Шахтная печь для прокалки мелкодисперсного материала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 926475(22) Заявлено 04,07. 80 (21) 2953157/29-33с присоединением заявки Йо)М К 1 3 Г 27 В 1/00 Государстаенный комитет СССР но делам изобретений и открытий53) УДК 622. 785. .4.602.5 (088.8) Дата опубликования описания 07.05.82 Л.С.Аксельрод, Е.В.Балашов, К.Б.Георгиевский,С.А.Кузнецов, Л.И.Пантина, Е.Н.Прозоров,Л.Б.Рольщиков и В.В.федотов(71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знаменй институт химического машиностроения(54) ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПРОКОЛКИ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА 10 15 20 25 30 Изобретение относится к технике проведения термических процессов в движущихся дисперсных средах и предназначаетсядля интенсификации процессов сушки и прокалки мелкодисперсных материалов, обладающих большими коэффициентами внешнего и внутреннего трения, и может найти применение в химической, металлургической, строительной и других отраслях промпдленности.Шахтные печи получили широкое распространение для обжига карбонатного сырья, восстановления руд и многих других процессов, где требуется высокая производительность, непрерывность процесса, определенная последовательность обработки материала.Общим недостаткбм шахтных йечей с гравитационно движущимся плотным слоем является неравномерность распределения температур и скорости движения материалапо сечению шахты. При обработке мелкодисперснйх материалов, обладающих плохой сыпучестью, возможно зависание материала в шахте и полное прекращение его движения.Для удаления этих недостатков предложены шахтные установки с налажением вибраций на движущийся слой материала. Передача вибраций слою осуществляется благодаря вибрации корпуса, теплообменной поверхности или с помощью размещенных в слое виброзондов.Известна вибросушилкадля мвлкодис. персных материалов,котораяобеспечивает высокоекачество сушки благодаря вйбрации корпуса и в результате этого эффективного перемешивания материала и отвода паров через устройство, выполненное в виде телескопическн установленных по оси шахты патрубков с конусообразными участками на нижних концах 1 .Однако вибрация корпуса влечет за собой повышение затраты энергии, усложняет конструкцию установки, уз- лов соединений корпуса с неподвижными элементами установки, оказывает разрушающее воздействие на конструкционные материалы. Кроме того, весь материал внутри корпуса находится в циркуляционном движении, что приводит к неравномерности термообработки отдельных частиц из-за раз" ного времени пребывания в аппарате.При вибрации корпуса, как правило, по центру наблюдается восходя".отношению к трубе,Печь работает следуюцим образом.Исходный материал с помоцью эагруэочного устройства 4 подается в камеру 1 при включенном виброприводе 8,от которого приводится в действиевиброэонд 7. Под действием вибрацииматериал равномерно распределяется фпо сечению камеры и заполняет ееСпомощью нагревателей 3 в камере дости-гается требуемая температура и включается разгрузочное устройство 6При нагреве материала в камере имеетместо выделение больших количестввлаги (в случае прокалки гидратовокислов металлов) и газов (например,углекислого газа прк прокалке карбо.натов). При этом выделение паров игазов происходит по всему объему камеры. Состав и .количество выделяющихся газов и паров зависит от получаемого продукта. Подиимающкеся вверх пары отводятся через перфорированнуюповерхность нижних конусов р далеечерез отверстия в трубе под верхнийкожух печи, откуда онк отсасываюгсячерез патрубок 5, например, вакуумнасосом. ВерхниЕ кокусы защищают отверстия в трубе от попадания в нихматериаяа. Некоторое количество материала, которое может попадать впространство между конусами, непре-рывко удаляется благодаря наличиюконцентрического зазора между трубойк малым основанием перфорированногоконуса и нисходящему движению материала.Выбранная Форма насадок обеспечивает хорошее обтекание кх матеркаламк, эффективную передачу вибраций отпривода к частицам материала, чтоприводит к нарушению связей междуниии к воэккккьвенкюпоперечного перемешиваикя материала. В результате.этого иитенсифицкруются процессы теплообмена к массоотдачи в слое.В качестве привода полой вставкицелесообразно использовать устройство, обеспечивающее ее вибрацию вдиапазоне частот от 2 до 50 Гц приамлитуде 0,3-3 мм.На характер движения материала вшахте влияют не только параметрывибрации, но и конструктивное исполнение насадки.При обработке мелкодисперсных материалов с размером частиц от 5 до50 мк диаметр насадки (Он) выбирается равным 0,6-0,8 внутреннего диаметра камеры (О), угол наклона обраэуюцей конусов и оси камеры - впределах 20-75,При Он 0,6 Р действие вибрациине распространяется на пристенныйслой материала, что ведет к резкомуснижению коэффициента теплопередачн,а при Ои 0,8 О уменьшается проходцее движение частиц, что может вызвать образование застойных эон иэобрабатываемого материала в каналахмежду патрубками,Известно устройство для термической обработки дисперсных материалов, 5в котором наложение вибраций на движущийся слой материала осуществляется с помощью виброзондов, а отводпаров, например, через боковые стенки, выполненные в виде жалюзей (21 . 10Благодаря расположению виброэондов на некотором расстоянии от боковых стенок устраняется разрушающеедействие вибрации на корпус устройства, но вместе с тем затрудняется от 15вод паров из слоя, так как граничащий с жалюзями слой материала прак"тически неподвижен.Наиболее близким к изобретению потехнической суцности является аппарат с цилиндрической нагревательнойкамерой, в которой газоотводные трубы расположены в шахматном порядкемежду виброзондами 31 .Однако наличие большого количества внутренних устройств ведет к усложнению аппарата,увелкченкотепловыхпотерь и мощности вибратора, к уменьшению рабочего объема печи.Цель изобретения - интенсификация процесса прокалкк. . ЗОПоставленная цель достигается тем;что в шахтной печи для прокалкк мелкодисперсного материжа, содеркащейцилиндрическую нагревательную каме+ру с установленным внутри ее вкбро- З 5зондом, последний выполнен в видетрубы с равномерно расположеннымипо ее высоте рядами отверстий и скабжен укрепленными над ними насадкамив виде конусов, сопряженных большимк 40основаниями, причем нижние коиуж насадок выполнены перфорированными иустановлены с концентрическим зазором по отношению к трубе.На чертеже схематически изображена предлагаемая шахтная печь.Печь содержит вертикальную нагревательную камеру 1 в виде трубы изтеплостойкого материала, помещеннойв прямоугольный Футерованный корпус . 5 О2, между которым и трубой установлены нагреватели 3. Верхняя часть печиимеет загрузочное устройство 4 и ко, жух с патрубком 5 для отвода паровНижняя часть печи имеет Разгрузоч ное устройство б, выполненное с охлаждаеьым корпусом и регулятором числа оборотов.По оси печи подвешен виброзонд 7с виброприводом 8, выполненным в виде трубы с равномерно расположенныМи по ее высоте рядами отверстий иукрепленными над ними насад.ами 9,состоящими ие попарно сопряженныхбольшими основаниями конусов, причем .нижние перфорированные конусы установ 45 пены с концентрическим зазором поное сечение камеры, что нарушает нисходящее движение материала н ведет к .уменьшению производительности пе-. чи.Таким образом, предлагаемая конструкция полой вставки, соединенная с виброприводом, обеспечивает интен- . сификацию прокалки мелкодисперсного материала за счет его эффективного перемешивания и отвода паров по всей высоте печи. 0Распределение температур по. высоте печи, обеспечиваемое нагревательной камерой, соответствует требованиям технического регламента.После прохождения термической об работки в течение заданного времени в шахтной печи завершается образование продукта требуемого состава или структуры.Образовавшийся продукт поступает 2 О .в разгрузочное устройство, в котором, благодаря водяному охлаждению, его температура снижается и на выходе не превноает 50 С.В ряде случаев прокаленный материал обладает гигроскопическими свой" ствами и прн расфасовке в неконтро лиоуеюМй атмосфере может поглощать влагу и другие газы. Для устранения этого явления в зону охлаждения продукта вводят осушенный инертный газ, например аргон.Регулирование производительности шахтной печи и скорости цвижения ма-. териала в камере производится с помощью разгрузочного устройства.Предлагаемая печь была испытана .при прокалке ряда мелкодисперсных материалов: окиси алюминия, карбида бора и др. При наложении вибраций в ней обеспечивалось устойчивое движение материала, поле температур стало более равномерным, что дало воэможность снизить время пребывания продукта в печи и увеличить тем савем ее производительностьформула изобретенияШахтная печь для прокалкн мелкодисперсного материала, содержащая цилиндрическую нагревательную каме-, ру с установленным внутри ее виброзондом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что; с целью интенсификации процесса прокалки, виброэонд выполнен в виде трубы с равномерно расголоженными по ее высоте рядами отверстий и снабжен укрепленными над ними насадками в виде конусов, сопряженных бдльшими основаниями, причем нижние конусы насадок выполнены перфори" рованными и. установлены с концентрическим зазором по отнсеению к трубе.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 415464, кл. У 26 В 3/22, 19712. Горбис З.Р, и др. Теплообменники с йроточными дисперсными тепло- носителями. И., фЭнергияф, 1975, с. 167-170.3. Авторское свидетельство СССР В 675284, кл, Р 26 В 3/22, 1977.926475 Ха 7 Рюгсю Составитель И.ИноземцеваЮрковецкая Техред М. Тепер Корректор О. Билак едактор Заказ лнал ППП "Патент", г. Ужгород ул. Проектная 7/32ВНИИПИ Госупо дела л113035, Мос Тираж 642арственного комитизобретений и открва, Ж, Раушска Подписи оСССРийаб., д. 4/5