Устройство для производства вспученного материала

 

Использование: в строительстве, металлургии и других отраслях промышленности преимущественно для производства вермикулита . Сущность изобретения: в нижней части вертикальной трубчатой печи на противоположных стенках под углом ±10° к горизонтали встречно или встречно-смещенно установлены двухпроводные горелки для смешивания топлива и первичного воздуха в огнеупорных туннелях стен печи В верхней части печи установлены шатровый отражатель и приемные камеры. Осадительно-вытяжная камера соединена в нижней части с приемными камерами и выполнена с установленными в ней по ее высоте теплообменными трубками Сопло для подачи сырья выполнено с возможностью регулирования по высоте. Теплробменные трубки соединены трубопроводами с горелками . 2 з п ф-лы, 3 ил (Л С

С(1К Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Р 27 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4888266/33 (22) 06.12.90 (46) 23,12.92. Бюл, ¹ 47 (71) Челябинский металлургический комбинат (72) С.Е,Дворяшин, В.Н.Свиридов, А.Г.Нейман и М.Г.Чакин (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 187605. кл. F 27 В 15/ 08, 1963.

2, Авторское свидетельство СССР

N. 1043456, кл. F 27 В 15/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

ВСПУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА (57) Использование: в строительстве, металлургии и других отраслях промышленности преимущественно для производства вермикулита. Сущность изобретения: в нижней чаИзобретение относится к устройствам для производства вспученного материала, преимущественно вермикулита, и может быть использовано в строительстве, металлургии и других отраслях промышленности.

Известно устройство для обжига минеральной зернистой шихты типа вермикулитовой, содержащее вертикальную трубчатую печь с размещением длиннопламенной форсунки и сопла для подачи сырья в центре печи, над верхней частью которой смонтирован конусный отражатель, соединенный с приемной камерой, разделенной на концентрические секции, Недостатком данного устройства являются наличие длиннофакельного диффузионного пламени и отсутствие его стабилизации — поджигающего очага вне форсунки а ее выходе. Это повышает взры„„ Я „„1783264 А1 сти вертикальной трубчатой печи на противоположных стенках под углом 10 к горизонтали встречно или встречно-смещенно установлены двухпроводные горелки для смешивания топлива и первичного воздуха в огнеупорных туннелях стен печи. В верхней части печи установлены шатровый отражатель и приемные камеры. Осадительно-вытяжная камера соединена в нижней части с приемными камерами и вы, полнена с установленными в ней по ее высоте теплообменными трубками. Сопла для подачи сырья выполнено с возможностью регулирования по высоте. Теплообменные трубки соединены трубопроводами с горелками. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. воопасность и затрудняет эксплуатацию устройства из-эа склонности диффузионного факела к отрыву при изменении тепловых нагрузок, массы и скорости подачи сырья в печь, вызывает большие неравномерности температур и состава печных газов по высоте вертикального канала, его ошлаковывание, снижает качество и выход годного.

Требуется увеличенный объем печнь.х газов для пневмотранспортирования сырья по вертикальному каналу, в связи с чем сырье и вспученный вермикулит претерпевают в нем сильное иэмельчение до пылевидных фракций. К недостаткам данного устройства относится также неэффективность конусного отражателя для возвращения в вертикальный канал крупных частиц сырья на дсвспучивание, отсутствие КАКоА-либо утилизации тепла о1 ходящих газов.

3 1783264 4

Наиболее близким к предлагаемому.. смещено для смешивания топлива и первичизобретению является малогабаритное вер- ного воздуха, в orнеупорйых тунйелях стен тикальное устройство для вспучивания вер= . печи; а осадительно-вытяжная камера вымикулита;"содержащее вертикальную полнена с установленными.в ней по ее трубчатую печь, в нижней части которой 5 высоте теплообмен ными трубками, при . расположены — .устройство "для .подачи агом сопло-:для "подачи сырья выполнено:с сырья — corno и форсунка а a âåðõíåé части возможностью:регулирования по высоте, отражатель, выполненный в виде шатрового. а теплообменные трубки соединены трубоп свода и приемные камеры, осадительно-вы- роводэми с:горелками. тяжную камеру, соединенную c приемными 10: На фиг.1 - устройство для производСтва камерами..: .,, .: : . :.:.: ". .:, - " "вСпученного материала, поперечный разрез

Недостатки данного устройства ..: Б — Б. на фиг.2",на фиг.2 — то: же, riîïåðå÷íûé,.

1. Наличие длиннофакельного диффузи-. "" разрез А-А на фиг;1 на фиг.3 — ro æe, попе- онного пламени и отсутствйе его стэбилиза- речный разрез  — В нэ фиг 1. ции, что. повышает взрывоопасность и 15 -, Устройство" для производства вспу- трудоемкбсть эксплуатации устройства. .; . ченного материала соСтоит из трубчатой

2. Большие неравномерности темпера-. - вертикальной печи 1 с футеровкой 2; теплотур и состава печных газов йо высоте верти- . изоляцией 3 и вертикальным каналом 4, в кального канала. Вертикальный канал не нижнейчастй- которой на противот1оложных " рачного длинного факела и поэтому зэтруд- размещены две двухпроводные горелки.5 нен койтроль состояния кладки канала в подуглом МО :к горизонтали для смещиваусловиях его"ошлаковыванйя; .. .,--..,. :. . ния топлива с первйчным: вентиляторным

3. Невозможность осуществления,про- "- " воздухом У1,:который -подается в количестве сырья с размерами частиц менее 1,0 мм ;. — . неупорные туннели .6, вь!полняк1щие роль

4. Пониженное качество и производи- стабилизатора и первой стадйи сжигания тельность по вспученйому вермикулиту из- . . топлива, .по центру"установлено асимметза больших неравномерностей температур рично .ретулйруемое rio высоте сопло 7:для и состава печных газов по"высоте верти- 30 йодэчи.сырья вторичным сжатым "воздухом кального канала.::. "...::-.:::":: ::::,. -: У .в вертикальный канал 4 и дожигания в:

5. Повышенное измельчение частиц .нем на второй стадии продуктов"неполного сырья и вспученного вермикулита до пыле -..; Сгорания тойлива, -выходящих из огнеупорвидных фракций в вертикальном канале пе- ных туйнелей 6, датчик контроля пламени 8, чи из-за увеличенных объемов печных газов. 35 автоматический запальник 9; открытый..про6,Повышенныерасходтоплива итемпе- . ем 10 вертикального канала 4; в верхней: ратуры отходящих из печи газов. - :,: .:. - части располо>кейы шатровый отражатель .

7. Повышенное содержание в отходя- 11, приемные конусы 12; приемнь е камеры щих газах пыли, вредных оксидов углерода 13, датчик температур 14 и разрежения 15. и азота . .: - :" : -: ". :;-":: ", . . 40 из осадительно-вытяжной камеры 16 с пиЦелью изобретения является обеспече- тателем- затвором 17, соединенную в нижние взрывобезопасности, равномерности ней части с приемными камерами 13 и температур и состава йечнйх газов, повы- содержащую :теплообменные трубки 18 шение качества и выхода вспученноro мате-: для подогрева части или всего первичного риала, снижейия расхода топлива, 45 вентиляторйого воздуха У1 в слое вспученуменьшения вредных выброс6в пыли, бкси- : ного материала,- в верхней части — теплодбв углерода и-азота, -" . обменйые трубки 19 для подогрева

Указанная цель достигается за счет уст- . отходящими из печи ràçàìè ÷àñòè йли всеоб ройства для производства вспученного ма.-" - вентиляторного воздуха У1, змеевик 20 для териала, содержащего вертикальную 50 подогрева вторичного сжатого воздуха Уг, трубчатую печь, в нижней части которой из бункера 21 сырья, вибролотка 22, прирасположены форсунка и сопло для подачи емника отходов. Для интенсификации тепсйрья,"а s верхней части — шатровый от- лобменных свойств и повышения срока ражатель и приемные камеры, и осади- службытеплообменйыетрубки18,19содер: телЪно-вытяжную камеру; соединенную в 55 халат внутренние. вторичные -поверхности части с приемными камерами. Устройст- теплообменнйка в виде, например, спираВо снабжено .;Становленными на противо- лей из металлических лент, Теплообменные положных стенках печи под углом +10 к трубки 18, 19 выполняются индивидуально горизонтали двухпроводными горелками, съемными, связаннь1ми между собой по па расположенными встречно или встречно- рэллелъной или последОвательной схеме. B

1783264

Включается автоматический запальник 10

20

30 открытый проем 10 в зависимости от разрежения в вертикальном канале 4. После разогрева вертикального канала до 300 †11 С давление сжатого воздуха Уг повышается 35 более 0,1 МПа, включаются вибролоток 22 для подачи сырья из бункера 21 в сопло 7, а из него в вертикальный канал 4, питатель— затвор 1?. Обладая большой кинетической

40 целях обеспечения оптимальных в зависимости от характеристики сырья и размеров вертикального канала параметров работы устройства регулируемое по высоте сопло 7 имеет возможность перемещения вниз и вверх по отношению к точке пересечения осей горелок 5 в центре вертикального ка-. нала 4.

Работа устройства, 9 и производится автоматический розжиг горелок 5. Стабилизация пламени и первая стадия — сжигание топлива обеспечивается огнеупорными туннелями 6, подачей в горелки 5 первичного вентиляторного воздуха

40 — 70 от теоретически необходимого, встречно или встречно-смещенным направлением продуктов неполного сгорания топлива иэ горелок 5, вторая стадия сжигания топлива — стадия дожигания — происходит в объеме вертикального канала 4 за счет перемешивания вторичного сжатого воздуха

У2 из сопла 7 и некоторого количества вторичного атмосферного воздуха Уз, поступающего через открытый проем 10 вертикального канала. При разогреве вертикального канала до заданной температуры по датчику 15 разрежения через сопло

7 подается только вторичный сжатый воздух

Yz под давлением не выше 0,1 МПа, вторичный атмосферный воздух поступает через энергией, струя сжатого воздуха и сырья из сопла 7, попадая совместно с атмосферным воздухом Уз из проема 10 в очаг горения факелов из огнеупорных туннелей„6, осесимметрично перемешивается с ними и, дожигая продукты неполного сгорания, активно поглощает избыток тепла в нижней части вертикального канала, выравнивая таким образом температуру по его высоте, обеспечивает питание частиц сырья во взве" шенном состоянии, их сушку и вспучивание по всему объему вертикального канала при постоянных температурах и составе печных газов. Вспученный материал, приобретая высокую парусность, выносится отходящими газами в приемные камеры 13 и далее в осадительно-вытяжную 16, Крупные и тяжелые частицы сырья, получив на выходе иэ сопла наибольший импульс, быстрее, чем мелкие, достигают шатрово о отражателя

11, соударяются с ним и. отскакивая на при45

55 емные конусы 12, скатываются за ем в .-ертикальный канал на довспучивание. Пустая порода выпадает через открытый проем 10 в приемник отходов 23. В осадительно-вытяжной камере 16 под действием инерционно-гравитационных сил происходит выпадение из отходящих газов вспученного материала вниз, отходящие же газы с пылевидными фракциями направляются вверх под действием гидростэтических и гидродинамических сил, Вспученный материал контактирует в слое с теплообменными трубками 18, отходящие газы — с теплобменными трубками 19 и змеевиком 20, в результате чего подогревается первичный вентиляторный воздух У1 и вторичный сжатый воздух У2, Пример. Устройство для вспучивания материала выполнено из вертикальной трубчатой печи с футеровкой из шамотного кирпича и теплоизоляцией из вспученного вермикулита и вертикальным каналом с размерами в поперечном сечении 250х250 мм, в нижней части печи на двух противоположных стенках смонтированы встречные под углом 5 к горизонтали две турбулентные горелки типа ГНП-ЗАП и огнеупорные туннели, на одной из смежных стенок — злектрозапальник газовый типа Э.З, датчик контроля пламени типа К.3, в центре осесимметрично установлено регулируемое по высоте сопло для подачи сырья, например мелкодисперсных фракций сырья с размерами частиц 0 — 0,8 мм Потанинского месторождения, на расстоянии 150 мм выше точки пересечения осей горелок в центре вертикального канала, а в верхней части— шатровый отражатель, приемные конусы, приемные камеры, хромель-алюмелевый датчик температуры и датчик разрежения. В осадительно-вытяжной камере с питателемзатвором на путях движения вспученного материала и отходящих газов смонтированы индивидуально-съемные теплообменные трубки диаметром 2" для подогрева первичного вентиляторного воздуха и змеевик из трубок 1/2" для подогрева вторичного сжатого воздуха. Теплообменные трубки для подогрева первичного вентиляторного воздуха содержат внутри вторичные теплообменные поверхности в виде спиралей из металлических лент толщиной 1,0 мм для увеличения теплообмена и срока службы трубок. Опытные испытания показали взрывобезопасность, бесшумность и удобство эксплуатации устройства. Перепад температур в объеме вертикального канала не превышает 20 С, что исключает его ошлаковывание. Весь канал равномерно прогрет и хорошо просматривается, что по1783264 контролировать состояние его кладки.

При температурах 600-650 С и менее обеспечивается производство вспученного вермикулита высокого качества. Производительность устройства увеличивается в 1,5-2,0 раза, в 2,0-2,5 раза снижен расход топлива.

Данное устройство рекомендовано также для сушки и вспучивания тонкодисперсных и мелкозернистых фракций сырья с размерами частиц 0-15 мм при температурах 100-1100 С, Формула изобретения

1. Устройство для производства вспученного материала, содержащее вертикальную трубчатую печь, в нижней части которой расположены форсунка и сопло для подачи сырья, а в верхней части — шатровый отражатель и приемные камеры, и осадительновытяжную камеру, соединенную в нижней части с приемными камерами, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения вары вобезопасности, равномерности температур и состава печных газов, повышения качества и выхода вспученного материала, снижения расхода топлива, уменьшения

5 вредных выбросов пыли, оксидов углерода и азота, оно снабжено установленными на противоположных стенках печи под углом 10 к горизонтали двухпроводными горелками, расположенными встречно или

10 встречно-смещенно для смешивания топлива и первичного воздуха, в огнеупорных туннелях стен печи, а осадительно-вытяжная камера выполнена с установленными в ней по ее высоте теплообменными труб15 ками.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сопло для подачи сырья выполнено с возможностью регулирования по высоте.

20 3, Устройство по п,1,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что теплообменные трубки соединены трубопроводами с горелками.

1783264

Составитель С, Дворяшин .

Техред М.Моргентал Корректор О. Юрковецкая

Редактор Т, Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул;Гагарина, 101

Заказ 4504 Тираж " Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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