Способ термической обработки полидисперсного материала

 

Сущность изобретения: термическую обработку материала ведут при скорости потока теплоносителя во входном отверстии нижнего сечения конуса аппарата, равной 75-120 м/с, и при высоте слоя материала, равной 3-4 Da, где Da - диаметр цилиндрической части аппарата. Термообработку и измельчение производят в слое, содержащем 15-30% инертных твердых частиц. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 27 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877600/33 (22) 20.08.90 (46) 30.12.92. Sion, й. 48 (71) Государственный всесоюзный научноисследовательский институт цементной промышленности (72) В.Н.Ковшарь, С.Г.Привалихин, М;А .Вердиян, И,И.Воронков, В.Б.Хлусов, В,С,Арцы- . башев и Н,П,Ткаченко (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 224366; кл. F 27 В 15/00, 1968, 2. Авторское свидетельство СССР № 665191, кл, F 27 В 15/00, 1979.

Изобретение относится к области термической обработки полидисперсного материала в потоке теплоносителя и может быть использовано в цементной промышленности при приготовлении клинкерной сырьевой смеси; а также при обжиге минерального сырья в других отраслях пром ы ш лен н ости.

Известен способ получения пылевидной извести в многозонной печи кипящего слоя путем обжига известняка и охлаждения извести. Для интенсификации процесса получения пылевидной извести в зону охлаждения вводят известняк в количестве, равном п, где 1 и 0,241 п ; т — количество кусков извести в зоне охлаждения.t 1j.

Недостаток способа заключается в том, что он реализован сложным ап паратом, снижающим его эксплуатационную надежность, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому реЯЛ,, 1784823 Al

2 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ПОЛИДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА (57) Сущность изобретения; термическую обработку материала ведут при скорости потока теплоносителя во входном отверстии нижнего сечения конуса аппарата, равной

75 — 120 м/с, и при высоте слоя материала, равной 3 — 4 Da, где Оа — диаметр цилиндрической части аппарата. Термообработку и измельчение производят в слое, содержащем 15 — 30;, инертных твердых частиц. 1 ил„1 табл, lc зультату является способ термической обра- а ботки дисперсного материала и аппарат для его осуществления. Термическую обработку

А материала осуществляют путем воздействия на него потока теплоносителя при противоточном движении теплоносителя и СО материала в конической и цилиндрической фь. частях теплообменного аппарата при опре- Q() деленных скоростях потока теплоносителя ) и высоте слоя материала (2). (л)

Недостатком известного способа и устройства является то, что они не позволяют вести термообработку полидисперсного ма- > териала и осуществлять эффективное его измельчение, Целью изобретений является интенсификация процесса термообработки и измельчения материала.

Сущность способа заключается в следующем.

Способ термической обработки и измельчения материала ведут в фонтанирую1784823 нем.

20

30

40

50 щем слое при .скорости теплоносителя да

120 м/сек. в его основании, достигаемой с помощью насадки. Это обеспечивает образование фонтанирующего ядра с многократной циркуляцией материала в аппарате с переменным увеличивающимся по высоте сечением. Под воздействием струи теплоносителя в слое образуется центральный сквозйой канал, фонтан. Частицы материала увле"ка"ю т ся струей и перемещаются вверх, На выходе из слоя центральная струя райте1Иется, скорость частиц резко падает, и они перемещаются в радиальном направлении к периферии фонтайирующега слоя, затем плотным слоем опускаются вниз. Таким образом", фонтанирующий слой состоит из разреженного центрального ядра; в котором частицы движутся вверх, и кольцевой зоны, где ойи плотным слоем противаточно опускаются вниз, потом снова подхватываются струей вверх.

Круг циркуляции частиц повторяется, что обусловлено особенностью гидрадинамических свойств фонтанирующего слоя, .

Так как твердые частицы харашо перемешиваются, то их. средняя температура в различных ча с тях c ëàÿ одинакова.

Кроме обеспечения контакта теплонаситЕля с частицами, фонтанирование осуществляет механические операции, как смешивание, измельчение, Наряду с термической обработкой материала в фонтаниру ющем слое происходит истирание продекарбанизираванных слоев частиц, твердость которых значительно меньше твердости необожженного известняка, что связано со снижением затрат энергии на измельчение.

При истирании частиц "открываются" свежие их поверхности для декарбонизацйи, чта интенсифицирует термообрабатку.

На эффективность процессов декарбо низаций и истирания материала влияет ско" рость -потока теплоносителя, Истирание материала резко уеличивается с увеличением скорости потока теплоносителя. На основе данйых по измельчению известняка и учитывал, что твердость продекарбониэированнога известняка. уменьшается в два и более раза, оптимальную скорость потока теплоносителя следует выбрать в диапазоне(75-120) м/с, Скорость истирания зависит также от высоты слоя материала и составляет(3-4) Оа, где Оа — диаметр цилиндрической части аппарата.

Эффе ктйв ность измел ь4еййя возрастает, когда слой содержит ийертные чаСтицы, которые тверже, тяжелее. чем известняк, но способны к фонтанираванию и являются перемешивающей и измельчающей средой.

Экспериментальные данные дают оптимальное увеличение эффекта измельчения при (15-30)% инертных твердых частиц, содержащихся в слое, от веса материала в

Преимущество обжига и измельчения в фонтанирующем слое перед обычными методами — в простоте и компактности обарудования из-за отсутствия движущихся механических частей, что снижает капитальные затраты. При этом снижаются также эксплуатационные расходы. Так как измельчение происходит в центральном ядре слоя, нет опасности износа футеровки аппарата.

Наиболее целесообразно применение способа при. производстве извести, когда одновременно с термообработкой требуется эффективное измельчение..

На чертеже представлена схема термической обработки палидисперсного материала, Схема включает в себя коническа-цилиндрический аппарат 1, гравитационный классификатор 2, атделитель 3, загрузочный бункер 4, трубопровод 5, насадку 6, Способ термической обработки осуще-. ствляется следующим образом.

Исходный материал из бункера 4 подается в содержащий инертные тела коническо-цилиндрйческий аппарат 1, в который снизу по труб6праводу 5 посредством на.садки 6 поступает теплоноситель. Указанными . потоками формируется фонтанирующий слой, Многократная циркуляция обрабатываемого материала в фонтанирующем слое способствует интенсивной термаобработке ега и измельчению, Затем термообработанный и измельченный материал поступает в гравитационный классификатор 2, а из него в атделитель 3, на выходе иэ которого получают готовый продукт, Диаметр узкого сечения конуса аппарата — 50 мм, диаметр цилиндрической части—

45 140 мм, диаметр насадки — 40 мм, угол раскрытия кОнической части корпуса — 30, скорость потока теплоносителя на выходе из насадки в нижнем сечении конуса — 100 м/с, Высота слоя материала -460 мм. В качестве инертных твердйх частиц применен клинкер грансастава (5 — 10)мм в количестве, равном 20% по весу от количества известняка в слое, Температура в зоне обжига — 950 С;

I "

B результате обжига получена известь са степеныа декарбонизации 0,95 с остатком на сите 0,08-15%, что соответствует ТУ, предъявляемым к извести, как компоненту сырьевой клинкерной смеси. (ч

1784823

Данные на граничные значения заяв- . ленных параметров и результатов обжига . приведены в таблице.

Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса пример- 5 но на 10% за счет интенсификации процесса термообработки и измельчения материала.

Формула изобретения 10

Способ термической обработки полидисперсного материала путем воздейст- . вия потока теплоносителя на материал при

Степень декарбонмзакми, 2

Расход газа, нн>/ч

Ос аток а Сите, o,о8, z

Ором заолмтель ность по извести, кг/ч

Скорость тепломоснтепк в входи. отверстии, н/с

Ра«хол

Теппоносит enх, ммт/и

Темпе раскол еозлу ха ма горение, ннт/н диаметр екопно го отв. теппоносмт.

Содеок. инертного материала в слое (по eecy)

Вмсота споч, н, »

Иатеонал и грансостав, нн диаметр цнлинд онческ. насти и 1Г пп латура тепппмосителк, С

405 95О 43 75 19.9 96

1 невест

0,5-10 климкер

5-10

0,14 0,56 90,0 S

0,14 0,56 90,0 8 l00 21,4 92 16

12 О 22,2 85 18

2 невест

0,5-10 клинкер

5-10

405 950 37

0,14 0,56 90,0 8

30 клинкер

5-10

405 950 34

0,14 0,42 90,0 8 405 950 43 75 15,2 97 16 клинкер

5-10

3 О клинкер

5-10

16,5 94 17

0,42 90,0 S 405 950 37 100

О,14 клчнкер

5-10

042 900 S 45 950 34 120 182 88 \8

0,14

30 клинкер

5-10

43 75

15,7 98 15 к

17.6 . 96 16

0,14 0,56 90,0 8 405 950

15 ктиикер

5-10

0 14 0 56 90 0 S 405 950

37 100

9 извест

О. 5-10 ктинкер

5-10

19,8 92 17 t

0,14 0,56 90,0 8 405 960

34 120

Тепланасигпель

ТеплсноСнРЕль

3 извест.

0 5-10

4 извест..

0,5-10

5 невест;, 0,5-10

6 невест.

0.5-10

7 изеест.

0,5-10

8 извест

0,5-10 противоточном движении теплоносителя и материала в конической и цилиндрической частях теплообменного аппарата, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса термообработки и измельчения материала, термическую обработку материала веду с и ри скорости потока теплоносителя во входном отверстии нижнего сечения конуса аппарата, равной 75 — 120 м/с и при высоте слоя материала. равной 3-4 08, где

D> — диаметр цилиндрической части аппарата, причем термообработку и измельчение производят в слое, содержащем 15 — 30% инертйых твердых частиц,