Печь для тепловой обработки зернистогоматериала

Печь для тепловой обработки зернистогоматериала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Хентно те. „ иЬ

Союз Советскнн

Социалистических

Ресттубпик

-A-Й Й Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф (61) Дополнительное к авт. свил-ну(22) Заявлено 11.03.79 (21) 2734289/29-33 с присоединением заявки М— (28) Приоритет— (51) М, .Кл.

F 27 В 7/34

Государотовнный комитет

СССР

ll0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.01.81. Бюллетень Рй 3

Дата опубликования описания 23.01.81 (53) УДК 66.045.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Федоренко, Ю. Х. Локшин, В. А. Спасских.и Г. П. Коровкина (71) Заявитель (54) ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНИСТОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к химическому xaumпостроению, промышленности строительных материалов и может быть использовано для тепловой обработки зернистых материалов в потоке теплоносителя, при противоточном движении с прямым контактом реагирующих фаз, в частности для получения извести, активного угля, разложения солей и т.п.

Известны аппараты для проведения тепловой обработки зернистых материалов при противо10 точном движении газа-теплоносителя и обрабатываемого материала как в вертикальном, так и горизонтальном исполнении.

К аппаратам вертикального исполнения отно-, сятся печи с падающим слоем, выполненные в виде вертикальной шахты. В этих печах движение частиц обрабатываемого материала происходит под действием силы тяжести сверху вниз при движении теплоносителя настречу часпщам снизу вверх. Для увеличения времени контакта реагирующих фаз применяют пульсирующий поток газа (1) и (Я, наклонные перегородки в шахте (3) и другие конструктив2 ные приемы, направленные на торможение падающих частиц.

Недостатками аппаратов вертикального ис. полнения являются большая высота, малое время контакта газа с материалом, большой пылеунос при обработке полндисперсного мате риала, ограничение скорости теплоносителя скоростью витания частиц материала.

К противоточным аппаратам горизонтального

r исполнения относятся широко известные печи с вращающимися барабанами, в которых теплоноситель движется с малой скоростью поверх слоя обрабатываемого материала.

К недостаткам печей с вращающимися барабанами относятся сложность конструкции, большие габариты, высокая металлоемкость, большие капитальные затраты на сооружение печей.

Дальнейшая интенсификация тепло- и мас. сообмена в печах с вращающимися барабанами за счет увеличения относительной скорости движения реагирующих фаз невозможна из-за резкого возрастания пылеуноса.

79846

Аппараты горизонтального исполнения, в которых тепловая обработка материала происходит в потоке теплоносителя, позволяют увеличить относительную скорость движения фаз по сравнению с аппаратами вертикального ис5 полнения, а длина рабочего канала в них не ограничена высотными габаритами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат (теплообменник) для обработки тонкодисперсных 1О материалов во взвешенном состоянии, содержащий цилиндрический корпус с тангенциально расположенными на его боковой поверхности патрубками для ввода газа и вывода обработанного материала, центральным патрубком для подачи материала, направляющего устройства, выполнегпгого в виде спирального канала, с приливами на внешней стенке через каждые 180 и щелями на внутренней стенке, расположенными по касательной к приливам.

Газ в аппарате движется по горизонтальному спиральному каналу в направлении от периферийных витков к центральным, а обрабатываемый материал перемещается в потоке теплоносителя от центрального ввода до периферийной выгрузки, переходя из центральных витков сгшрали в периферийные через щели в стенках спирали под действием центробежной силы f4j.

К недостаткам аппарата относятся невозмож- Зо ность проведения полной тепловой обработки материала, включающей нагрев, обжиг и охлаждение; снижение эффективности тепло- и массообмена вследствие перехода части потока более нагретого газа из периферийных витков спирали через перетечные щели в центральные витки с более низкой температурой газа, что снижает температурный напор по сравнению с чисто противоточным ., движением газа и материала; малое время контакта материала с газом вследствие того, что материал проходит лишь половину каждого витка спирали, а затем переходит в следующий виток.

Кроме того, имеются трудности изготовления, разборки и сборки аппарата из-за наличия труднодоступных для сварки участков и необходимости компенсации температурных напряжений, а также трудности чистки спирального канала.

Цель изобретения — интенсификация тепло.

50 и массообмена.

Для достижения этой цели в печи для тепловой обработки зернистого материала, содержащей корпус с перегородками, штуцеры для ввода и вывода материала и газа, горел5S ку, перегородки, выполненные с передними и задними по ходу газа стенками, установлены в нижней части корпуса и прикреплены попеременно к боковым поверхностям его, причем задние стенки выполнены большей высоты, а в передних выполнены жалюзи, Кроме того, передние и задние стенки выполнены вогнутыми по ходу газа, а передние стенки имеют выступы, жалюзи выполнены с наклоном лопаток в сторону выступов.

Предлагаемая печь позволяет проводить полную тепловую обработку зернистого материала с минимальным расходом топлива за счет утилизации тепла отходящих газов и готового продукта, организовать противоточное движение газа и материала при помощи многократного изменения направления движения части газа на 180 в вертикальной плоскости и транспортировки материала по зигзагообразному пути в нижней части корпуса, интенсифицировать тепло- и массообмен за счет высокой и постоянной разности скоростей, истекающих из жалюзи струй газа и продвигающегося вдоль нижнего основания передней стенки перегородки обрабатываемого материала, увеличить время контакта реагирующих фаз за счет торможения частиц материала при их продвижении вследствие воздействия основного потока на истекающие из жалюзи струи газа.

На фиг. 1 показана предлагаемая печь, разрез А — А па фиг. 2; на фиг. 2 — разрез

Б — Б на фиг. 1..

Печь содержит корпус 1 в горизонтальном, наклонном или спиральном исполнении, снабжешпгй сьемными крышками 2, штуцером 3 ввода сырья и штуцером 4 вывода готового продукта, а также штуцерами 5 ввода воздуха и 6 вывода отработанных газов. Изнутри корпус может быть футерован огнеупором, В нижней части корпуса 1, частично перекрывая сечение по высоте и ширине и примыкая попеременно одним торцом справа и слева к боковым поверхностям его, по всей длине корпуса размещены перегородки 7. Каждая из перегородок 7 содержит переднюю (по ходу газа) стенку 8, зашгюго стенку 9 и торцовую стенку 10, соединяющую стенки 8 и 9 и расположенную на некотором расстоянии от боковой поверхности корпуса.

Нижние кромки всех стенок примыкают к нижней части корпуса, а боковые кромки передней и задней стенок 8 и 9 примыкают с одной стороны к боковой поверхности корпуса, с другой — к торцовой стенке 10.

Задняя стенка 9 выполнена большей высоты, чем передняя 8, так что верхние кромки стенок 8 — 10 и боковая поверхность корпуса в месте примыкания к ней стенок 8 и 9 образугот отверстия 11 для забора части потока газа.

Передгяя и задняя стенки 8 и 9 выполнены вогнутыми к потоку газа, причем в пе798460

5 редней стенке 8 выполнены выступы 12, перекрывающие в горизонтальной проекции зазор между двумя соседними перегородками.

Нижнее основание передней стенки 8 снаб. жено жалюзи 13, служащим для направленного истечения газа, с наклоном лопаток в направлении от торцовой стенки 10 к выступу

Нижние основания передних стенок 8 с выступами 12 всех перегородок 7 образуют в плане канал зигзагообразной формы для перемещения материала от места загрузки к месту выгрузки (от штуцера 3 к штуцеру 4).

Печь работает следующим образом.

Исходный материал (сырье) поступает в зону подогрева корпуса 1, перед передней стенкой 8 последней по ходу газа перегородки

7 и под воздействием струй газа, истекающих из жалюзи 13, перемещается вдоль нижней части корпуса и нижнего основания передней стенки под утлом к направлению основного потока газа.

Дойдя до выступа 12 передней стенки последней по ходу газа перегородки, материал под воздействием струй газа, истеканлцих из жалюзи выступа, отжимается в начальный участок передней стенки предпоследней по ходу . газа перегородки, меняет направление своего движения и продвигается затем вдоль этой передней стенки в направлении от торцовой стенки 10 к выступу 12. Дальнейший путь движения материала проходит по образуемому передними стенками 8. с выступами 12 каналу зигзагообразной формы, расположенному в нижней части корпуса 1, вплоть до вывода обработанного материала (готового продукта) через штуцер 4 в зону охлаждения.

При движении материал последовательно проходит зоны подогрева, обжига и охлаждения.

Навстречу материалу вдоль корпуса движется поток газа-теплоносителя, основной поток которого проходит над перегородками 7 и частично поступает в отверстия 11 перегородок 7 под воздействием скоростного напора.

Проходя между стенками 8 и 9 перегородок 7, поток газа изменяет направление своего движения на 180 в вертикальной плоскости, а проходя через жалюзи 13 — в горизонтальной плоскости. Газ выходит из жалюзи. 13 под углом к основному потоку и увлекает обрабатываемый материал вдоль передних стенок 8 перегородок 7.

Скорость газа после истечения из жалюзи резко падает, и он поднимается вверх, смешиваясь с основным потоком.

Кроме воздействия истекающих иэ жалюзи струй газа материал подвергается также воздействию основного потока газа, который

Ь стремится прижать частицы к передней стенке, что тормозит частицы и существенно снижает скорость их продвижения от загрузки к выгрузке, увеличивая время контакта реагирующих

5 фаэ.

Теплоносителем, взаимодействующим с материалом, последовательно является сначала воздух, поступающий в начало эоны охлаждь ния через штуцер 5, затем продукты горения

1о топлива, получаемые с помощью горелки 14 в зоне обжига, а потом отходящие газы, удаляемые из зоны подогрева в охлажденном виде через штуцер 6.

Применение печи позволяет резко:ниэить

15 металлоемкость и стоимость оборудования, особенно по сравнению с крупногабаритными печами с вращающимися барабанами, которые являются самыми распространенными в промышленности аппаратами с противоточным

2g движением газа и Материала, и проводить полную тепловую обработку материала, включающую нагрев, обжиг и охлаждение, при минимальных расходах топлива вследствие высокого теплового КПД лротивоточной системы.

Формула изобретения

Печь для тепловой обработки зернистого материала, содержащая корпус с перегородками, штуцеры для ввода и вывода материала и газа, горелку, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации тепло- и массообмена, перегородки, выполненные с передними и задними по ходу газа стенками, уста3S новлеиы в нижней части корпуса и прикреплены попеременно к боковым поверхностям его, причем задние стенки выполнены большей высоты, а в передних выполнены жалюзи.

2. Печь по п. 1, отличающаяся

40 тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления, передние и задние стенки выполнены вогнутыми по ходу газа, а передние стенки имеют выступы.

3. Печь по п. 1, отличающаяся

45 тем; что жалюзи выполнены с наклоном лопаток в сторону выступов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 169021, кл. F 27 В 15/10, 1951.

2. Патент Великобритании У 1312393, кл. F 4 В, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР У 487286, кл. F 27 В 15/00, 1973.

4. Авторское свидетельство СССР N 183665, кл. F 27 В 7/34, 1964.

798460

4 Tonne&

Составитель И. Иноземцева

Техред А.Бабинец Корректор М. Коста

Редактор И. Николайчук

Тираж 66 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10000/46

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4