Способ сушки твердого материала и устройство для его осуществления

 

Использование: сушка твердого материала , такого как кора, торф, влажный уголь или тому подобное, путем утилизации тепла вращающейся печи. Сущность изобретения: твердый материал просушивается путем одновременной утилизации как лучистой теплоты , передающейся от цилиндрической поверхности 18 вращающейся печи 1, так и теплоты горячих дымовых газов, выпускавмых из упомянутой вращающейся печи 1. Твердый материал просушивается в сушильной камере 19. Устройство снабжено газификатором 4, сообщенным на входе с выходным отверстием зоны сушки и подключенным трубопроводом отбора горячих газов к зоне высокотемпературной обработки . В качестве материалов, подвергающихся высокотемпературной обработке, используют известь, или каустизационный шлам, а в качестве твердых высушиваемых материалов используют влажную кору, торф, древесные опилки. 2 с и 5 з.п.ф-лы, 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я F 26 В 17/32, 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ПАТЕНТУ е (21) 4743597/06 (86) РСТ/F I 88/00150 (19.09,88) (22) 20.03.90 (46) 15.08.93. Бюл, № 30 (31) 874096 (32) 21.09.87 (33) FI (72) Эро Берг (Fl) (73) А.Альстоем Корпорейшн (Fl) (56) Патент Финляндии ¹172542,,кл. F 26 В

3/00, опубл.1987.

Патент CLUA N4626202,,кл. F 26 В 3/00, опубл. 1986.

Патент ФРГ N2747457,,кл. F 26 В 7/00, опубл.1973, Патент Финляндии ¹ 60609. кл. F 26 В

3/00, опубл.1958,,, 5Ц „„ I 835034 АЗ (54) СПОСОБ СУШКИ ТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование . сушка твердого материала, такого как кора, торф, влажный уголь или тому подобное, путем утилизации тепла вращающейся печи. Сущность изобретения: твердый материал просушивается путем одновременной утилизации как лучистой теплоты, передающейся от цилиндрической поверхности 18 вращающейся печи 1, так и теплоты горячих дымовых газов, выпускаемых из упомянутой вращающейся печи 1, Твердый материал просушивэется в сушильной камере 19. Устройство снабжено газификатором 4, сообщенным на входе с выходным отверстием зоны сушки и подключенным трубопроводом отбора горячих газов к зоне высокотемпературной обработки, В качестве материалов, подвергающихся высокотемпературной обработке, использу|от известь или каустизационный шлам, а в качестве твердых высушиваемых материалов используют влажную кору, торф, древесные опилки, 2 с и 5 з.п,ф-лы, 1 ил.

1835034

Изобретение относится к способу и устройству для сушки твердого материала эа счет отходящей теплоты, генерируемой в процессах обработки материалов при высокой температуре во вращающейся печи, которая имеет горячий кожух, и из которой, помимо обработанного материала. выпускают горячие газы.

Изобретение направлено на то, чтобы повысить теплоэкономичность вращающихся печей, избежав при этом вышеупомянутых недостатков. Другой целью изобретения является обеспечение возможности использования большего разнообразия видов топлива в газифицированном состоянии для вращающейся печи.

Еще одной целью изобретения является создание средств, для утилизации теплоты, которые можно применить к существующим вращающимся печам, не внося существен5

20 ных изменений.

Изобретение отличается тем, что твердый материал просушивается путем одновременной утилизации как теплоты, передающейся от горячего кожуха вращающейся печи за счет лучистого и/или конвективного теплообмена, так и теплоты горячих газов, выпускаемых из горячей вращающейся печи. Было подсчитано, что потери теплоты за счет лучистого теплообмена, например, в 30 известеобжигательной печи составляют

10 от полной теплоемкости.

Способ, соответствующий изобретению, может быть осуществлен с помощью устройства, отличающегося тем, что оно со; 3 -> держит вращающуюся печь и рубашкоподобную конструкцию, охватывающую по меньшей мере часть кожуха печи, которые образуют сушильную камеру, снабженную входным отверстием для влажного твердого 40 материала и горячих газов и выходным отверстием для сухого твердого материала и охлажденных газов.

Настоящее изобретение особенно пригодно для сушки влажной коры, древесных 45 опилок, торфа, древесных отходов или других биоотходов. Способом, соответствующим изобретению, можно также сушить, например, влажный уголь или куски ила. Настоящее изобретение может быть примене- 50 но также для сушки других материалов, не являющихся топливом, С помощью этого способа можно сушить, например, каустизационный шлам, благодаря чему иэвестеобжигательную печь можно укоротить, 55 поскольку в этом случае не требуется тепловая энергия для выпаривания воды. Способом, соответствующим настоящему изобретению, можно просушивать, как правило, не слишком увлажненные твердые материалы. Содержание воды в коре, подлежащей сушке, может достигать 70, в то же время каустиэационный шлам может стать слишком вязким, если будет содержать менее 60 воды, Поскольку содержание воды в твердых материалах и количество отходящей теплоты вращающейся печи меняются от случая к случаю, устойчивость сушки можно обеспечить за счет дополнительной камеры сгорания, с помощью которой можно получить достаточное количество горячих дымовых газов, в дополнение к горячим газам, выпускаемым из печи.

На чертеже схематично изображено оборудование для сжигания каустиэационного шлама.

Каустиэационный шлам подается из трубопровода 2 в верхней части вращающейся. печи в наклонную вращающуюся известеобжигательную печь 1. Газ подается из газификатора 4 в нижнюю часть вращающейся печи 1 по каналу 3, а негашеная известь отводится из печи 1 через иэвестеохладитель

5 в канал 6. По трубопроводу 7 во вращающуюся печь поступает воздух, необходимый для поддерживания горения, а по трубопроводу 8 в известеохладитель поступает охлаждающий воздух, При вращении вращающейся печи каустизационный шлам течет из верхней секции наклонной печи в нижнюю секцию, находясь в противотоке с горячими дымовыми газами, образующимися в нижней секции печи, в результате чего вода выпаривается и карбонат кальция обжигается до извести с образованием горячих дымовых газов. Дымовые газы выпускают из печи через канал

9 и далее подводят их к газоочистительному средству 10, например, пылеулавливающему фильтру, Оттуда дымовые газы подводятся через канал 11 к питающему каналу 12, через который подают, например, с помощью винтового конвейера 13, влажную кору или другой соответствующий твердый материал из резервуара 14 в сушилку 15 через входное отверстие 16. Сушилка 17 выполнена в виде рубашки, охватывающей по меньшей мере часть цилиндрической поверхности вращающейся печи 1. Наружная цилиндрическая поверхность 18 вращающейся печи и внутренняя поверхность рубашкоподобной конструкции ограничивают сушильную камеру 19, в одном конце которой размещено входное отверстие 16 для влажного твердого материала и горячих газов, а в другом — выходное отверстие 20 для просушенного твердого материала и охлажденного газа.

Твердый материал, подлежащий сушке, перемещают параллельно потоку дымовых

1835034

30

40

Материал, подлежащий сушке, переме- 45 щают через сушильную камеру в направле50 газов, в результате чего дымовые газы помогают перемещать твердый материал. В некоторых других вариантах изобретения может бысть предпочтительным подавать твердый материал и дымовые газы так. чтобы они были в противотоке по отношению друг к другу в сушильной камере.

Влан<ный твердый материал продвигается вперед в сушильной камере между цилиндрической поверхностью и рубашкоподобной сушилкой как в аксиальном направлении, так и в направлении периферии печи.

Цилиндрическая поверхность вращающейся печи снабжена лопастями 22-для регулирования перемещения твердого материала желаемым образом и сообщения ему желаемой скорости. Лопасти, естественно, можно прикрепить и к кожуху сушилки или we одновременно и к цилиндрической поверхности печи и к кожуху сушилки. Лопасти можно заменить различными лопатками или спиралями для направления твердого материала в нужном направлении, Вращение наклонной печи в самой себе облегчает поступательное перемещение твердого материала в сушильной камере, Рубашкоподобная конструкция 17 и цилиндрическая поверхность 18 вращающейся печи объединены в одно целое, поэтому сушилка вращается вместе с печью. Выходные и входные отверстия сушильной камеры герметизированы, что на черте>ке не показано. С другой стороны, в некоторых других вариантах изобретения может использоваться цельная самонесущая невращающаяся су-, шилка, при наличии которой герметизировать входные и выходные отверстия не нужно. Это означает, что в нижней части кожуха сушилки можно было-бы предусмотреть выходное отверстие для сухого материала или простое перепускное отверстие, через которое можно было бы, в случае необходимости, быстро освободить сушильную камеру, например, при перегреве ее. нии, параллельном патоку каустизационного шлама, подлежащего сушке, Если нужно, направление подачи твердого материала можно изменить на противоположное.

Большая часть просушенного твердого материала поступает через канал 24 в бак 23 для сухого материала, размещенный под вращающейся печью, Газы отводятся вверх, по каналу 29, в циклонный сепаратор 25, из которого выпускаются очищенные дымовые газы и из которого в бак 23 поступают твердые частицы, отделенные в сепараторе. Затем сухой твердый материал поступает через канал 26 к газификатору, где твердый

20 материал гаэифицируют с помощью воздуха

27, вводимого в упомянутый газификатор.

Зола и сажа 28 отделяются от горячего образовавшегося газа, с тем чтобы загрязняющие вещества не проникали в иэвестеоб>кигательную печь и не вовлекались в химический круговорот.

Температура дымовых газов, поступаюших в известеобжигательную печь, в этом примере могла бы составлять 650 — 750 С, Температура дымовых газов на выходе иэ известеоб>кигательной печи могла бы быть около 300 С. Теплоты, передающейся от печи за счет лучистого и конвективного теплообмена, недостаточно, чтобы просушить необходимое количество коры в обычной известеоб>кигательной печи. Теоретически, за счет лучистой теплоты можно обеспечить максимум 40 необходимой тепловой энергии. Следовательно, необходимо использовать и теплоту, заключенную в дымовых газах. Когда, например 20 необходимой теплоты утилиэируются в виде лучистой теплоты, остальные 807ь тепловой энергии, необходимой для сушки, забираются из дымовых газов, имеющих температуру приблизительно 300 С. При использовании изобретения для известеобжигательной печи нормальное время нахо>кдения твердого материала в сушилке составляет примерно

20 минут. Поток дымовых газов, как и лопасти или другие конвейерные средства в сушильной камере позволяют, однако, воздействовать на время сушки и тем самым на tðoèýâoäèòåëüíoñòü сушильной камеры.

В случае, если лучистой тепловой энергии и тепловой энергии дымовых газов недостаточно для сушки требуемого количества коры, с помощью дополнительной камеры сгорания 30 можно получать и подводить добавочное количество дымовых газов.

В некоторых вариантах обычные известеохладители, работающие на воздухе, могут не применяться, и для сушки коры или ее эквивалента может использоваться тепловая энергия, утилизируемая из извести.

Количество тепловой энергии, получаемой из вращающейся печи, мох<но регулировать путем управления процессом горения в печи, например, путем регулирования количества воздуха или топлива. Можно также увеличивать количество лучистой теплоты за счет снижения огнеупорных качеств печи в местах, где осуществляется утилизация тепла, исходящего от цилиндрической поверхности печи. При этом, однако, возникают проблемы, связанные с конструкцией печи, поскольку для обычных печей предельная температура, при которой они еще сохраняют стойкость, равна примерно 400 С.

1835034

10

35

Благодаря применению способа в некоторых случаях можно ускорить процессы, происходящие во вращающихся печах, и укоротить печи. Благодаря утилизации тепла с цилиндрической поверхностью печи, конструкция не подвержена повреждениям, и в центре печи можно достигать более высоких температур, благоприятных для процесса, чем при обычных процессах во вращающихся печах.

Размещение сушилки в продольном направлении печи зависит от обстоятельств. В случае, если твердый материал, подлежащий сушке, сушится медленно и требует больших затрат энергии, длина сушилки может быть почти равна длине самой печи. В некоторых случаях, например, для увеличения эффекта сушки старой известеобжигательной печи, может быть сочтено целесообразным снабдить сушилкой только часть печи.

Способ пригоден для сушки самых разнообразных влажных твердых материалов и не ограничивается вышеописанным вариантом изобретения, который является лишь предпочтительным.

Формула изобретения

1. Способ. сушки твердого материала и высокотемпературной обработки других материалов во вращающейся печи, заключающийся в воздействии на твердый высушиваемый материал конвективным и лучистым теплом посредством контактирующей с ним горячей цилиндрической поверхности упомянутой печи с одновременным обдувом высушиваемого материала горячими газами, полученными в результате высокотемпературной обработки других материалов, выпускаемых из этой печи одновременно с упомянутыми горячими газами, отличающийся тем, что после сушки твердый материал газифицируют, а высокотемпературную обработку других материалов осуществляют с помощью газа, полученного при газификации твердого материала и подаваемого противоточно движению обрабатываемого материала.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве материалов, подвергающихся высокотемпературной обработке, используют известь или каустизационный шлам, а в качестве твердых высушиваемых материалов используют влажную кору, торф, древесные опилки и т.п.

3. Способ по и. 1, о т л и ч à ю-шийся тем, что высокотемпературную обработку других материалов газами, полученными в процессе газификации твердых материалов, осуществляют путем сжигания этик газов во вращающейся печи.

4. Способ. по и. 1, отличающийся тем, что для сушки твердых материалов используют другие горячие газы.

5, Способ пол пп. 1,2 и 4,отличающийщий с я тем, что в качестве горячих газов, подаваемых на сушку влажной коры, используют смесь газов, полученных при газификации высушиваемой коры, а также, полученных в известеобжигающей печи при обжи е каустизационного шлама, причем

15 указайные газы перед подачей на сушку предварительно очищают. .6, Устройство для сушки твердого материала и высокотемпературной обработки других материалов, содержащее цилиндрическую вращающуюся печь с распределенными по ее длине соответственно зонами сушки твердого материала и высокотемпературной обработки других материалов, первая иэ которых охвачена цилиндрической рубашкой и снабжена входным и выходным отверстиями соответственно для влажного твердого материала и горячих газов, а также для высушенного материала и охлажденных газов, а вторая соединена каналом подачи образующихся в процессе высокотемпературной обработки газов с входным отверстием зоны сушки, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит газификатор, сообщенный на входе с выходным отверстием зоны сушки и подключенный трубопроводом отвода горячих газов, полученных в результате газификации, к зоне высокотемпературной обработки, выполненной в виде наклонного известеобжигательного участка с каналами загрузки извести и средствами для выпуска негашеной извести..

7. Устройство по и. 6, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно дополнительно содержит циклонный сепаратор, подключенный посредством трубопроводов к выходному отверстию горячих газов зоны сушки, размещенному на ее верхней части, а выходное отверстие этой зоны размещено в ее нижней части, причем канал загрузки извести и средство выпуска негашеной извести расположены соответственно в верхней и нижней частях известеобжигательного участка вращающейся печи.