Многоступенчатый циклонный теплообменник

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11К l 004729 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву{22)Заявлено 07.09.81 (21) 3334991/29-33 (5!)М. Кл.

F 27 В 7/34 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гаеудерствееый кемятет дв делам лзобретелий и етхрытяй

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 15, 03. 83 (53) УДК 666.94..041 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.А.фридман, В.И,Шубин и Ю. В.Уманский

1 а,„

Государственный всесоюзный научно-исследов4 ель кий:-;институт / цементной промышленности (7 1 ) Заявитель (54) ИНОГОСТУПЕНЧАТЬЗЙ ЦИКЛОННЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к промыш. ленности строительных материалов., преимущественно к устройствам для предварительного нагрева мелкодисперсного материала.

Известно устройство для предварительного нагрева мелкодисперсного цементного материала, содержащее многоступенчатый циклонный теплообменник f1(.

Недостатком данного устройства является невысокое качество подготовки материала, связанное с недоста,точно эффективным теплообменом между газовым потоком и материалом.

Наиболее близким по своей техни" ческой сущности и достигаемому эффекту к изобретению является многоступенчатый циклонный теплообменник, го содержащий циклоны-осадители с течками для подачи сырьевой смеси в соединительный газоход нижерасположенной ступени P2).

Недостатком известного устройства являет ся нера вномерное ра спределение термообрабатываемых частиц и газового потока по сечению, что приводит к снижению степени термохимической подготовки сырья из-за недостаточно эффективного теплообмена между газо-. вым потоком и материалом.

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в многоступенчатом циклонном теплообменни ке, содержащем циклоны-осадители с течками для подачи сырьевой смеси в соединительный газоход нижерасположенной ступени, каждый циклон-осадитель снабжен дополнительными течками, расположенными под углом, равным 5-30 друг к другу и к основной течке и входящими в верхнюю часть соединительного газохода на расстоянии от выходного сечения течек из,циклона, равном 0,5-1,5 диаметра циклона-осадителя.

3 10047

На чертеже и зображен схемати чески многоступенчатый циклонный теплообменник. Теплообменник содержит циклоносадитель 1, течка 2 для подачи сырьевого материала в соединительный газоход 3 нижерасположенной ступени

4, дополнительные течки 5.

Устройство работает следующим образом.

Иатериал из циклона-осадителя 1 1о по основной течке 2 и по дополнительным течкам 5 поступает в соединительный газоход 3 нижерасположенной ступени 4. При этом угол между течками

2 и 5 составляет 5-30О, а длина те - 1з чек 0,5- 1,5 диаметра циклона. Газовый лоток идет в обратном направлении снизу вверх. Преимущества предложенного устройства в сравнении с известным вытекают из нижеследующе- 2о

ro. При подаче материала только по одной основной течке 2 он подхватывается газовым потоком в гаэоходе 3 и переносится им в циклон 4. При этом материал остается в газовом по- 2s токе сравнительно плотным сгустком, облаком и это значительно снижает фактическую поверхность теплообмена тем более, чем газовый поток отбрасывает материал под действием центро- go бежной силы к внешней стенке потока °

Разбиение же потока материала на

2,3,4 и т.д. струи, во-первых, искусственно увеличивает поверхность теплообмена, разрывая, рассеивая обьем

Известное Предлагаемое устройство устройство

Параметры

1 2

Количество течек

Расход материала че" рез течки, кг/ч

15„6

15,6

Температура материала до теплообмена, оС 280

280

20,5

20,5

Температура теплоносителя, ОС

710-730

710-730

Температура материала после теплообмена 341

398

Расход теплоносителя, м /ч

29 4 партии материала, во-вторых, множественное и к тому же часто прерывистое поступление твердой фазы в газовый поток в сильной степени турбулизует последний. Все это в конечном счете значительно улучшае1 условия теплообмена и повышает степень нагрева материала, Углы между течками, а также длины их выбраны из соображений свободного прохода материала по течкам, минимального охлаждения его при этом, а также создания условий наилучшей турбулизации газового потока в газоходе, играют роль такие конструктивные параметры, например, соотношения между диаметрами соединительного газохода 3 и циклона 1.

Конкретные данные .углов между точками и длин их получены экспериментально на физических моделях.

Результаты сравнительных теплотехнических испытаний известного и предлагаемого устройств представлены в таблице.

Испытания выполняются на модели с диаметром циклона 400 мм, длиной трех течек 250, 280, 420 мм углами между течками 8, 12, 22 . Иатериалом служит песок с узким диапазоном вариации дисперсности. Длительность эксперимента составляет 3 ч после предварительного прогрева газохода и циклонов.

1004729 d заканчивается и резко возрастают потери тепла в окружающую среду. формула изобретения

Ниже приведены даннйе по выбору угла между течками.

Угол, град. Температура материала на выходе иэ циКлона, С S

0 одна течка 380

3 3&2

5 395

8 410 ,15 430

20 450

25 465

30 480

35 485

40 487 IS

Пределы расстояния от выходного отверстия течки до входа ее в газоход приняты по следующим соображениям. В нижней части циклона материал оседает .и образует уплотненные агре- 20 гаты, обладающие значительным термическим сопротивлением. Как показывают эксперименты, а также практика эксплуатации, эти агрегаты разрушаются при движении по течке на участ- 25 ке от 0,5 диаметра циклона и более.

При движении материала на участке длиной более 1,5 диаметров циклона разрушение образовавшихся агрегатов

Иногоступенчатый циклонный теплообменник для вращающейся печи, включающий циклоны-осадители с течками для для подачи сырьевой смеси в. соединительный газоход.нижерасположенной ступени, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, каждый циклон-осадитель снабжен дополнительными течками, расположенными под углом равным 5-30о друг к другу и к основной течке, и входящими в верхнюю часть соединительного газохода на расстоянии от выходного сечения течки из циклона, равном .0,5-1,5 диаметра циклона-осадителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ходоров Е.И. Речи цементной промышленности, И., Стройиздат, 1968, с. 199, рис. 91.

2. Aenipcxoe свидетельство СССР

И 672645» кл» Г 27 В 7/34, 1974 (прототип).

1004729.Корректор И.Шулла

Редактор М.Дылын Техред О. Неце филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1846/48 Тираж 613 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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