Циклонный декарбонизатор

 

Использование: в термической обработке мелкоизмельченного известняка; в производстве порошкообразной извести, применяемой в металлургических переделах , промышленности строительных материалов. Сущность изобретения; для повышения эксплуатационной надежности аппарата тангенциальные каналы для вывода пылегазового потока из рабочей камеры расположены под углом 100... 150° к оси камеры в нижней ее части и их суммарная площадь поперечного сечения равна 0,5...0,8 площади поперечного сечения рабочей камеры. 3 ил , 1 табл.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (s))s F 27 B 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4906936/33 (22) 04.02,91 (46) 23.12.92. Бюл, М 47 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В.Н.Бойко, О.Г.Федоров, А,В.Петров. ский, В,П.Мартыненко, B.È.Ëîáîäà и Б.А.Задоя (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 1502937, кл. F 27 В 15/00, 1989, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 416545, кл. F 27 В 15/00, 1974, (54) ЦИКЛОННЫЙ ДЕКАРБОНИЗАТОР

Изобретение относится к области термической обработки мелкоизмельченного известняка и может быть использовано для производства порош кообразной извести, применяемой в металлургических переделах, промышленности строительных материалов и т.д.

Для производства мелкодисперсной извести применяются аппараты различных конструкций. Известна, например, циклонная печь для производства порошкообразной извести, содержащая цилиндрический корпус с газогорелочными устройствами, патрубок центральной загрузки, выполненный в виде диффузора и снабженный направляющим аппаратом, патрубок для нижнего вывода дымовых газов и материала.

В нижней части известной циклонной печи на пережиме перед отводящим патрубком происходит огложение пылевидного материала, который спекается с образованием настылей. Это ухудшает аэродинамическую обстановку в рабочей кэмере и требует частых остановок дчя .нотки печи, „„БЦ ÄÄ 1783265 А1 (57) Использование: в термической обработке мелкоизмельченного известняка; в производстве порошкообразной извести, применяемой в металлургических переделах, промышленности строительных материалов, Сущность изобретения; для повышения эксплуатационной надежности аппарата тангенциальные каналы для вывода пылегазового потока из рабочей камеры расположены под углом 100... 150 к оси камеры в нижней ее части и их суммарная площадь поперечного сечения равна

0,5...0,8 площади поперечного сеченйя рабочей камеры. 3 ил,, 1 табл.

Кроме того, для предотвращения отложений материала на внутренней цилиндрической поверхности печи, обусловленных сверхвысоким уровнем тангенциальной составляющей скорости газового потока, необходимо соблюдение определенного соотношения площадей поперечных сечений рабочей самеры и отводящего патрубка, что не предусмотрено в известном техническом решении, Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому является кольцевая циклонная печь для термохимической обработки мелкоизмельченного минерального сырья, содержащая рабочую камеру с выводом пылегазового потока через тангенциальные каналы и соосно расположенную с камерой полую вставку, имеющую профиль внутренней поверхности камеры, тангенциэльно установленные дутьевые сопла и загрузочную течку, при этом камера по высоте выполнена из чередующихся между собой прямых и обратных усеченных конусов и сопла расположены в каждом прямом конусе.

3,, 1783265 4

Недостаток известной конструкции за- генциальной составляющей увеличивается ключается в том, что в рабочей камере со- аксиальная составляющая,-что сйижает инзданы условия для отложений материала," " тенсивность теплообмена и способствует во-первых. на ее стенках из-за"пульсаций :выпадению материала из газового потока скорости пылегазового:потока при изменении 5 под действием . инерционного фактора в профиля рабочей камеры и, во-вторых, в ниж- . " нижней части:рабочей камеры. ней части рабочей камеры из-за выпадейия Установка тангенциальнйх каналов под пыли из raeîâîãî потока под влиянием инер-, .углом 100...150 к оси рабочей камеры явля° цион ного фактора, Отложение материала;:: ется необходимьщ, но"недостаточным уСловнутри рабочей камеры ведет"к образаванию 10 вием для" достижения поставленной цели., настылей, что нарущает оптимальйые аэроди- Для ее"достижения необходимо соблюдение намйческие условия термической обработки - соотношения площадей полеречных сечений материала и требует частых остайовок печи. тангенциальНых каналов и :рабочей камеры, для чистки рабочей камеры. Все это снижает .: величина"которого составляет 0,5..;0,8. . эксплуатационную надежность аппарата. Это- 15 : Определяющим параметром для." аппаму может Способствовать черезмерно высокий ратов циклонного типа является ихдиаметр, илинизкийуровеньтангенциальной составля- являющийся" функцией множества фактоющей скорости газового потока в рабочей icà- " ров, в:том числе степени крутки потока, ка- мере, что возникает при определенных : чества извести, производительности, соотношениях йлощадей проходных сечений 20 раСходов топлива и воздуха, температуры и" рабочей камеры и тангенциальных каналов {не др, При этом величина соотношения"диа предусмотренных в известном решении). метров рабочей камеры и тангенциальных

Целью изобретения является повыаейие - каналов или, что то же самое, соотношение эксплуатационной надежности аппарата; — площадей йоперечных сечений рабочей каПоставленная цель достигается тем, что 25 меры и тангенциальных каналов во многом в известном циклонном декарбонизаторе, определяет аэродинамическую. обстановку содержащем рабочую камеру с тангенци- -"". в рабочей камере:, обусловленную"уровнем ально-установленными дутьевыми соплами, тангенциальной составляющей-скорости га,загрузочную течку и расположенные в ниж- зового потока, который достигает оптимальней части камеры тангенциальные каналы 30 ного значения при величине соотношения для вывода пылегазового потока, тангенци- площадей 0,5.;.0,8. В случае, когда суммаральныеканалыдлявыводапылегазовогопо- ная площадь поперечных сечений каналов . тока установлены под углом 100...150 к оси меньше 0,5 площади поперечного сечения рабочей камеры и их суммарная площадь рабочей камеры происходит резкое yseiiinпоперечного сечения составляет 0,5...0,8 35 чение степени крутки потока в рабочей каплощади поперечного сечения рабочей ка- мере с образованием спеков матерйала на . меры. .: ". : : " : стенках камеры, При суммарной площади

Установка под углом 100...150 к оси поперечного сечения каналов:больше 0,8 рабочей камеры тангейциальных каналов площади поперечного сечения рабочей каобеспечивает надежное удаление из рабочей 40 меры резко снижается тангенциальная сокамерыобрабатываемогоматерйалабезего ставляющая скорости газового потока и отложений, В случае, когда"угол меньше увеличивается аксиальная составляющая, в

100 на границе рабочей камеры с каналами результате чего снижается ийтенсивность наблюдаетсяотложениематериалаподдей- теплообмейа в рабочей камере и материал ствием-инерционного фактора. Кроме того, 45 отлагается в йижней части рабочей камеры из-за создаваемого каналами аэродинами- декарбонизатора.

"ческого подпора увеличивается тангенци- На фиг,1 представлен общий вид цикальная-составляющая газового потока и за лонногодекарбонизатора; на фиг.2-разрез счет этого материал отбрасывается"на стен-" А — А фиг.1; на фиг,3 — разрез Б — Б фиг,1, ки рабочей камеры, образуя настыли. При 50 Циклонный декарбонизатор содержит углах более 150 происходит снижейие расположенную в цилиндрическом корпусе уровня тангенциальной составляющей ско- 1 рабочую камеру 2, тангенциальные дутьерости газового потока в рабочей камере из- вые сопла 3 для ввода теплоносителя, загруза уменьшения аэродинамического зочнуЮ течку 4 для йодачи материала на подпора,"создаваемого каналами, т,е. при 55 термообработку, В нижней части корпуса 1 углах более 150 коэффицивнт"аэродина- установлены тангенциальные каналы 5 для мического сопротивления на" границе ра- удаления из рабочей камеры 2 пылегазовобочая камера -- каналы резко снижается и, го потока, При этом тангенциальные канатаким образом, уменьшается подпор, со- лы 5 расположены к оси рабочей камеры 2 здаваемый каналами. При снижении тан- . под углом Q, величина которого составляет

1783265

100...150, Суммарная площадь поперечных сечений тангенциальных каналов 5 составляет 0,5...0,8 площади поперечного сечения камеры 2, Предложенная конструкция циклонного декарбонизатора испытывалась на лабораторной горячей модели и в опытнопромышленных условиях; диаметр рабочей камеры, соответственно, составлял 0,6 м и

1,8 м. Обжигу подвергался известняк, содержащий СаО 52,08%; М90 2,34 ; Si02

1,53%; п,п.п. 43,47 ; пр, 0,58 и измельченный в шаровой барабанной мельнице до содержания класса "-74 мкм" 89...96%. В качестве топлива использовался природный газ с теплотворной способностью 34,95

МДж/м .

При розжиге декарбонизатора в рабочую камеру, ограниченную футерованным цилиндрическим корпусом, через тангенциальные дутьевые сопла подавалась газовоздушная смесь, которая сгорала с выделением теплоты, После прогрева декэрбонизатора устанавливался необходимых расход теплоносителя через сопла и через загрузочную течку подавался мелкоизмельченный известняк. Обжиг известняка осуществлялся в закрученном потоке теплоносителя, После термообработки материал вместе с дымовыми газами удалялся иэ рабочей камеры через тангенциальные каналы. При этом угол а расположения тангенциальных каналов относительно оси рабочей камеры и величина соотношения их площадей поперечного сечения оказывали существенное влияние на эксплуатационную надежность декарбонизатора. По тангенциальным каналам пылегэзовый поток поступал в систему улавливания готового продукта, для чего использовались аппараты циклонного типа и электрофильтр.

Результаты проведенных испытаний циклонного декарбонизатора приведены в таблице. Как видно из приведенных данных, при расположении тангенциальных каналов под углом 100...150 к оси рабочей

40. эксплуатационной надежности аппарата, тангенциальные каналы для вывода пылегазового потока установлены под углом 100—

150 к оси рабочей камеры и их суммарная площадь поперечного сечения составляет

0,5.„0,8 площади поперечного сечения рабочей камеры, 10

30 камеры и суммарчой площади поперечного сечения каналов, равной 0,5„.0,8 площади поперечного сечения рабочей камеры (см. п,п. 2, 3, 4, 7 и 8), в декарбониэаторе не наблюдается отложений материала и отсутствуют настыли, чем достигается высокая эксплуатационная надежность аппарата.

При этом известь имеет высокую активность (83,9...86,0%) и быстро гасится (1 мин. 30 с), В случае, когда величины угле и отношения площадей меньше заявленных значений (см. п.п. 1, 6 и 10), увеличивается тангенциальная составляющая скорости и, как следствие, образуются настыли в рабочей камере. Одновременно с этим снижается скорость гашения извести (увеличивается время гашения до 3 мин.15 с .... 3 мин.45 с).

При величинах угла и отношении площадей больше заявленных значений (см. п.п. 5, 9 и

13) кроме настылеобразований в рабочей камере наблюдается уменьшение активности извести до 58,5...64,2% с временем гидратации 1 мин.50 с...,2 мин,15 с из-за снижения интенсивности теплообмена (т,к. уменьшилась тангенциальная составляющая и возросла аксиальная составляющая скорости газового потока). Такая же картина наблюдается при одновременном увеличении одной и снижении другой величины относительно заявленных значений (см. п.п, 11 и 12).

Формула изобретения

Циклонный декэрбонизатор, содержащий рабочую камеру с тангенциально установленными дутьевыми соплами, загрузочную течку и расположенные в нижней части камеры тангенциальные каналы для вывода пылегаэового потока, о т л и ч э юшийся тем, что, с целью повышения

1783265

Качество извести

Средние составляющие скорости газового потока в рабочей камере* скорость (время) гац ения, мин -с тангенциальная

W/V аксиальная U/V активность,%

2,73

84,6

0,6

3 — 45

0,44

Да

84,3

1-30

2,28

0,69

0,6

Нет

2,23

0,72

83,9

0,6

1 — 30

Нет

0,6

?,14

0,74

1 — 30

85,7

Нет

1,03

0,6

1,47

60,6

1 — 50

2,63

0,4

0,49

85,1

3 — 15

2,27

1-30 0.5

0,68

85,4

Нет

1 — 30

2,12

0,76

0,8

86,0

Нет

0,9

1,68

1,08

64,2

2 — 00

Да

0,30

85,3

3,06

0,4,3-30

1,88

66,7

0.9

0,91

2-10

63,6

0,4

1,67

0,92

2 — 10

Да

1.22

2 — 15

0,9

1,25

58,5

*)

Примечание: W. U, V — соответственно тангенциальная и аксиальная составляющие скорости и условная скорость в рабочей камере, ЮоФух

Результаты испытаний циклонного декарбонйзатора

Отношение площадей поперечн. ечений каналов и рабочей амеры, доли ед.

Наличие отложений материа ла vl настылей в рабочей камере, да-нет

1783265

Составитель В. Войко

Техред М.Моргентал -. " Корректор Н. Гунько

Редактор Т. Куркова

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

Заказ 4504 Тираж " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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