Вертикальная печь для термообработки во взвешенном состоянии мелкозернистого материала

 

L ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА , преимущественно перлита, содержащая корпус, выполненный из концентрично установленных кожухов с воздушным кольцевым каналом между ними, имеющим выход в. нижней части печи, патрубки для подвода воздуха, загрузочную течку, горел: ку, установленную в нижней части печи с возможностью перемещения вдоль оси печи , отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества готового продукта и снижения расхода топлива, она снабжена расположенной в нижней части печи над выходом воздущного кольцевого канала газораспределительной рещеткой с установленной на ней перегородкой, выполненной в виде спирали, а горелка снабжена воронкообразной насадкой. 2. Вертикальная печь по п. 1, отличающаяся тем, что газораспределительная рещетка выполнена с обечайкой, внутри которой установлена дополнительная тороидальная горелка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1057760

3(50 F 27 В 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

t с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3420637/29-33 (22) 05.04.82 (46) 30.11.83. Бвл. № 44 (72) Е. Н. Логинов и В. М. Красавин (71) Государственный научно-исследовательский институт по керамзиту (53) 666.094.041 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 690267, кл. F 27 В 15/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 863963, кл. F 27 В 1/12, 1979 (прототип). (54) (57) 1. ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ

ТЕРМООБРАБОТКИ ВО ВЗВЕШЕННОМ

СОСТОЯНИИ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА, преимущественно перлита, содержащая корпус, выполненный из концентрично установленных кожухов с воздушным кольцевым каналом между ними, имеющим выход в. нижней части печи, патрубки для подвода воздуха, загрузочную течку, горелку, установленную в нижней части печи с возможностью перемещения вдоль оси печи, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества готового продукта и снижения расхода топлива, она снабжена расположенной в нижней части печи над выходом воздушного кольцевого канала газораспределительной решеткой с установленной на ней перегородкой, выполненной в виде спирали, а горелка снабжена воронкообразной насадкой.

2. Вертикальная печь по п. 1, отличающаяся тем, что газораспределительная решетка выполнена с обечайкой, внутри кото- с рой установлена дополнительная тороидальная горелка.

1057760 скольку материал без термоподготовки и сушки поступает в зону высоких температур в печь, причем управление факелом позволяет регулировать и оптимизировать тепловой режим только высокотемпературной зо55

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для производства вспученного перлитового песка и подобных мелкозернистых и дисперсных материалов.

Известна вертикальная коническая печь для обжига сыпучего материала во взвешенном состоянии, содержащая внутренний и наружный конусы, горелочное устройство, расположенное в нижней части печи, устройство для подачи вторичного воздуха, пат- 10 рубки для подачи сырья и вывода дымовых газов, причем внутренний конус выполнен в виде теплообменника с тангенциальным патрубком для подачи сырья и центральным патрубком для отбора обеспыленного воздуха, расположенным над печью (1).

Недостатком конической печи является интенсивная термоподготовка материала в конусном теплообменнике, поскольку теплообменник омывается высокотемпературными газами, а материал движется по стенке тепло- gp обменника в закрученном нисходящем потоке, что обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи материалу. Причем режим термоподготовки невозможно регулировать, так как работа теплообменника связана с аэродинамическим режимом всей печи.

Интенсивная, термоподготовка приводит к растрескиванию сырья и увеличению выхода мелких фракций. При этом мелкие фракции как содержащиеся в поступающем в теплообменник сырье, так и получившиеся в результате растрескивания сырья в теплообменнике удаляются из теплообменника вместе с воздухом по центральному патрубку и, не попадая в зону обжига и не подвергаясь обжигу, приводят к потерям материала. 35

Через центральный патрубок теплообменника отбирается 90 — 95 /о поданного и нагретого в нем воздуха, необходимо для закручивания материала и транспорта его через теплообменник. Тепло этого воздуха не используется для обжига материала, что 4О приводит к перерасходу топлива.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является вертикальная печь для обжига во взвешенном состоянии перлита, включающая корпус, выполненный из концентрично установленных кожухов с воздушным кольцевым каналом между ними, соединенным с нижней частью печи, патрубки для подвода воздуха, загрузочную течку и горелку, установленную в нижней части печи с возможностью вертикального 50 перемещения (2) .

Недостатком известной печи является растрескивание материала при его обжиге, поны печи. Содержащаяся в нетермопозгстовленном материале избыточная влага пр;"-;водит при его поступлении в высокотемпературную .зону к растрескиванию материала, следовательно, к снижению качества готового продукта: снижению прочности, увеличению насыпной массы, повышению водопоглощения.

Цель изобретения — улучшение качества готового продукта и снижение расхода топлива.

Поставленная цель достигается тем, что вертикальная печь для термообработки во взвешенном состоянии мелкозернистого материала, преимущественно перлита, содержащая корпус, выполненный из концентрично установленных кожухов с воздуш ным кольцевым каналом между ними, имеющим выход в нижней части печи, патрубки для подвода воздуха, загрузочную течку, горелку, установленную в нижней части печи с возможностью перемещения вдоль оси печи, снабжена расположенной в чижней части печи над выходом воздушного кольцевого канала газораспределительной решеткой с установленной на ней перегородкой, выполненной в виде спирали, а горелка снабжена воронкообразной насадкой.

Кроме того, газораспределительная щетка выполнена с обейчайкой, BH,ò.;, торой установлена дополнительная т..; .:.л дальная гсрелка.

На фиг. 1 предст- влена печь,::ро„, . ный разрез; на фиг. " — разрез А — —,". на фиг. 1.

Печь включает цилиндрический кори с 1, выполненный из концентрично установленных кожухов, при этом его внутренняя стенка 2 изготовлена из жаростойкой стали или с футеровкой в виде огнеупорной обмазки.

В нижней части печи расположены топочная камера 3, газораспредглительная решетка 4 с установленной на ней спиральной перегородкой 5, горелка 6 с воронкообразной насадкой 7, прикрепленной к ее выходному соплу сваркой или на резьбе, установленная с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси печи при помощи, например, сальникового уплотнения 8,обечайка 9, расположенная в подрешеточном. пространстве соосно с газораспределительной решеткой

4 и прикрепленная к последней, например, сваркой, дополнительная тороидальная горелка 10, установленная внутри обечайки

9. Воздушный канал 11 между кожухами снабжен патрубком 12 для подачи воздуха и соединен выходной полостью 13 с подрешеточным пространством печи.

Для загрузки материала в печь установлена течка 14, а для вывода из печи материала вместе с дымовыми газами выполнено разгрузочное устройство, состоящее из патрубка 15 с отверстиями !6 для разбавления

105776б дымовых газов наружным воздухом и внутреннего конуса 17.

Печь работает следующим образом.

Через горелку 6 подают смесь газового топлива с первичным воздухом. Газовоздушная смесь при выходе из горелки сгорает, причем ее догорание происходит в шахте 1.

Вторичный воздух подают через патрубок

12, он проходит через кольцевой канал 11 корпуса 1, охлаждая внутреннюю стенку шахты. Охлаждение внутренней стенки шахты 1О необходимо для предотвращения ее перегре- ва и налипания на нее обжигаемого материала. Нагретый в охлаждающей рубашке шахты до 200 — 300 С вторичный воздух поступает в подрешеточное пространство камеры

3 через полость 13,расположенную внизу камеры 3, проходит через газораспределительную решетку 4, псевдоожижая находящийся на ней материал, причем та часть вторичного воздуха, которая проходит через центральную область решетки, ограниченную снизу цилиндрической решеткой 9, подогревается при помощи тороидальной горелки 10 до 500 — 600 С. Далее вторичный воздух поступает в шахту, где разбавляет продукты сгорания горелки 6 до требуемой температуры (1250 — 1350 С).

Обжигаемый материал (например, дробленое перлитовое сырье) подают по течке

14 на периферию газораспределительной решетки 4, где он ожижается нагретым в ох30 лаждающей рубашке воздухом, поступающим через щель. Материал движется в псевдоожиженном слое по спиральному каналу, образованному спиральной перегородкой 5, от периферии к расположенной в центре газораспределительной решетки горелке 6, постепенно нагреваясь горячим воздухом, причем в центральных витках спирального канала термоподготовка проводится более горячим воздухом, нагретым дополнительной тороидальной горелкой 10. В центре газораспределительной решетки 4 псевдоожижен-40 ный материал переливается через края насадки 7 горелки 6, поступает к корню факела, эжектируется струей горящей газовоздушной смеси и поступает в корпус 1, где происходит его обжиг во взвешенном состо- 4 янии в потоке высокотемпературного газа.

Мелкие частицы материала, выносимые из псевдоожиженного слоя воздухом-теплоносителем, поступают вместе с этим воздухом в корпус 1, где осуществляется их обжиг с основной массой материала. 50

При необходимости изменения температурно-временного режима термоподготовки, связанного с изменением физико-химических свойств сырья, ослабляют гайку сальникового уплотнения 8, передвигают горелку 6 с насадкой 7 вверх или вниз, изменяя тем 55 самым высоту кипящего слоя материала, а следовательно, время его термоподготовки.

После обжига в шахте материал через патрубок 15 выводится вместе с дымовыми газами из печи, причеь. дымовые газы разбавляются наружным воздухом, поступающим за счет разрежения через отверстия

16, что обеспечивает охлаждение материала при его движении по трубопроводам. Затем материал отделяют от газов циклонами.

Размещение газораспределительной -решетки в топочной камере с установленной на ней перегородкой, выполненной в виде спирали, и выполнение щели в подрешеточном пространстве позволяет осуществить постепенный подогрев материала на газораспределительной решетке в псевдоожиженном слое воздухом, подогретым в охлаждающей рубашке, и предотвратить растрескивание материала, что приводит к улучшению качества готового продукта и экономии топлива.

Вследствие установки на газораспределительной решетке вертикальной перегородки в виде спирали осуществляется направленное движение материала в псевдоожиженном слое от периферии к установленной в центре горелки, при помощи которой материал эжектируется в шахту, где осуществляется его обжиг в восходящем потоке горячих газов. Газораспределительная решетка со спиральной перегородкой, горелка и шахта образуют вместе струйный аппарат, обеспечивающий эжекцию термоподготовленного на решетке материала при помощи струи горящей газовоздуц;ной смеси в шахту, где происходит его обжиг. При этом отработанный в псевдоожиженном слое воздух, содержащий мелкие частицы материала, выдуваемые из кипящего слоя, также эжектируется в шахту струей горящей газовоздушной смеси, где он используется в качестве вторичного воздуха для горения н разбавления продуктов сгорания до заданной температуры, а мелкие частицы подвергаются обжигу вместе с основной массой материала. Таким образом, тепло нагретого в охлаждающей рубашке воздуха полностью возвращается вместе с этим воздухом в шахту, что приводит к снижению расхода топлива.

Дополнительная горелка в подрешеточном пространстве позволяет регулировать температурный режим термоподготовки путем изменения ее нагрузки. Она выполнена тороидальной, чтобы равномерно нагреть воздух по всему сечению подрешеточного пространства. Благодаря тому что под газораспределительной решеткой, установлена обечайка, внутри которой расположена тороидальная горелка, осуществляется сначала легкая сушка материала при его движении по внешним виткам, а затем термоподготовка более горячим газом при дви1057760

Составитель Т. Левитина

Техред И. Верес Корректор И.Муска

Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Филь

Заказ 9560/42

S женин материала по внутренним виткам спирального канала, что приводит к улучшению качества готового продукта. То, что к выходному соплу горелки, расположенной в центре газораспределительной решетки, прикреплена воронкообразная насадка,а горелка установлена с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси печи, делает возможным регулировать высоту псевдоожиженного слоя материала, а следовательно, время его термоподготовки. Таким образом, в печи регулируется время термоподготовки и ее температурный режим в псевдоожиженном слое: время — путем изменения высоты слоя, а температура — посредством изменения нагрузки тороидальной горелки.

Таким образом, в печи осуществляется оптимальный режим термообработки при производстве вспученного песка, включающий мягкую термоподготовку и обжиг, в результате снижается растрескивание материала при обжиге, повышается его качество: улучшаются прочностные характеристики, уменьшается водопоглощение, снижается насып1О ная плотность, уменьшается выход пылевидных фракций. Благодаря использованию воздуха, нагретого в охлаждающей рубашке, снижается расход топлива.