Устройство для тепловой обработки тонкодисперсного материала

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ТОНКОДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА, включающее теплообменник , реакционную камеру, образованную блоком закручивающих попаток, и топпивные горепки, от пича-юшееся т.еМ| что, с цепью повышения эффективности сжигания топлива и увеличения теплового КПД устройства, теплообменник выполнен с течками подачи материапа , выходы которых равномерно размещены в крышке реакционной камеры по ОКР5ОКНОСТИ радиусом, превышающим радиус горловины на 0,33-0,66 разности радиусов внутренней поверхности блока попаток и горловины камеры, а топпивHbie горепки снабжены фурмами и размещены с наружной стороны реакционной камеры под углом 5-2О° к касательным к ней. (Л

А (19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК б

g 1) 1" 27 В 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3409428/29-33 (22) 1 9.03.82 (46) 15.08.83. Бюп. ¹ 30 (72) В.A. Нелидов, А.Б.Рыжик, Н.E,Соповушков, В.Л.Гусев и О.К.Ису пов (71) Государственный ордена Трудового

Красного Знамени Всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт цементной промышленности. (53) 666;94.041 (088.8) (56) 1. А вторское свидетельство СССР № 467216, кп. Р 27 B 15/00, 1972 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ТОНКОДИСПЕРСНОГО

МАТЕРИАЛА, включающее теппообменник, реакционную камеру, образованную бпоком закручиваюших лопаток, и топпивные горелки, о т п и ч а ю ш е е с я. тем, что, с целью повышения эффективности сжигания топлива и увеличения теплового КПД устройства, теппообменник выполнен с течками подачи материала, выходы которых равномерно размешены в крышке реакционной камеры по окружности радиусом, превышаюшим радиус горловины на 0,33-0,66 разности радиусов внутренней поверхности блока лопаток и горловины камеры, а топливнЬ е горелки снабжены фурмами и размешены с наружной стороны реакционной камеры под углом 5-20 к касательным Я к ней.

1035387

Изобретение относится к промышпен- . ности строительных материалов, в частности к устройствам дпя термической обработки взвесей тонкодисперсных матеpean, и может быть использовано в 5 строительной, металлургической, химической и других отраспях промышленности, связанных с переработкой распыпенных порошков и пылей.

Известно устройство дпя термической обработки тонкодисперсного материала, содержащее теппообменник шахтного типа, реакционную камеру, образованную бпоком закручиваюших лопаток и топпивные горепки 1).

Недостатки устройства - непопное тепповыдепение в реакционной камере из-за низкой интенсивности перемешивания газа с воздухом, что обусповпено конструкцией и расположением горелок, и необходимость 20 применения специальных типов дорого- стоящих жаропрочных материалов дпя горепок, размещенных в топочном объеме.

Низкая интенсивность межфазного теппообмена, обусловленная неоднородностью распределения тонкодисперсного материала по сечениям установки, воэникаюшей вспед ствие прижатия всей массы материала к стенкам шахтного теппообменника и горповине реакционной камеры, что явпяется единственным газодинамическим условием перемешения частиц из теппообменника в реакционную камеру через вихревой сток с высокими максимальными скоростями отходяших газов, достигаюших

1 2 м/с, мапая(дпитепьность пребывания материапа в зоне повышенных температур из-за высоких скоростей оседания агломератов, образуюшихся у стенок теплообменника вследствие скопления больших масс материала, Эффективный размер . агломератов в этом случае составляет

400 - 600 мкм при среднемассовом диаметре частиц исходной сырьевой смеси, не превышаюшем 30 мкм, В результате HB выходе из реакционной камеры температура материала оказывается не выше 400-500 С, т.е. остается эа пределом химических реакций, протео каюших в частицах (окопо 900 С).

Бель изобретения - повышение эффективности сжигания топпива и увепичение теппового КПД устройства.

Поставпенная цель достигается тем, что в устройстве дпя тепповой обработки 55 тонкодисперсного материапа, вкпючаюшем теппообменник, реакционную камеру, образованную блоком закручиваюших попаток, и топпивные горелки, теппообменник . выпопнен с течками, подачи материапа, выходы которых равномерно раэмешены в крышке реакционной камеры по окружности радиусом, превышаюшим радиус горповины на 0,33-0,66 разности радиусов внутренней поверхности блока попаток и горловины камеры, а топливные горепки снабжены фурмами и раэмешены с наружной стороны реакционной камеры под угпом 5-20 к касатепьным к ней. о

На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, обший вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из теппообменника

1, начример, циклонного типа реакционной камеры 2, образованной блоком эакручиваюших лопаток 3, снабженной раздвоенными течками 4 и горловиной 5, топливных горепок 6 с фурмами, размещенными с наружной стороны реакционной камеры корпуса 7, газохода камеры

8, газоходов цикпонов 9, материапопро- вода 10 и разгрузочною бункера 11.

Устройство работает спедуюшим образом.

Теппоноситепь (продукту сгорания топнива) от горелок 6 через щели между эакручиваюшими лопатками 3 вводится в реакционную камеру 2, создавая закручен; ный газовый поток, который через горпсвину 5 по газоходу камеры 8 поступает в цикпонный теппообменник 1 и далее выводится по газоходам циклонов 9.

Сырьевая смесь по материапопроводу 10 и газоходу.камеры 8 подается в цикцоны

9, re она предваритепьно нагревается выходяшими иэ реакционной камеры 2 горячими газами. Нагретый материал через раздвоенные течки 4 вводится в периферийную (потенциапьную) зону вихуе-. вого течения реакционной камеры 2.Здесь. твердые частицы под действием центробежных сип и сип вязкого сопротивления распределяются по равновесным траекториям, координаты которых определяются размерами частиц. Мелкие частицы, уже прошедшие тепловую обработку в реакционной камере. 2, выносятся в сток и через горповину 5 поступают в гаэоход камеры 8, где смешиваются со свежим материалом и в дальнейшем вместе с ним вновь повторяют путь к реакционной камере 2. Благодаря высокой температуре таких частиц и их оппавпению они пегко образуют агпомераты при стопкновении между собой ипи свежими частицами и таким образом укрупняются, т.е. с каж103 дым цикпом происходит резкое снижение вероятности их последующего выноса в . сток. Готовый продукт выгружается из камеры через разгрузочный бункер 11.

Существенная интенсификация процесса смещения газа с воздухом достигается топько в .турбулентных режимах, цри этом наиболее благоприятные условия. для попного завершения реакции горения и однородного распределения теппоносите- 10 пя в щепях закручивающего бпока возникают при использовании короткофакепьных горепок, например, типа ГТВ-МТП-50, установленных у корпуса реакционной камеры в фурмах, оси которых откпонены о от касательныл к корпусу на 5«20

При угпах> превышающих 20, происо ходит значительное увепичение радиапьной составпяющей скорости газа на входе в щепи, находящиеся вблизи устья горенки, щ, и соответственно искажение поля скоростей газа, истекающего иэ щепей внутрь камеры. При угпах менее 5 тангенцнальная составпяющая прибпижается к максимапьному значению, при этом тепло-р вая нагрузка на корпус камеры и тепло вые потери во внешнюю среду становятся также йаксимапьными. В обоих спучаях тепповой КПД установки снижается.

С цепью равномерного распредепения мепкодисперсного матерна па цо сечению реакционной камеры выходы течек допжны располагаться в верхней части камеры равномерно по окружности с радиусом, превышающим радиус горповины на раз3S ность радиусов внутренней поверхности блока эакручивающих попаток и горповины камеры, умноженную на коэффициент

К =0,33-0,66.

5387 4

При К(0,33 затрудняется выход на стационарные орбиты крупных частиц, что вызывает повышение концентрации материапа в центрапьной обпасти реакционной камеры.

При К ? 0>66 затрудняется выход на стационарные орбиты мелких частиц, что приводит к скоплению материапа в периферийных обпастях реакционной камеры.

Дпя упучшения предваритепьной тепловой подготовки материаца, повышения степени очистки отходящих газов, а также дпя реапизации предпоженного принципа подачи материапа в реакционную камеру через течки, теппообменник может быть выпопнен, например, в виде группы циклонов, устаиовпенных над реакционной камерой.

Применение предпагаемого устройства для тепповой обработки тонкодисперсного материала поэвопяет повысить эффек- тивность сжигания топпива эа счет выноса горенок за пределы реакционной камеры, эакпючения их в фурмы и расйопожения под углом 5-20 к касатепьной к корпусу реакционной камеры. Кроме того, предпагаемое устройство существенно повышает тепповой КПД повышает тепловой КПД установки за счет равномерного расцредепения материапа по сечению реакционной камеры, увепичения длительности его пребывания в зоне высо ких температур и уменьшения тепповых потерь во внешнюю среду, что достигается соответствующим расположением те

> чек подачи материала, а также обусповпивает возможность оперативного перехода :на резервное топливо.

1035387

Составитепь Т. Левитина

Редактор С. Лисина Техред Т.Маточка Корректор А. Дзятко

Заказ 5807/39 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

Фипиап ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4