Способ обжига сыпучего материала

 

(: 7124ОЗ

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сониалистичесних

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.06,78 (21) 2636338/29-33 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.80 (51) М.К .

С 04В 7/44

Государственный комитет (53) УДК 666.942 (088.8) по делам изобретении и открытий (72) Авторы изобретения В. Л. Панкратов, П. В. Жуков, Б. П. Жуков и Ф. С. Куликов (71) Заявитель Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промышленности (54) СПОСОБ ОБЖИГА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к способам обжига портландцементного клинкера и других сыпучих материалов во вращающихся печах.

Известен способ обжига во вращающейся печи путем подачи топлива и воздуха непосредственно обжигаемый материал в зоне спекания (1).

Недостаток этого способа заключается в том, что при перемещении высокотемпературной зоны на узкий участок происходит ухудшение процессов декарбонизации и экзотермических реакций (за зоной спекания наблюдается темный материал) и материал подходит к зоне спекания плохо подготовленным. Из-за небольшого расстояния от сопла форсунки до слоя обжигаемого материала топливо не успевает достаточно полно смешаться с воздухом и по этой причине не происходит полного сжигания топлива в слое материала, большая часть его отражается от материала и неэффективно сгорает в объеме печи за зоной спекания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обжига во вращающейся печи путем подачи потока газов от сгорания дополнительного топлива в камерах, укрепленных на корпусе печи, через каналы в корпусе печи и футеровки. При вращении печи через эти каналы подают под слой обжигаемого материала продукты сгорания топлива, и газовые струи выбрасывают частицы материала в поток печных газов (2).

Недостаток этого способа состоит в том, что только часть обжигаемого материала, находящаяся над отверстиями каналов, может выбрасываться в атмосферу печи. Кроме того, каналы в корпусе печи и футеров10 ке в процессе работы могут забиваться частицами материала и жидкой фазой, в результате чего нарушается бесперебойная подача газов из камер, в них возрастает давление, что может привести к взрыво15 опасным режимам работы камер в печи.

Целью изобретения является интенсификация процесса клпнкерообразования.

Это достигается тем, что в способе обжига сыпучего материала во вращающейся

20 печи путем подачи газообразных продуктов сгорания в виде струй, подачу струй газообразных продуктов сгорания осуществляют на поверхность материала в зону спекания из сопл, расположенных от мате25 риала на расстоянии 1,5 — 24 диаметров выходного сечения сопла под углом 30 — 90 со скоростью 0,3 — 3,3 значений критерия

Маха и с температурой 1500 — 2800 С.

Способ осуществляют следующим обра30 зом.

712403

Составитель А. Кулабухова

Редактор P„Павлова Техред А. Камышникова Корректор В. Петрова

Заказ 2792/10 Изд. № 120 Тираж 673 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Через основную форсунку, расположенную параллельно оси вращающейся печи, вдувают топливно-воздушную смесь. Часть топлива (горючее) и окислитель в соотношении, близком к стехиометрическому, по- 5 дают в одну или несколько охлаждаемых камер, помещенных в печь, где топливо сжигают при повышенных давлениях, например при давлении 5 — б0 атм, что позволяет снизить потери тепловой энергии на 10 диссоциацию продуктов сгорания. Полученные продукты сгорания с помощью сопл (например, сопла Лаваля) формируют в высокоскоростные струи, и, как показал эксперимент, наибольший эффект достига- 15 ется при относительной скорости в начальном сечении струи от 0,3 до 3,3 значений критерия Маха (М).

Струя, вытекающая из сопла диаметром

30 мм, расположенного на расстоянии б 20 диаметров выходного сечения сопла от материала, при числе Маха 3,1 и температуре торможения 1980 С за 1,2 с размыкает конусообразную воронку глубиной 28 см и диаметром 37 см. Струя в эксперименте на- 25 правлялась на материал под углом 90 .

Экспериментами установлено также, что оптимальная скорость струй продуктов сгорания топлива находится в пределах от 0,3 до 3,3 значений критерия Маха в зависимо- 30 сти от температуры газов и угла наклона струй. Увеличение скорости истечения струй выше 3,3 Маха нецелесообразно, так как в сверхзвуковых участках сопл происходит отрыв струй от стенок, и в результате этого 35 самопроизвольно уменьшается скорость истечения, а скорость ниже 0,3 Маха не.- ..годна, так как не происходит выноса частиц материала в печное пространство.

С увеличением температуры значительно 40 ускоряются процессы клинкерообразования, температура продуктов сгорания должна быть в пределах обычно применяемой при обжиге клинкера 1500 — 2800 С. Дальнейшее повышение температуры может приве- 45 сти к прогару футеровки в местах размыва материала. Наиболее интенсивно процесс размыва и выноса частиц материала в атмосферу печи происходит при расположении выходных отверстий дозвуковых сопл на расстоянии от 2 до 1б и сверзвуковых от 1,5 до 24 диаметров выходного сечения сопла до материала. На расстоянии более

24 диаметров выходного сечения интенсивность процесса снижается, так как падаег дальнобойность струи. Одновременно было отмечено, что если выходное сечение сопла при дозвуковых сечениях расположено на расстоянии менее 1,5 диаметров сопла, то камеру и сопло сильно забрасывает материалом.

Благодаря указанным эффектам возрастает интенсивность процессов теплопередачи и клинкерообразования, в результате чего возрастает производительность вращающихся печей и степень возгонки щелочных соединений в пылеконцентраты при сокращении удельного расхода топлива.

Экономический эффект от внедрения способа в цементную промышленность составляет 2 — 3 руб. на 1 т портландцементного клинкера.

Формула изобретения

Способ обжига сыпучего материала, преимущественно портландцементного клинкера во вращающейся печи путем подачи газообразных продуктов сгорания в виде струй, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью интенсификации процесса клинкерообразования, подачу струй газообразных продуктов сгорания осуществляют на поверхность материала в зону спекания из сопл, расположенных от материала на р: =тоянии

1,5 — 24 диаметров выходного сечения сопла под углом 30 — 90, со скоростью 0,3 — 3,3 значений критерия Маха и с температурой

1500 †28 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 299720, кл. F 27В 7/00, 1971.

2. Патент США № 2941791, кл. 263 †, опублик. 1970.