Способ термической обработки сырья в виде суспензии

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ В ВИДЕ СУСПЕНЗИИ, включающий подачу сырья в кипящий спой, сушку , дегидратацию и термохимические превращения сырья в кипящем слое, отличающийся тем, что, с целью сокращения капитальных и эксплуатационных затрат путем совмещения сушки, дегидратации и термохимических превращений в одном кипящем слое, подачу сырья осуществляют на глубину, равную 0,1-0,2 высоты кипящего слоя, а толщину оболочки суспензии на частицах кипящего слоя регулируют в пределах 0,1-1 мм. (Л с 9 X 7 9 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) 4(51)F 27 В 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3456276/29-33 (22) 23 06 82 (46) 07. 02. 85. Бюл. В 5 (.72) В.Г.Доброногов, Ю.E.Ëóêà÷ и Л.Д.Тарасова (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летияВеликой Октябрьской социалистической революции (53) 628. 54 (088. 8) (56) 1. Фридман Н.А. и др., Распылительные сушилки шлама в цементной промышленности. — В сб.: Техника и технология сушки. Калинин, 1977, с. 213.

2. Целлюлоза, бумага и картон, Реферативная информация ВНИПИЭИлеспром, 1976, В 27, с. 11-.12 (прототип. (54) (57) СПОСОБ ТЕРИИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ В ВИДЕ СУСПЕНЗИИ, включающий подачу сырья в кипящий слой, сушку, дегидратацию и термохимические превращения сырья в кипящем слое, отличающийся тем, что, с целью сокращения капитальных и эксплуатационных затрат путем совмещения сушки, дегидратации и термохимических превращений в одном кипящем слое, подачу сырья осуществляют на глубину, равную 0,1-0,2 высоты кипящего слоя, а толщину оболочки суспензии на частицах кипящего слоя регулируют в пределах 0,1-1 мм.

32 2 мические превращения сырья в кипящем, I слое, подачу сырья осуществляют на глубину, равную 0,1-0,2 высоты кипящего слоя, а толщину оболочки суспен° зии на частицах кипящего слоя регулируют в пределах 0,1-1 мм.

Благодаря этому процессы сушки, дегидратации и. термохимических превращений совмещаются в одном кипящем слое.

На фиг.1 изображена схема установки для осуществления способа; на фиг,2 -.график изменения температуры л

1 11386

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть, использовано в..технике сушки и обжига сырья в виде суспензин в химической, металлургической, 5 углеобогатительной и других отраслях промыкленности.

Известен способ термической обработки сырья в виде суспенэии, например, при получении цементного клинкера, включающий сушку, дегидратацию и термохимические превращения во взвешенном состоянии в отдельнЫх аппаратах. При этом сушку осуществляют в расньшительной сушилке, а дегндратацию и термохимические превращения в шахтном теплообменнике 11) .

Однако согласно данному способу сушка, дегндратация и термохимические превращения осущеcTBJIRIOT В От 2О дельных аппаратах. Наличие разнооб-. разного оборудования приводит к сложности управления процессом, поаышенным гидродннамическим сопротивлениям. повышенной металлоемкости, большим потерям теплоты, значительным канитальным и эксплуатационным затратам.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ термической обработки сырья в. виде суспензии, включающий сушку, дегидратацию и термохимические превращения во взвешенном состоянии в одном аппарате. Сушку, дегидратацию и термохимические превращения осуществ. ляют в нескольких кипящих слоях одно. ЗФ го аппарата, разделяющихся газораспределительными решетками и сообщающихся между собой переточными уст" ройствами 12) .

Недостатком известного способа является наличие нескольких гаэораспре-. делительных решеток и переточных устройств, что приводит к увеличению габаритов аппарата, большой металло-. емкости, значительным гидродинамичес" ким сопротивлениям, а следовательно, зьачительным капитальным и эксгцтуатационным затратам.

Цель изобретения †. сокращение капитальных и эксплуатационных затрат путем совмещения сушки, дегидратации и термохимических превращений в.одном кипящем слое.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу термической об- 55 работки сырья в виде суспензии, t включающему подачу сырья в кипящий слой, сушку, дегидратацию и термохина- высоте кипящего слоя.

Способ осуществляется следующим образом.

В айпарат 1 кипящего слоя через бункер 4 загружают единоразовую порцию частиц слоя (сухие гранулы исходного сырья), .которые располагаются на гаэораспределительной решетке

3. Тейлоиоситель, например отходящие газы вращающейся печи с температурой

1000ОС, пройдя штуцер 5 и газораспре делительную решетку 3, создает кипящий слой. Через распределитель 2, концы которого погружены в кипящий слой на глубину 0,1-0,2 его высоты, вводится цементный шлам, .который, распределяясь между частицами слоя, обволакивает их пленкой. Толщина последней регулируется, например, числом оборотов вращающегося распределителя 2 шлама, причем, чем больше скорость его вращения, тем меньше толщина пленки на частице. При малой толщине пленки шлам высушивается в основном за счет кондуктивной составляющей теплообмена, т.е. за счет теплоты самой частицы, что значительно сокращает время сушки. В результате циркулирующие по высоте слоя частицы с осевшим на них шламом уже на глубине 0,25-0,35 высоты кипящего слоя полностью высушены, т.е. из них удалена физическая влага. Таким. образом, на глубине 0,25-0,35 высоты слоя прекращается расходование теплоты на сушку и теплота дымовых газов идет на прогрев частиц. По мере продвижения частиц к газораспределительной решетке их температура повьинается. о

При температурах частиц порядка 600 Сзаканчивается дегидратация (удаление химически связанной влаги) и начинаются термохимические превращения (в случае цементного сырья †. декарбонизация). Завершаются термохимические превращения у поверхности газораспре3 11386 делительной решетки 3 где темперао тура теплоносителя 850-900 С.

Декарбонизированные частицы выводятся из аппарата кипящего слоя че" рез штуцер 6.

Холодный шлам попадает на более мелкие частицы, находящиеся в верхней части слоя благодаря его естественной сепарации и являнициеся цент-. рами, на которых.происходит сушка, дегидратация и термохимические превращения., В результате отсутствует неуправляемый рост частиц. слоя.

Отработанный теплоноситель с температурой 140-150 С выходит через

15 штуцер 7 и, пройдя систему очистки, выбрасывается в атмосферу.

Погруж ние в кипящий слой .подающего сырье устройства на глубину

0,1-0,2 его высоты и регулирование путем изменения скорости вращения подающего устройства толщины оболочки суспензии, обволакивающей частицы . в пределах О,1-1 мм, позволяют резко сократить время сушки пленки .и в

25 результате разделить слой на две зоны. В верхней низкотемпературной зоне происходит сушка, в нижней высокотемпературной — дигидратация и термохимические превращения.

При толщине оболочки на частице более 1 мм процесс тепломассообмена преимущественно конвективный, время сушки значительно возрастает. В результате частица за время сушки успевает опуститься к газораспреде- 35 лительной:.решетке или совершить несколько подъемов и опусканий. При этом температура слоя по высоте выравнивается и высокотемпературная зона слоя исчезает, что не позволяет 4О в этом же .слое проводить термохимические превращения, например .декарбо низацию цементного сырья.

Для любых размеров частиц подача на них оболочек толщиной менее 45

0,1 мм приводит к черезмерно интенсивному испарению влаги, сопровождающемуся паровзрывным разрушением оболочек. В результате прекращается процесс гранулообраэования, и вместе с 50 отработанным теплоносителем высушенный материал из ап уносится в виде порошка, не претерпев ремохимических превращений.

Необходимо стремиться к минималь- 55 ной глубине ввода суспензии, в слой, чтобы максимально увеличить высоту высокотемпературной зоны. Чем ближе

32 4 к.зеркалу слоя находится ввод сырья, тем меньшую высоту (считая от зеркала) занимает низкотемпературная зона. Чем больше высота высокотемпературной зоны слоя, тем длительней пребывание частиц в ней. Это в свою очередь увеличивает степень термохимических превращений сырья.

Кроме того, глубина ввода суспензии в слой должна быть достаточной, чтобы вся суспензия, подаваемая в аппарат, распределялась между частицами. Так при глубине ввода суспензии в слой, меньшей 0,1 его высоты, часть суспензии в виде мельчайших капель уносится из слоя газовым потоком. В результате на стенках и крышке аппарата образуются настыпи, которые затем обрушиваются в слой.

Это приводит к аварийной остановке аппарата, поэтому подачу суспензии в слой осуществляют на глубину 0,10,2 его высоты.

Варьирование общей высотой кипящего слоя позволяет изменять высоту высокотемпературной зоны, благодаря чему можно управлять временем пребывания частиц в этой зоне и степенью термохимических превращений, в случае цементного шлама — степенью декарбонизации. Высота низкотемпературной зоны или зоны сушки всегда практически остается одинаковой.

Указанный диапазон глубин ввода сырья обеспечивает исключение уноса капель шлама с отработанным тенлоносителем и уменьшение высоты зоны сушки за счет теплоты самой частицы.

Найдены режимные параметры, при которых возможно осуществление предлагаемого способа и установлена зависимость между толщиной оболочки суспензии и конструктивно-технологическими параметрами подающего суспензию устройства. Преимущество изобретения состоит в том, что способ термической обработки, включающий низкотемпературную сушку при

140-160 С и термохимическую обработО ку при 900-1000 С осуществляют в одО ном аппарате с одной газораспределительной решеткой без переточных устройств, что приводит к сокращению времени обработки сырья в виде суспензии, повышению надежности. работы, уменьшению тепловых потерь !

1138632

Составитель И.Иноземцева

Редактор С.Саенко Техред Т.Фанта Корректор С.Шекмар

Заказ 10671/29 Тираж 570 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в окружающую среду и повышает производительность в 1,5-2 раза. При этом уменьшается удельная -металлоемкость, что снижает капитальные и эксплуатационные расходы.