Устройство для тепловой обработки порошкообразного материала

(51)527 В 7 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ф-" 286 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Бюл.ый научнтного маин,А. СС. Вердиасных(088.8) 47 о-исследовашиностроен Степухин, С ян,А.В. Б ьск В. Оссме м ы Гачев-Са 11 Ва Ьсос ВО ДЛЯ ТЕПЛО ОШ КООБРАЗНО ОБ МА 54) УСТРОЙС РАБОТКИ ПО ТЕРИАЛА 57) Изобретен ля тепловой о материалов и ементной, хим мышленности, а оиствам бразных овано в ях про атериа ие относится к устр бра ботки порошкоо может быть использ ической и др. отрасл именно при обжиге м(56) Проспект22054-78, с, 1 -ла во вращающихся печах сухого способа производства цемента. Цель изобретения - интенсификация теплообмена. Для этого устройство содержит вращающуюся печь 1, холодильник 3 и двухветвевой запечный теплообменник 2, в одной ветви которого сырьевая смесь подогревается теплом отходящих газов из печи, в другой - из декарбонизатора 9 с устройствами дпя ввода топлива, подачи сырьевой смеси и патрубком для отвода пылегазового потока. В газоходах 5 и 10 течки 6 и 11 вышерасположенных циклонов 4 и 8 введены в газоход на расстоянии 0,8 - 1,0 диаметра газохода от крышки нижерасположенного циклона. Вихревая камера декарбонизатора выполнена конической с углом к вертикальной оси, равным 2 - 15. При этом оси форкамер декарбонизатора наклонены к оси вихревой камеры под таким же углом. 1 з. и. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки порошкообразных ,материалов и может быть использовано в цементной, химической и других отраслях промышленности, а именно при обжиге материала во вращающихся печах сухого способа производства цемента.Целью изобретения является интенсифи-кация теплообмена. На фиг, 1 изображено устройство для тепловой обработки порошкообразного материала, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на , фиг. 1; на фив. 3 - узел 11 на фиг. 1.Устройство для термообработки порош кообразного материала содержит соединен-ный с вращающейся печью 1 двухветвевоймногоступенчатый циклонный теплообмено ; ник 2 и холодильник 3. Одна из ветвеи теплообменника, например левая, состоит из 1 последовательно расположенных циклонов 4или группы циклонов) с газоходами 5 изагрузочными течками 6 и дымососа 7. Эта , ветвь может быть выполнена и по другим ., известным конструктивным схемам.Вторая ветвь циклонного теплообменни-ка (правая) состоит из последовательно , соединенных циклонов 8, декарбонизатора 9, газоходов 10, загрузочных течек 11 и дымососа 12. Декарбонизатор 9 расположен между двумя нижними ступенями циклонов 8 и состоит из футерованной вихревой каме: ры 13 конической формы. Угол при вершине конуса составляет 12 - 15. Форкамеры 14 установлены под таким же углом к верти, кальной оси, размещены на верхней крышке , вихревой камеры и снабжены устройствами 15 и 16 соответственно для ввода топлива ; и подачи сырьевой смеси и патрубками 17 , для подвода горячего воздуха. Внизу вихревая камера заканчивается патрубком 18 для отвода из нее пылегазового потока. Теч ки 6 и 1 каждого вышерасположенного циклона 4, 8 введены в газоходы 5, 10 на расстоянии 0,8 - 1,0 диаметра газохода от крышки нижерасположенного циклона. Распределители 19 материала штыревого типа установлены в газоходах 5 и О.При вертикальном расположении форкамер имеет место местный нагрев футеровки вихревой камеры декарбонизатора и части сырьевого материала, что приводит к замазыванию конической части декарбонизатора.При наклонном расположении форкамер к вертикальной оси под углом 12 - 15 факел горелок располагается вдоль конической поверхности вихревой камеры декарбонизатора, замазывания его материалом не происходит.Устройство для тепловой обработки порошкообразного материала работает следующим образом.Сырьевая мука подается в запечный теплообменник 2, где подвергается сушке, на 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 греву и частичной декарбонизации с помощью тепла отходящих йечных газов в левой ветви и тепла от сжигания топлива в декарбонизаторе 9 в правой ветви. При этом степень декарбонизации сырьевой смеси достигается в левой ветви до 25 - ЗОО, в правой ветви - до 85 - 90 О. Сырьевая смесь из левой ветви подается в воздухопровод и с помощью потока горячего воздуха, поступающего из холодильника, вдувается в декарбонизатор, где декарбонизируется до 85 - 90 О. Затем объединенный поток сырьевой смеси через загрузочную головку печи подается в вращающуюся печь 1 для дальнейшей термообработки. Полученный цементный клинкер выходит из вращающейся печи 1 и охлаждается в клинкерном холодильнике 3. Перегрузка сырьевого материала в запечном теплообменнике из циклонов 4 и 8 в газоходы соответственно 5 и 10 производится по течкам 6 и 11. При этом течки вышерасположенных циклонов введены в газоходы на расстоянии 0,8 - 1,0 диаметра газоходов от крышки нижерасположенных циклонов. Это соотношение выведено на основе лабораторных исследований.Установка течки для подачи материала в газоходе на расстоянии менее 0,8 диаметра газохода от крышки циклона вызывает провал материала в циклон, за счет чего сокращается время пребывания частиц в газоходе.Увеличение высоты врезки течки более 1,0 диаметра газохода от крышки циклона приводит к уменьшению времени пребывания частиц материала в газоходе за счет сокращения активной длины газохода.Основной теплообмен между материалом и газовым теплоносителем в запечном теплообменнике происходит в газоходах, Поэтому именно в газоходах необходима интенсификация теплообмена. Этот процесс можно интенсифицировать за счет более равномерного распределения по сечению газохода и за счет увеличения времени пребывания материала в нем.Применение штыревого распределения материала обеспечивает равномерное распределение материала по сечению на небольшой длине газохода, Это позволяет врезать течку циклона на значительно меньшей высоте газохода, увеличить длину теплообменного участка газохода, что равносильно увеличению времени пребывания частиц материала в газоходе. Равномерное распределение материала по сечению газохода и увеличение времени пребывания его частиц в газоходе не только повышает тепловую эффективность, но и улучшает работу циклонов, при этом уменьшается провал материала, что, в свою очередь, повышает тепловую эффективность запечного теплообменника.В декарбонизаторе 9 топливо сжигается с помощью устройств 15, Для горения топлива в декарбонизатор подается через па1615522 формула изобретения 1 О сО фиг. трубки 17 горячий воздух из холодильника, а для использования тепла продуктов сгорания через патрубки 16 подается из выше- расположенных циклонов частично декарбонизированный сырьевой материал. С помощью двух форкамер 14 пылегазовые потоки закручиваются и, взаимодействуя между собой в вихревой камере 13, обеспечивают равномерное распределение материала по сечению этого аппарата. На процесс декарбонизации и на эффективность горения топлива оказывает значительное влияние время пребывания цастиц сырьевого материала и топлива.Конусообразная вихревая камера 13 оказывает подтормаживающее воздействие на пылегазовый поток и тем самым увеличивает время пребывания цастиц сырья и топлива.Протягивание дымовых газов через врагцающуюся печь и левую ветвь запечного теплообменника осуществляется дымососом 7, а через правую ветвь теплообменника - дымососом 12, что обеспечивает возможность работы печи при отключенной правой ветви.Хороший контакт материала и газообразного теплоносителя, повышенное время этого контакта в элементах запечного теплообменника (газоходах и декарбонизаторе) интенсифицируют процесс теплообмена, цто в целом приводит к росту производительности устройства без увеличения его размеров и, как следствие, снижает удельные за траты энергии на получение продукта иудельную металлоемкость устройства. 1. Устройство для тепловой обработки порошкообразного материала, содержащее соединенный с вращающейся печью двухветвевой многоступенчатый циклонный теплообменник с загрузочными течками и газо- ходами и встроенный в одну из ветвей теплообменника дскарбонизатор конической формы с устройствами для ввода топлива, подачи сырьевой смеси и патрубком для отвода пылегазового потока, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, течка каждого вышерасположенного циклона введена в газоход на расстоянии 0,8,О диаметра газохода от крышки ниже- расположенного циклона.2. Устройство по и, 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения времени пребывания сырьевой смеси в декарбонизаторе, он выполнен с форкамерами, установпенными как и его коническая вихревая камера под углом 12 - 15 к вертикальной оси.Техр Тира комит сква, кий к уча ГКНТ СССР ина, 10 Заказ 3978 ВИИИПИ Гос а осударственног П одственно-изда тельСоста витель С.ж 513ета поиизобрете- 35, Раушомбинат Патен рямковаКорректор А, ОП одписноерытиям приям и отккая на 6ка д. 45жгород, ул, Га