Устройство для тепловой обработки порошкового материала

 

Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки порошкообразных материалов и может быть использовано в цементной, химической и других отраслях промышленности, а именно при обжиге материала во вращающейся печи сухого способа производства цементного клинкера. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство содержит шахту-декарбонизатор с топочной камерой 1, имеющей горелку 2 с коаксиально расположенными трубами 3,4 и 5 для подачи сырьевой смеси, первичного воздуха и топлива. На поверхности труб выполнены гребенки 11. Устройство снабжено также источником 12 лазерного излучения, оптическая система 13 которого ориентирована по оси центральной трубы 17 горелки. Гребенки соединены с источником высокого напряжения для создания в каналах коронирующего разряда. Пылегазовый поток под действием луча лазера подвергается термическому удару. В топочной камере 1 формируется факел с высокой степенью турбулизации потоков и интенсивным тепломассообменом, горение инициируется коронарным разрядом и лучем лазера, поэтому в данном устройстве можно применять низкосортное топливо для обработки тугоплавких порошкообразных материалов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) »14 Р 27 В 7/34

I i - - .": 3- ТЕй@%ффф

: - - " О 1 E aA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4206415/23-33 (22) 05.03.87 (46) 07. 10.89. Бюл. 9 37 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А. Гришманова (72) В.Д. Барбанягрэ, Г.Н. Фарафонов, В.В.Шумаков,и В.М.Шамшуров (53) 666.94.041 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 815438, кл. F 27 В 7 /00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ЯДЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к устройСтвам для тепловой обработки порошкообразных материалов и может использоваться в цементной, химической и других отраслях промышленности, а именно . при обжиге материала во вращающейся пейн сухого способа производства це1ментного клинкера. Цель иэобретения— повышение производительности. УсгройI ство содержит шахту-декарбонизатор

2 с топочной камерой 1, имеющей горелку 2 с коаксиально расположенными трубами 3,4 и 5 для подачи сырьевой смеси, первичного воздуха и топлива. На поверхности труб выполнены гребен" ки 11. Устройство снабжено также источником 12 лазерного излучения, оптическая система 13 которого ориентирована по оси центральной трубы 17 горелки. Гребенки соединены с источником высокого напряжения для создания в каналах коронирующего разряда.

Пылегазовый поток под действием лу ча лазера подвергается термическому удару. В топочной камере 1 формируется факел с высокой степенью турбулизации потоков и интенсивным тепломассообменом, горение инициируется коронарным разрядом и лучом лазера, поэтому в данном устройстве можно при" менять ниэкосортное топливо для обработки тугоплавких порошковых материалов. 2 ил.

3 1513358

Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки порошко,вых материалов и может быть использовано в цементной, химической и дру- 5 гих отраслях народного хозяйства., а именно при обжиге матерйала во вращающейся печи сухого способа производства цементного клинкера.

Цель изобретения — повышение производительности.

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 — уста- новка устройства в декарбонизаторе.

Устройство содержит топочную ка- 15 меру 1, в которой размещена горелка 2 .выполненная из коаксиально расЭ положенных труб для подвода топлива 3, первичного воздуха 4 и сырьевой смеси 5, которые соединены с соответству;2О ющими тангенциальными патрубками для подвода топлива 6, первичного воздуха 7 и сырьевой смеси 8. Трубы под« ключены к источнику тока высокого на-. пряжения (не показан) через электро- :25 ды 9 и сборный изолятор .10.

Поверхность труб снабжена остроконечными гребенками 11, установленными по винтовой линии.

Источник 12 лазерного излучения с Зп оптической системой 13 установлен по .оси центральной трубы горелки 2, Вторичный .воздух подают do тангенциальному вводу 14. На торце горелки выполнены конические насадки 15.

Устройство работает следующим образом.

По каналу 7 подают первияный воз- . дух на горение, по каналу 14 и через отверстия 16 подают воздух из холо- 4О дильника на горение топлива в топоч- . ной камере 1, а по каналу 8 подают сырьевую смесь в аэрированном состоя нии.

Установленные на поверхности труб 45

4,5 и центральной трубы 17 гребенки являются электродами коронирующего разряда и способствуют демпфированию пылегазового потока аэросмеси, в то же время гребенки вместе с трубами соответственно большего диаметра сос-; тавляют пары электродов кононирующего разряда, в результате чего в каналах между трубами происходит не толь- ко закручивание-потока, но и иониза- 5 ция несущего потока аэросмеси, затем через конические насадки 15. играющие. роль распылителей, закрученные и ионозированные потоки аэросмесей поступа4 ют в топочную камеру 1, где происходит формирование факела и одновременная тепловая обработка порошкообразного материала. Под действием луча лазера, ориентированного по оси горелки, пылегазовый поток подвергается термическому удару, создающему высокие градиенты температур в радиальном направлении внутри факела, обрабатывается в камере 1 сгорания и в закрученном состоянии поток движется в шахте декарбонизатора 18, где факел догорает, резко теряя мощность, так что стенки шахты не нагреваются выше 900-1100 С, а более высокие температуры приходятся на центр закрученного потока, где порошок подвергается дальнейшей обработке.

Подготовленный материал поступает в декарбонизатор 18 для дальнейшей тепловой обработки и из него во вращающуюся печь для окончательной обработки.

Предварительная тепловая обработка в предлагаемом устройстве инициирует прот .сс обработки порошкообразного мат иала, поэтому возникает возможно ь увеличить производительность устройства, а также применять низкосортные виды топлива для тепловой обработки дисперсного материала.

Длительность процесса обработки сокращается.

Распределение материала в факеле способствует интенсивному тепломассообмену, ионизация и нагрев лазером позволяет применять низкосортные виды топлива для тепловой обработки порошкообразного материала в данном устройстве, так как при этих условиях достигаются оптимальные технологические температуры, необходимые для тепловой обработки порошкообразного материала в топочной камере.

Основные процессы, требующие большого расхода тепла, проходят в предлагаемом устройстве: декарбонизация осуществляется на 80-95Х, частично происходят и реакции с участием жидкой фазы и клинкерообразование, т.е. локальные температуры в центре зоны горения, превышающие 2500 С, и активная среда ионизированного газа в сочетании с плазменной температурой cosдают в закрученном гребенками потоке условия для протекания плазмохимических реакций. Этому способствует возникновение активных центров на поверхности частиц порошка, разруУстройство для тепловой обработки порошкового материала, преимуществен5 1513358 6 шающий и температурный фактор низко- но цементной сырьевой смеси, содер;-..:атемпературной плазмы, создаваемый щее шахту-декарбонизатор с размещен". лазером в зоне интенсивного горения, ными в ее верхней части топочными ка.однако" зона плазменных реакций нахо- мерами с горелками для сжигания топ5 дится в локальном участке у истока лина и патрубками для подачи сырье горелки, ане по всему объему, этопри- вой смеси, о т л и ч а ю щ е е с я водит к тому, что время обработки по- тем, что, с целью повышения произворошкового материала по приведенной дительности, оно снабжено источником схеме сокращается. Кроме того, в печь 1р лазерного излучения, установленным поступает более глубоко обработанный по оси горелки, выполненной в виде материал и поэтому длину печи можно коаксиально расположенных труб для уменьшить на 10-20Х. подвода топлива, первичного воздуха и сырьевой смеси, поверхность труб ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 15 которых снабжена остРоконечными гребенками, установленными на винтовой линии и подключеннымн к источнику тока высокого напряжения.