобогатительной и других отрасляхпромьпкленности.Известен способ термической обработки сырья в виде суспенэии, например, при получении цементного клинкера, включающий сушку, дегидратаццюи термохимические превращения вовзвешенном состоянии в отдельнйх аппаратах. При этом сушку осуществляютв расньщительной сушилке, а дегндратацию и термохимические превращенияв шахтном теплообменнике 111,Однако согласно данному способусушка, дегндратация и термохимические превращения о суще ствляют В От 2 Одельных аппаратах, Наличие разнооб-.разного оборудования приводит к сложности управления процессом, поеышенным гидродинамическим сопротивлениям.повышенной металлоемкости большимпотерям теплоты, значительным канитальным и эксплуатационным затратам.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ термической обработки сырья в.виде суспензии, включающий сушку, де.гидратацию и термохимические превращения во взвешенном состоянии в одном аппарате. Сушку, дегидратацию итермохимические превращения осуществ.ляют в нескольких кипящих слоях одно З 5го аппарата, разделяющихся газораспределительными решетками и сообщающихся между собой переточными уст"ройствами 121.Недостатком известного способа яв- Оляется наличие нескольких гаэораспре-.делительных решеток и переточныхустройств, что приводит к увеличениюгабаритов аппарата, большой металло-.емкости, значительным гидродинамичес"ким сопротивлениям, а следовательно,зьачительным капитальным и эксгцтуатационным затратамЦель изобретения - сокращение капитальных и эксплуатационных затратпутем совмещения сушки, дегидратациии термохимических превращений в.одномкипящем слое.Указанная цель достигается тем,что согласно способу термической обработки сырья в виде суспензии,включающему подачу сырья в кипящийслой, сушку, дегидратацию и термохи 32 2мические превращения сырья в кипящем,1 слое, подачу сырья осуществляют на глубину, равную 0,1-0,2 высоты кипящего слоя, а толщину оболочки суспензии на частицах кипящего слоя регули. руют в пределах 0,1-1 мм.Благодаря этому процессы сушки, дегидратации и. термохимических превращений совмещаются в одном кипящем слое.На фиг,1 изображена схема установки для осуществления способа; на фиг,2 -.график изменения температурына.высоте кипящего слоя.Способ осуществляется следующим образом.В айпарат 1 кипящего слоя через бункер 4 загружают единоразовую порцию частиц слоя (сухие гранулы исходного сырья), которые располагаются на гаэораспределительной решетке 3. Тейлоиоситель, например отходящие газы вращающейся печи с температурой 1000 С, пройдя штуцер 5 и газораспределительную решетку 3, создает кипящий слой. Через распределитель 2, концы которого погружены в кипящий слой на глубину 0,1-0,2 его высоты, вводится цементный шлам, .который, распределяясь между частицами слоя, обволакивает их пленкой. Толщина последней регулируется, например, числом оборотов вращающегося распределителя 2 шлама, причем, чем больше скорость его вращения, тем меньше толщина пленки на частице. При малой толщине пленки шлам высушивается в основном за счет кондуктивной составляющей теплообмена, т.е. за счет теплоты самой частицы, что значительно сокращает время сушки. В результате циркулирующие по высоте слоя частицы с осевшим на них шламом уже на глубине 0,25-0,35 высоты кипящего слоя полностью высушены, т.е. из них удалена физическая влага. Таким. образом, на глубине 0,25-0,35 высоты слоя прекращается расходование теплоты на сушку и теплота дымовых газов идет на прогрев частиц. По мере продвижения частиц к газораспределительной решетке их температура повьинается.о При температурах частиц порядка 600 С заканчивается дегидратация (удаление химически связанной влаги) и начинаются термохимические превращения (в случае цементного сырья в . декарбонизация). Завершаются термохимические превращения у поверхности газораспре.3 11386делительной решетки 3 где темпераотура теплоносителя 850-900 С.Декарбонизированные частицы выводятся из аппарата кипящего слоя че"рез штуцер 6.Холодный шлам попадает на болеемелкие частицы, находящиеся в верхней части слоя благодаря его естественной сепарации и являнипиеся цент-.рами, на которых происходит сушка,дегидратация и термохимические превращения., В результате отсутствуетнеуправляемый рост частиц. слоя,Отработанный теплоноситель с тем.пературой 140-150 цС выходит через15штуцер 7 и, пройдя систему очистки,выбрасывается в атмосферу.Погружние в кипящий слой .подающего сырье устройства на глубину0,1-0,2 его высоты .и регулированиепутем изменения скорости вращенияподающего устройства толщины оболочки суспензии, обволакивающей частицы. в пределах О,1-1 мм, позволяют резко сократить время сушки пленки .и в25результате разделить слой на две зоны. В верхней.низкотемпературнойзоне происходит сушка, в нижней высокотемпературной - дигидратация итермохимические превращения.30При толщине оболочки на частицеболее 1 мм процесс тепломассообменапреимущественно конвективный, время сушки значительно возрастает. Врезультате частица за время сушкиуспевает опуститься к газораспределительной: решетке или совершить несколько подъемов и опусканий. Приэтом температура слоя по высоте выравнивается и высокотемпературнаязона слоя исчезает, что не позволяет 4 Ов этом же .слое проводить термохимические превращения, например .декарбонизацию цементного сырья.Для любых размеров частиц подачана них оболочек толщиной менее 450,1 мм приводит к чрезмерно интенсивному испарению влаги, сопровождающемуся паровзрывным разрушением оболочек. В результате прекращается процесс гранулообраэования, и вместе с 50отработанным теплоносителем высушенный материал из аппарата уноситсяв виде порошка, не претерпев ремохимических превращений.Необходимо стремиться к минималь- Яной глубине ввода суспензии, в слой,чтобы максимально увеличить высотувысокотемпературной зоны. Чем ближе 32 4к.зеркалу слоя находится ввод сырья, тем меньшую высоту (считая от зеркала) занимает низкотемпературная зона. Чем больше высота высокотемпературной зоны слоя, тем длительней пребывание частиц в ней. Это в свою очередь увеличивает степень термохимических превращений сырья.Кроме того, глубина ввода суспензии в слой должна быть достаточной, чтобы вся суспензия, подаваемая в аппарат, распределялась между частицами, Так при глубине ввода суспензии в слой, меньшей 0,1 его высоты, часть суспензии в виде мельчайших капель уносится из слоя газовым потоком. В результате на стенках и крышке аппарата образуются настыпи, которые затем обрушиваются в слой. Это приводит к аварийной остановке аппарата, поэтому подачу суспензии в слой осуществляют на глубину 0,1- 0,2 его высоты.Варьирование общей высотой кипящего слоя позволяет изменять высоту высокотемпературной зоны, благодаря чему можно управлять временем пребывания частиц в этой зоне и степенью термохимических превращений, в случае цементного шлама - степенью декарбонизации. Высота низкотемпературной зоны или зоны сушки всегда практически остается одинаковой,Указанный диапазон глубин ввода сырья обеспечивает исключение уноса капель шлама с отработанным тенлоносителем и уменьшение высоты зоны сушки за счет теплоты самой частицы,ЪНайдены режимные параметры, при которых возможно осуществление предлагаемого способа и установлена зависимость между толщиной оболочки суспензии и конструктивно-технологическими параметрами подающего суспензию устройства, Преимущество изобретения состоит в том, что способ термической обработки, включающий низкотемпературную сушку при 140-160 С и термохимическую обработОку при 900-1000 С осуществляют в одОном аппарате с одной газораспределительной решеткой без переточных устройств, что приводит к сокращению времени обработки сырья в виде суспензии, повышению надежности.работы, уменьшению тепловых потерь ,1138632 РР ЮР Составитель И,Иноземцео Техред Т. Фаата едактор С.Сае ектор С.Шекма Заказ 10671/2 ВПодписноо комитета ССС по 035и и открытииаушская наб.,Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал в окружающую среду и повышает производительность в 1,5-2 раза, При этом уменьшается удельная меТираж 570 осударственн лам изобрете осква, Ж,таллоемкость ,что снижает капитальные и эксплуатационные расходы.