Установка для термообработки сыпучего материала

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА; содержащая теплоизолированный обогреваемый корпус с загрузочньм и разгрузочным устройствами, выполненный из установленных друг на друга с образованием зигзагообразного рабочего пространства жаростойких секций, каждая из которых выполнена с горизонтальной полкой и окном пересыпки, и бункер-холодильник , о тли чающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки и повышения качества обрабатываемого материала, она снабжена распределительным устройств|)м с патрубками для импульсной подачи сжатого воздуха или инертного газа, а корпус выполнен с каналами для подвода сжатого воздуха или инертного газа на каядцую полку для перемещения материала и продувки его, при этом каждая секция выполнена с углублениями в нижней плоскости: одним с образованием щелевого отверстия по всей ширине жна пересыпки и другим - с образованием замкнутой плоскости и состъцсована с соседними секциями по наружной поверхности горизонтальных полок, причем замкнутая полость каждой секции соединена с соответствующим каналом подвода сжатого воздуха или инертного газа. 2.Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью предварительного подогрева сжатого воздуха или инертного газа, предварительного подогрева сжатого воздуха или инертного газа, подаваемого на полку, каждая секция выполнена с калорифером в виде сквозных каналов, соединяющих ее замкнутую полость с щелевым отверстием вышестоящей секции, 3.Установка по п.1, о т л и (Л чающая с-я тем, что, с целью упрощения стыковки каналов, проходящих в горячих зонах и патрубками распределительного устройства, корпус снабжен подпружиненными роликовыми прижимами, каждая секция выполнена с отверстиями, а патрубки распределитель; у ного устройства вьшолнены с компенсиСП рующими гибкими вставками и буртиками , при этом каналы для подвода сжатого воздуха или инертного газа образованы совмещением отверстий в секциях , а вставки патрубков установлены в отверстиях нижней секции до упора буртиком в ее торец и зафиксированы прижимами. 4.Установкапо п.1, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения разрушения катализатора на выгрузке, разгрузочное устройство вьЕюлнено в виде горизонтальной полки, расположенной под наклон

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19> (И) 159 4 F 27 В 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 345 21 13/29-33 . (22) 08.06.82 (46) 15.10.87. Бюл. Ф 38 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов с опытным производством (72) В,А.Самусенко, Г.С.Кармацкий, А.В,Качкин и M.À.Ивановский (53) 666.3.041(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 667780, кл, F 27 В 1/00, 1977.

Патент США Ф 2.020504,кл,263-30, 1 935. (54) (57 ) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА; содержащая теплоизолированный обогреваемый кор- пус с загрузочным и разгрузочным устройствами, выполненный из установленных друг на друга с образованием зигзагообразного рабочего пространства жаростойких секций, каждая из которых выполнена с горизонтальной полкой и окном пересыпки, и бункер-холодильник, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки и повышения качества обрабатываемого материала, она снабжена распределительным устройством с патрубками для импульснои подачи сжатого воздуха или инертного газа, а корпус выполнен с каналами для подвода сжатого воздуха или инертного газа на каздую полку для перемещения материала и продувки его, при этом каждая секция выполнена с углублениями в нижней плоскости: одним с образованием щелевого отверстия по всей ширине окна пересылки и другим — с образованием замкнутой плоскости и состыкована с соседними секциями по наружной поверхности горизонтальных полок, причем замкнутая полость каждой секции соединена с соответствующим каналом подвода сжатого воздуха или инертного газа.

2. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью предварительного подогрева сжатого воздуха или инертного газа, предварительного подогрева сжатого воздуха или инертного газа, подаваемого на полку, каждая секция выполнена с калорифером в виде сквозных каналов, соединяющих ее замкнутую полость с щелевым отверстием вышестоящей секции, @

3. Установка по п.1, о т-л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения стыковки каналов, проходящих в горячих зонах и патрубками распределительного устройства, корпус Я снабжен подпружиненными роликовыми прижимами, каждая секция выполнена с отверстиями, а патрубки раслределитель ного устройства выполнены с компенсируннцими гибкими вставками и буртиками, при этом каналы для подвода сжатого воздуха или инертного газа обра- зованы совмещением отверстий в секциях, а вставки патрубков установлены в отверстиях нижней секции до упо ра буртиком в ее торец и зафиксированы прижимами.

4. Установка. по п.1, о т л и— чающаяся тем, что, сцелью предотвращения разрушения катализатора на.выгрузке, разгрузочное устройство выполнено в виде горизонталь ной полки, расположенной под наклонl 16512) ными стенками бункера-холодильника с ложной ей — щелевого отверстия по образованием с одной из них окна по всей ширине полки, сообщенного с расвсей ширине стенки, а с противопо- пределительньм устройством.

Предлагаемое устройство относится к оборудованию термообработки сыпучих материалов и может быть использовано, в частности, в производстве катализаторов для химической промышленности.

Известна установка для термообработки материала, содержащая теплоизолированный корпус, загрузочное и разгрузочное устройства для материала и ряд поярусно расположенных полок или лотков, образующих загзагообразный канал, Перемещение материала с полки на полку осуществляется при вибрации полок или вертикальных колебаниях всей камеры с заданной частотой.

Вибрации, действующие на корпусе или полки, уменьшают надежность работы установки, а при выполнении ее из неметаллических материалов — такая конструкция практически неработоспособна из-за их низкой устойчивости против циклически действующих нагрузок .

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является сушил ка для порошкообразных материалов, содержащая вертикальный корпус из совмещенных секций, Каждая из секций имеет горизонталь ную незамкнутую перегородку, соединенную с наклонньм листом, прикрепленным к стенкам и образующим наклонную полку.

Поочередная установка секций друг над другом с разворотом окна пересыпки на 180 создает зигзагообразный канал, по которому обрабатываемый продукт перемещается сверху вниз самотеком.

Внутренние полости полок между горизонтальными и наклонными перегородками являются камерами сгорания газообразного топлива, смешанного с воздухом, Из этих полостей горячие продукты сгорания по специальным пат2 рубкам поступают в рабочее пространство, захватывают пары влаги и удаляются через отверстия в боковых стенках секций.

5 Использование данной конструкции для термообработки катализатора затруднено или невозможно из-за особых требований, предъявляемых к катализаторам. невозможность обеспечения одинакового времени пребывания всего объема продукта в зоне прокалки из-за раз.ницы в скоростях перемещения продукта, соприкасающегося со стенками и полкой и продукта, находящегося в средней части слоя, Это обстоятельство приводит к большой неоднородности прокаленного продукта; невозможность регулирования вре20 мени термообработки материала при постоянной толщине слоя. Для продуктов, требующих времени термообработки,. исчисляемого многими часами, число секций, а соответственно, и высо25 та установки возрастает многократно; многие продукты в катализаторном производстве не только не могут подвергаться воздействию продуктов сгорания топлива из-за полной потери акЗ0 тивности, но требуют еще и регулярной продувки инертными газами с заданным газообменом с целью удаления продукТоВ термораэложения; ограниченная прочность катализа35 торов, сформованных с виде шариков, таблеток, черенков, колец, трубок и т.д, на истирание приводит к разрушению их на выгрузке из печей при использовании механических устройств

40 типа питателей (порционных, дисковых, шнековых и других). целью изобретения являются расширение технологических воэможностей

45установки H повышение качества обрабатываемого материала.

1165121

Указанная цель достигается тем, что установка для термообработки сыпучего материала, содержащая теплоизолированный обогреваемый корпус с загрузочным и разгрузочным устройст- . вами, выполненный из установленных друг на друге с образованием зигзагообразного рабочего пространства жаростойких секций, каждая из которых вы10

15 этом каждая секция выполнена с углуб20 лениями в нижней плоскости: одним с .образованием щелевого отверстия по всей ширине окна пересыпки и другим— с образованием замкнутой плоскости и состыкована с соседними секциями по наружной поверхности горизонтальных полок, причем замкнутая полость каждой секции соединена с соответствующим каналом подвода сжатого воздуха или инертного газа.

Кроме того, целесообразно с целью предварительного подогрева сжатого воздуха нли инертного газа, подавае:мого на полку, каждую секцию выполнять с калорифером в виде сквозных каналов, соединяющих ее замкнутую полость с щелевым отверстием вышестоящей секции с целью упрощения стыковки каналов, проходящих в горячих зонах с патрубками распределительного устройства, корпус снабжать подпружиненными роликовыми прижимами, каждую секцию выполнять с отверстия25

35

40 ми, а патрубки распределительного устройства выполнять с компенсирующими гибкими вставками и буртиками, при этом каналы для подвода сжатого воздуха или инертного газа образовывать совмещением отверстий в секциях, а вставки патрубков устанавливать.в отверстиях нижней секции до упора

50 буртиком в ее:торец и фиксировать прижимами, а с целью предотвращения раз рушения катализатора на выгрузке раз грузочное устройство выполнять в виде горизонтальной полки, расположенной под наклонными стенками бункерахолодильника с образованием с одной из них окна по всей ширине стенки, полнена с горизонтальной полкой и окном пересыпки, и бункер"холодильник, снабжена распределительньм устройст- вом с патрубками для импульсной подачи сжатого воздуха или инертного га за, а корпус выполнен с каналами для подвода сжатого воздуха или инертного газа на каждую полку для перемещения материала и продувки его, при а с противоположной ей — щеленого отверстия по всей ширине полки, сообщенного с распределительным устройством.

На фиг.1 изображена предлагаемая установка, разрез по оси симметрии (теплоэащита и нагревающие устройства условно не показаны); на фиг.2— сечение А-А на фиг,l; на фиг .3 сечение Б-Б на фиг.l.

Установка состоит из узла загрузки 1, присоединенного к жаростойкому корпусу 2, заканчивающегося внизу бункером-холодильником 3 с разгрузочным устройством 4.

Корпус 2 состоит из ряда секций 5, уложенных друг на друга таким образом, что имеющаяся в каждой из них ниша 6 и отверстие- 7 образуют зигзагообразный канал, являющийся рабочим пространством. На нижней плоскости каждой секции имеются углубления 8 и 9. Углубление 8 со стороны сквозного отверстия 7 соединяется с нишей 6 по всей ширине и в рабочем состоянии образуют щелевое отверстие. для подачи сжатого воздуха или инертного газа на полку для перемещения материала, Углубление 9 замкнуто со всех сторон и имеет выступающий из контура участок 10, соответствующий отверстию 11 предыдущей секции, В рабочем состоянии углубление 9, замкнутое верхней плоскостью нижележащей секции, является коллектором. В углублениях 9 выполнен ряд сквозных отверстий 12, выходящих в углубления 8, Отверстия 12 являются калориферами. Их количество определяется требуемой площадью теплопередачи от стенок секции проходящему газу. К каждой полке газ подводится через свой калорифер по своему каналу 13, образованному из совмещенных отверстий ll в секциях, уложенных друг на друга.

Каналы 13 соединены с металлическими подводящими патрубками 14, причем последние свободно вставлены в отверстия нижней секции и поджаты своим буртиком 15 к торцу посредством подпружиненного роликового прижима 16.

При необходимости таким же образом можно присоединить патрубки и к верхней секции. Усилие поджима патрубков должно быть большим силы воздействия сжатого газа, Подводящие пат-, рубки 14 подсоединены к штуцерам га5 11 651 зового распределительного устройства

17 упругими вставками 18 (например, отрезками шлангов ), компенсирующими перекосы и деформационные смещения при изменении температуры. Бункерхолодильник 3 крепится к раме 19, прижамаясь верхним торцом к нижней секции корпуса. Разгрузочное устройство выполнено в виде горизонтальной полки 29, над которой имеется отверс- 10 тие 21, пропускающее материал, и ще— левое отверстие 22 из полости 23 для импульсной подачи сжатого воздуха на полку 20. Полка закрыта с боков и спереди ограждениями 24 с патрубками 25, 15 подсоединенными к вентилятору 26 с пылеулавливающим устройством 27 (любой известной конструкции). Для отсоса отработанного газа иэ печи служит вентилятор 28, отделенный сеткой 29 20 от узла загрузки, Узел загрузки 1 содержит бункер 3О и трубу 31, входящую в патрубок 32, присоединяемый к верхней секции корпуса 2. Сечение и длина трубы 31 выбирается таким, чтобы гидравлическое сопротивление находящегося в ней материала обеспечивало заданное разрежение в рабочем пространстве установки при работе вентилятора 28, 30

Работает установка следующим образом.

Поступающий в бункер ЗО продукт в виде таблеток, черенков,,гранул, сфер или колец по трубе 3.1 скатывает35 ся в отверстие 7 верхней секции корпуса 2, Перемещение продукта по полке в нижележащую секцию осуществляется импульснОЙ пОдачей пОрции сжатОГО 40 воздуха или инертного газа из распределйтельного устройства 17 по своему каналу 13. Количество каналов 13 соответствует количеству полок в секциях. (J5 нижней части корпуса могут быть секции без полок, как указано на фиг.1). Поочередная импульсная подача сжатого воздуха или инертного газа на каждую полку с заданным интервалом времени обеспечивает производительность установки и требуемое время нахождения продукта в рабочем пространстве.

3а время прохождения продукта через верхнюю часть рабочего rIpocTpaHства происходит досушка его и плавный разогрев до рабочей температуры термообработки за счет теплопередачи от центральной обогреваемой части корпуса по стенкам секций и проходящим сквозь продукт отработанным газом из нижних более горючих секций, После прохождения зоны прокаливания продукт поступает через зону охлаждения в бун. кер-холодильник. Его объем выбирается, исходя иэ производительности установки и заданной скорости охлаждения.

Охлаждение происходит эа счет теплопередачи от горячего продукта через стенки холодильника в помещение.

Присоединение подводящих сжатый гаэ патрубков 14 с помощью подпружи— ненных роликовых прижимов 16 продиктовано различием коэффициентов линейного расширения металлов и жароупорных материалов, из которых выполнены секции корпуса 2. Это решение позволяет легко произвести замену любого из патрубков при выходе их из строя, Выгрузка продукта из печи осуществляется при импульсной подаче сжатого

1 оэдуха через щелевое отверстие 22 на полку 20. При этом отработанный воздух отсасывается вентилятором 26, очищаясь от пыли в пылеулавливающем устройстве 27, Заданная производительность установки обеспечивается частотой подачи импульсов сжатого газа на полки, длительностью импульсов и давлением газа, определяющими скорость перемещения продукта в целом по зигзагообразному рабочему пространству.

Скорость витания частиц материала в момент перемещения весьма незначительна иэ-за ограниченности размеров рабочего пространства, при которых частички на коротком пути перемещения не могут разогнаться. Скорость их не превышает десятков сантиметров в секунду, Для исключения вреднЬго воздействия холодного газа на разогретый про. дукт в момент перемещения в каждой секции встроен калорифер перед щелевым отверстием, Он подогревает подаваемый воздух до температур достаточно близких к температуре стенок в данном районе корпуса.

Описанная конструкция выгодно отличается от известных, так как устранение вибрирующих элементов в конструкции установки, выполненных, как правило, иэ металла, позволяет создать установку из огнеупорных материалов для термообработки сыпучих

7 11651 21 8 продуктов при температурах вьппе пре- того, описанная установка по своим дела рабочих температур для конструк- габаритам занимает меньше производстций из жаростойких металлов. Кроме венной площади.

11б5121

Составитель И. Иноземцева

Техред M. Хода нич Корр ек тор С. Черни

Редактор Н.Сильнягина

Тираж 542 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4938

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная,4