Тепломассообменное устройство вращающейся печи

 

Изобретение позволяет интенсифицировать тепломассообмен и снизить количество уносимой пыли из вращающейся печи глиноземного (цементного) производства. Это достигается путем установки во вращающейся печи внутрипечных тепломассообменных устройств из свободновисящих цепей, закрепленных по периметру печи, и группы теплообменников-активаторов 3, которые устанавливают концентрично печи в загрузочном конце ее и подают в него обрабатываемый материал, а в разгрузочном конце печи сжигают топливо, продукты горения которого протягивают через печь и теплообменные устройства. Теплообменники-активаторы 3 вращают с частотой, превышающей частоту вращения печи, и создают на участках их вращения объемную зону активного контакта обрабатываемого материала и печных газов. Теплообменники 3 выполнены в виде вращающихся колец, снабженных приводами 7, закрепленными вне корпуса печи. Оси вращения колец под углом 90° пересекают ось вращения печи. Кроме того, геометрические центры колец отстоят друг от друга на расстояние, превышающее внутренний диаметр печи. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

091 а) (51)4 F 27 В 7 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4282936/23-33 (22 ) 29.06.87 (46 ) 23.10.89. Вюл.У 39 (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" и Красноярский институт цветных металлов им. М.И.Калинина (72) В.В.Ильющенков, В.В.Лукашевский, М.Е.Царегородцев, И.И.Лапаев, A.È.ÏèâHåâ, Ю.Г.Гайдамакин и В.В.Мечев (53) 666.94.041 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1142714, кл. F 27 В 7/16, 1983. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО

ВРАЦАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ (57) Изобретение позволяет интенсифицировать тепломассообмен и снизить количество уносимой пыли из вращающейся печи глиноземного (цементного) производства. Это достигается путем установки во вращающейся печи внутрипечных тепломассообменных устройств из с> ободновислщих ценен, з. крапленных по и< гиметру печи, и группы i еилообменников-активаторов 3, которые устанавливают концентрично печи в загрузочном конце ее и подают в него обрабатываемый материал, а в разгрузочном конце печи сжигают топливо,, продукты горения которого протягивают череЗ печь и теплообменные устройства, Теплообменники-активаторы 3 вращают с частотой, превышающей частоту вращения печи, и создают на участках их вращения объемную зону активного контакта обрабатываемого материала и печных газов. Теплообменники 3 выполнены в ниде вращающихся колец, снабженных приводами 7, закрепленными вне корпуса печи. Оси вращения колец под углом

90 пересекают ось вращения печи. Кроме того, геометрические центры колец отсточт друг от друга на расстояние, превышающее внутренний диаметр печи.

2 ил, 15167?2

Изобретение отис ситckk к техн;,х достижения интенсивного тепломассообмена ва вращающихся печах глиноземной промьпш енности и промышленности

5 строительных материалов при производстве цемента, а также мажет быть использовано в других теплообменньгх вращающихся агрегатах

Целью изобретения является интенсификация тепломассообмена и снижение пьн евыноса из печи °

F« — — — 12 при

Ф ч

25 где F « — поверхность цепей;

F — поверхность участка печи, нв ф.« котором они навешены;

1 « — длина цепи; 30

D — диаметр печи в цепной

Ц зоне.

Цепная завеса начинается на расстоянии 1,5 Л ц от обреза печи 1.

Протяженность цепной завесы составляет величину — 1,0 D з. Шаг цепей по оси печи 1 составляет 200 мм, а по окружности 300 мм. На расстоянии

ID <(D ц — внутренний диаметр печи 1, Р = 0 ц ) канцентрично печи 1 в заг- 40 рузочнам конце ее установлена группа теплообменникав-активаторов 2-4, имеющих форму колец с закрепленными внутри них по периметру гирляндными цепными завесами 5. Плотность навески цепей внутри колец составляет величину 6-8, Плина каждой цепи равна

1,2-1,3 внутреннего диаметра кольца (D ц ), при этом, отношение

P. ц

О, 25 — О, 35 (где R — стрела 50

Пk kk прависания гирлянды) . Валы 6 колец снабжены электроприводами 7, закрепленными «наруяи на корпусе печи 1.

Выходные валы электрапрнводов 7 находятся в противавращении и жестко соединены с и;l kàìkk 6 колец, которые в местах их прахаядения через корпус печи 1 снабжены сальниковыми устройНа фиг.1 показана вращающаяся печь, продольный разрез; на фиг.2 — разрез

Л-A на фиг.1. 15

Тепламассообменное устройство вращающейся печи 1 содержит установленное в загрузочном конце теплообмепное устройство из свободновисящих цепей (не показано). Цепи крепятся в шах- 20 матном порядке по окружности, к корпусу печи 1, Плотность навески составляет ствами в вращаются в подшипниках. Оси вращения колец диаметрально под углом 90 пересекают ось вращения печи 1, а их геометрические центры О, О, О совпадают с осью вращения печи 1 и отстоят друг ат друга на расстоянии, превышающем внутренним диаметр (Dkk) печи 1, т.е, 0„0z D„ и 0 0> > Dkk.

При соблюдении этого условия аварийная остановка одного из вращающихся теплообменников 2-4 не нарушит работы соседних колец.

Количество колец, устанавливаемых ц загрузочном конце печи 1, определяют тепловым расчетом. Учитывая высокую интенсивность тепломассообмена, все элементы вращающихся теплообменников

2 — 4, вступающие в контакт с печными газами, изготавливают из жаропрочной стали.

Токопроводящие устройства и троллеи для подачи электрического питания к приводам теплообменников 2 — 4 не показаны.

Устройство работает следующим об -. разом.

В загрузочный конец вращающейся печи 1 устанавливают внутрипечное теплообменное устройство из свободновисящих цепей и группу теплообменников-активаторов 2 — 4, имеющих форму колец с развитой (внутри колец) гирляндными цепными завесами 5 плоскостью вращения, и подают в него (загрузочный конец) обрабатываемый материал в виде нефелино-известняковой пульпы с относительной влажностью ЗОБ. Кольца вращают с частотой сд„, превышающей частоту вращения печи 1 (< k,><.).

На фиг.1 стрелками показано направление вращения теплообменников 24 печи 1, а также движение материала и печных газов.

Шихта движется по печи 1 за счет ее уклона (37) и вращения (ы„=? об/ мин) к разгрузочному концу, в котором сжигают мазут. Продукты горения протягивают с помощью двух дымососов через печь 1 и тепломассообменные устройства. Обрабатываемый материал и печные газы движутся противотоком.

На участках, где установлены кольца, за счет частоты их вращения (bk <>„) создают объемную зону активного контакта обрабатываемой шихты и печных газов.

5 15167

Свободновисящие цепи играют роль мокрого фильтра мелкодисперсной фракции, выносимой из печи 1, пыли и мелких частиц обрабатываемого материала, взвешиваемого в газовую фазу бли5 жайшим к "холодному обрезу" теплообменником-активатором 2 — 4. Теплообмен на участке мокрого фильтра" носит регенеративный характер, при котором мокрые цепи с налипшей шихтой поднимаются в газовый поток, нагреваются отходящими газами, затем опускаются в слой влажной шихты, отдавая ей свое тепло. Процесс регенерации тепла 15 происходит с частотой, равной частоте вращения печи ld

Наиболее интенсивный тепломассообмен протекает в зоне установки теплообменников-активаторов 2 — 4, которые вращают с частотой, превйшающей частоту вращения печи 1. Для равномерного распределения нагрузки и балансировки возникающих моментов каждый из теплообменников 2 — 4 приводят в движение с помощью двух электроприводов 7, которые закреплены снаружи на корпусе печи 1 и работают с противоположным направлением вращения.

Частоту вращения теплообмецников (a„) определяют экспериментально-расчетным путем, исходя иэ условий создания турбулентного режима смешивания и получения заданной тепловой мощности зоны подготовки печи 1. 35

В

За счет создания объемной зоны активного контакта обрабатываемого материала и турбулентного аэрогидроди» 40 намического режима смешивания (по всему поперечному сечению печи 1) газообразной, жидкой и твердой фаз контактируемых сред возрастает коэффициент конвективного теплообмена про,порционально частоте вращения тепло45 обменников-активаторов 2 †4 (к ) 22

6 и объемной концентрации (С„) частиц шихты, взвешиваемых поверхностью активаторов. Одновременно возрастает коэффициент турбулентной динамической вязкости (p ) зоны и вместе с ним ее пылеулавливающая способность, которую можно выразить коэффициентом удерживания пыли в зоне (К„). Фильтрующая способность объемной зоны активного контакта также зависит от величин

Gv H (dL

Кроме того, эа счет того, что

ы >ы„, в зоне подготовки шихты (особенно в ее мокрой части) интенсифицируются процессы перемешивания слоя,,его транспортировки в осевом направлении печи 1 и регенерации тепла между слоем шихты и печными газами.

Таким образом, примеп ние предлагаемого устройства интенсифицирует тепломассообмен и снижает пылевынос из вращающейся печи, за счет чего повышается производительность печи, снижается удельный расход топлива и общий вес теплообменных устройств, изготавливаемых из жаропрочыого металла.

Формула изобретения

Тепломассообменное устройство вращающейся печи, содержащее установленные внутри печи приводные вращающиеся тепломассообменные элементы, оси вращения которых диаметрально пересекают ось вращения печи, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена и снижения пылевыноса, тепломассообменные элементы выполнены в виде установленных концентрично печи вдоль ее оси вращения группы колец с закрепленными внутри них по периметру гирляндными цепными завесами, геометрические центры которых расположены друг от друга на расстоянии, превышающем внутренний диаметр печи.

1516722

Составитель Л.Петрова

Техред Л.Сердюкова Корректор С,Черни

Редактор Н.Гунько

Заказ 6370/Зб Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101