Тепломассообменное устройство вращающейся печи

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sirs F 27 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Ю

lYumepuan (21) 4704278/33 (22) 14.06.89 (46) 07.06.91. Бюл. ¹ 21 (71) Научно-производственное объединение

"Сибцветметавтоматика" (72) В.В.Лукашевский, В.В.Ильющенков, М,Е.Царегородцев. А.И.Пивнев, И.Ф.Екимов, Г,B.Ñåðåãèí, П.П.Ключников и Ю.Г.Гайдамакин (53) 666.94.041(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1142714, кл. F 28 В 7/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 1516722, кл. F 27 В 7/16, 1987. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕН НОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технике достижения интенсивного тепломассобмена во вращающихся печах глиноземной промыш... Я2„, 1654632 А1 ленности, и может быть использовано в промышленности строительных материалов при производстве цемента и других отраслях. Изобретение позволяет повысить эффективность пылеулавливания.. Во вращающейся печи 1, в ее загрузочном конце установлены группы вращающихся теплообменников 2, 3 с автономными приводами 8, выполненных в виде колец 6, расположенных внутри печи 1 концентрично ее поверхности и жестко закрепленных на валах 4. 5 вращения под углом друг к другу, Внутри колец 6 по периметру закреплены гирляндные цепные завесы 7, а валы 4, 5 теплообменников 2, 3 диаметрально пересекают корпус печи 1, установлены вдоль него со смещением на угол, равный л /IVz где Nz — количество приводных теплообменных элементов. 4 ил.

1654632

Изобретение относится к технике тепломассобмена во вращающихся печах, работающих преимущественно по "мокрому способу" загрузки шихты, и может быть использовано в промышленности строительных материалов при производстве цемента во вращающихся агрегатах глиноземного производства и других отраслях..

Целью изобретения является повышение эффективности пылеулавливания.

На фиг,1 показана вращающаяся печь с предлагаемым устройством, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг,1; на фиг.4— разрез А — А на фиг,1 с условным пересечением осей вращения валов приводных теплообменников, Тепломассообменное устройство вращающейся печи 1 содержит в загрузочном конце устройство, состоящее из двух париводных вращающихся теплоообменников 2, 3 с валами 4, 5 диаметрально пересекающими печь 1 и проходящими через отверстия в корпусе и сальниковые устройства, На валах 4, 5 внутри печи 1 концентрично ее поверхности жестко закреплены под углом друг к другу по два теплоомассообменных элемента, выполненных в виде колец 6 с внешним диаметром, равным 0,8 — 0,9 внутреннего диаметра (De<) печи 1. Кольца б закреплены на валах 4, 5 под углом друг к

Л другу, равным а1 = — —, где N< — число коN< лец-активаторов 6, жестко закрепленных на валу 4, 5 каждого из теплообменников 2, 3, Например, при М1 = 2 а1 = 90О.

Если расчетное число колец б больше двух, то соответственно при К1=3, а1=60О; при N> =4, а1 = 45О, Внутри колец 6 по периметру закреплены гирляндные цепные завесы 7, плотность навес»и которых внутри колец-активаторов

6 теплообменников 2, 3 составляет 6 — 8 (отношение площади поверхности цепей Рц и площади поверхности кольца б с внутренней стороны Г», т.е, — = 6 — 8), Длина каждой

Рц

F» цепи равна 1,2-1,3 внутреннего диаметра кольца б (D».BH,). Провисание каждой гирлянды составляет (0,25-0,35)D»,BH Все элементы теплообменников 2, 3, находящиеся внутри печи 1 и контактирующие с печными газами, изготовлены из жаростойкой стали.

Валы 4, 5 теплообменников 2, 3 снабжены электроприводами 8 постоянного тока, жестко закрепленными на внешней стороне корпуса печи 1, Для балансировки возникающих моментов каждый из теплообменников 2, 3 снабжен двумя электроприводами 8 с выходными валами, находящимися в прогивовращении. Питание электродвига5 телей приводов 8 теплообменникоа 2, 3 осуществляется напряжением постоянного тока с помощью токоподводящих устройств, Валы 4, 5 теплообменников 2, 3 установлены вдоль корпуса печи 1 со смещением на

10 угол, равный

Л аг = —, 2 где N2 — количество приводных теплообменников 2,3 в группе.

15 При Nz = 2, аг = 90 ; при Nz = 3, а2 = 60 ; и ри Nz = 4, аг = 45 .

Количество колец 6, закрепленных на одном валу 4, 5, К1 и количество теплооб20 менников 2, 3 в группе (Nz), определяют из рачета гидравлического сопротивления зоны подготовки и ее тепловой мощности, а также от типоразмера вращающегося агрегата (L D ) и величины пылеуноса из печи 1, Так, например, чем больше типоразмер печи 1 и чем больше расчетная тепловая мощность его зоны подготовки, .тем выше должно быть гидравлическое сопротивление эоны за счет увеличения количества колец-активаторов 6 (К1) на валу 4, 5 каждого из теплообменников 2, 3 и количества приводных теплообменников 2, 3 в группе (Nz), Кроме того, гидравлическое сопротивление зоны может варьировать за счет изменения

35 угловой частоты вращения (в») колец-активаторов 6.

Тепломассообменное устройство работает следующим обра=oM.

В загрузочный конец вращающейся пе40 чи 1, содержащий вращающиеся приводные теплообменники 2, 3 подают нефелиноизвестняковую шихту с относительной влажностью 30 Д, которая движется по печи 1 к ее разгрузочному концу противотоком навстречу печным газам, протягиваемым через печь 1 с помощью дымососов, Шихта движется по печи 1 за счет ее вращения (вп 2 об/мин) и уклона (Зь). По мере движения шихты в процессе ее термообработки в газовый поток выделяется технологическая пыль от 20 до 40, от веса загружаемой шихты. Теплообменники 2, 3 вращают с помощью электроприводов 8 с угловой частотой, превышающей частоту вращения печи

1. Частоту вращения теплообменников 2,3 определяют экспериментально расчетным путем с учетом удельной плотности цепной завесы 7 внутри колец-активаторов 6. При вращении теплообменники 2, 3, каждый из

1654632 которых состоит из двух жестко связанных колец-активаторов 6, закрепленных на валах 4, 5 под углом друг к другу, равным 90 (N> = 2, a< = 90 ), создают на участке их установки объемную зону активного контакта обрабатываемой шихты и печных газов, при этом по всему поперечному сечению печи 1 возникает принудительный турбулентный режим движения газа и взвешенных из слоя частичек шихты. При вращении теплообменник 2 создает режим перемешивания шихты в слое.а теплообменник 3 — режим транспортирования и взвешивания влажной шихты из слоя в газовый поток.

При повороте печи 1 на 90 ситуация меняется и теплообменник 2 работает в режиме транспортировки и взвешивания материала, а теплообменник 3 — в режиме перемешивания, Такой равномерный режим работы теплообменников 2. 3 досгигается за счет расположения валов 4, 5 теплообменников 2, 3 в печи 1 под углом 90 (а= 90О, при N2 = 2). Это позволяет максимально осуществлять регенеративный массообмен между слоем шихты и печными газами.

Интенсификацию тепломассобмена с помощью предлагаемого устройства можно производить двумя путями: статически и динамически. Статический вариант установки каждого теплообменника 2, 3 за счет увеличения количества колец 6, жестко закрепленных на валу(при N> =3,4...), иувеличения количества теплообменников 2, 3 в зоне подготовки, валы 4, 5 которых расположены под углом друг к другу (при N2 = 3, 4, 5 и т,д ).

Динамический вариант изменения интенсивности тепломассобмена предполагает изменение частоты вращения вк теплообменников 2, 3, при котором возникает изменение гидравлического сопротивления участка за счет изменения интенсивности турбулентного смешивания газового потока и частиц взвешенного материала (при этом изменяются коэффициент конвективного теплообмена и коэффициент удерживания пыли в печи 1).

Таким образом, предлагаемое тепло-. массообменное устройство позволяет повысить пылеулавливающую способность эоны подготовки печи 1. особенно в ее "мокрой

5 части за счет повышения частоты регенерзтивного массообмена между слоем влажной шихты и запыленными печными газами, интенсивно контактирующими между собой с помощью развитой поверхности вращаю10 щихся теплообменников 2, 3.

Теплообменники 2. 3 позволяют также интенсифицировать теплообмен при их вращении и при необходимости регулировать гидравлическое сопротивление зоны подго15 товки печи 1 как в большую, так и в меньшую сторону, подбирая наиболее экономический режим термообработки материала.

В результате за счет этого повышается производительность печи и надежность ра20 боты теппомассообменных устройств (при снижении их собственной частоты вращения и,), а также снижается удельныи расход топлива.

25 Формула изобретения

Тепломассообменное устройство вращающейся печи. содержащее группу установленных внутри печи приводных

30 вращающихся тепломассобменных элементов, оси вращения которых диаметрально пересекают ось вращения печи, выполненных в виде установленных на валах вращения концентрично печи вдоль ее оси

35 колец-активаторов с закрепленными внутри них по периметру гирляндными цепными завесами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности пылеулавливания, оно снабжено дополнительны40 ми кольцами-активаторами, жестко закрЕпленными на каждом валу вращения под углом друг к другу, равным л /N>, где

N< — число колец активаторов на одном валу вращения, а валы перемещения тепломас45 сообменных элементов в группе установлены вдоль корпуса печи со смещением на угол, равный л/N2, где N2 — число приводных тепломассообменных элементов.

1654632

Фиг.3

Ф

Составитель Л. Петрова

Техред М,Моргентал Корректор М, Шароши

Редактор Л, Волкова

Заказ 2290 Тираж 402 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

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