Двухбарабанная печь

 

Использование: в производстве активных углей, для обжига зернистых материалов в электроугольной, графитовой, строительной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: двухбарабанная печь, преимущественно для карбонизации углеродосодержащих материалов, содержит установленные друг над другом под углом к горизонтали вращающиеся барабаны с входными и выходными патрубками, горелочное устройство 8, пересыпную камеру 9 и газоход, соединяющий загрузочную головку 5 верхнего барабана 3 и разгрузочную головку 14 нижнего барабана 10. Камера 15 догорания установлена на разгрузочной головке нижнего барабана, а газоход выполнен с патрубками для подвода воздуха с образованием дополнительной камеры 18 догорания, при этом площадь поперечного сечения камер догорания составляет 1,5 - 2,2 площади поперечного сечения входных патрубков барабанов, что позволяет повысить прочность карбонизуемых продуктов за счет эффективного использования тепла исходящих газов. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к производству активных углей и может быть использовано для обжига зернистых материалов в различных отраслях промышленности.

Известна барабанная печь для обжига зернистого материала, содержания удлиненный барабан с огнеупорной футеровкой, вращающийся относительно продольной оси и имеющий входной и выходной патрубки, причем горелочное устройство расположено со стороны загрузочной головки барабана эксцентрично относительно продольной оси печи, а разгрузочное устройство расположено на противоположном конце [1] Недостатком известной печи является большой расход топлива (природного газа, мазута) на тонну обрабатываемого материала, а также невозможность пиролиза (карбонизации) материалов с большим содержанием летучих веществ.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является двухбарабанная печь, содержащая установленные друг над другом под углом в горизонтали вращающиеся барабаны с входными и выходными патрубками, горелочное устройство, пересыпную камеру и газоход, соединяющий загрузочную головку верхнюю барабана и разгрузочную головку нижнего барабана [2] Недостатком известной печи является низкая степень использования тепла отходящих газов, а также низкие прочностные свойства термообработанного материала, особенно в случае карбонизации угольно-смоляных гранул, так как конструкция печи предназначена для вспучивания обрабатываемого материала, а не его уплотнения.

Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств карбонизованных продуктов (гранул, зерен и т.п.) за счет эффективного использования тепла отходящих газов на двухбарабанной печи карбонизации.

Указанный технический результат достигается тем, что известная двухбарабанная печь, содержащая установленные друг над другом под углом к горизонтали вращающиеся барабаны с входными и выходными патрубками, горелочное устройство, пересыпную камеру и газоход, соединяющий загрузочную головку верхнего барабана и разгрузочную головку нижнего барабана, снабжена камерой догорания, установленной на загрузочной головке нижнего барабана, а газоход выполнен с патрубками для подвода воздуха с образованием дополнительной камеры догорания, при этом площадь поперечного сечения камер догорания составляет 1,5-2,2 площади поперечного сечения входных патрубков барабанов.

На чертеже приведен общий вид двухбарабанной печи.

Двухбарабанная печь, преимущественно для карбонизации углеродсодержащих материалов, содержит элеватор 1, транспортер-питатель 2, верхний барабан 3 (барабан карбонизации) с входным патрубком 4 и загрузочной головкой 5 и с выходным патрубком 6 и разгрузочной головкой 7, горелочное устройство 8, пересыпную камеру 9, нижний барабан 10 (барабан карбонизации) с входным патрубком 11 и загрузочной головкой 12 и с выходным патрубком 13 и разгрузочной головкой 14.

Печь снабжена камерой 15 догорания, установленной на загрузочной головке 12 нижнего барабана 10 и соединенной с котлом-утилизатором 16, а также вентилятором-дымососом 17. Газоход, соединяющий загрузочную головку 5 верхнего барабана 3 и разгрузочную головку 14 нижнего барабана 10, выполнен с патрубками для подвода воздуха с образованием дополнительной камеры 18 догорания. Площадь поперечного сечения камер догорания составляет 1,5-2,2 площади поперечного сечения входных патрубков барабанов.

Верхний барабан 3 имеет привод 19 вращения, а нижний барабан 10 привод 20 вращения. Оба барабана карбонизации верхний барабан 3 и нижний барабан 10, их загрузочные и разгрузочные головки, обе камеры догорания и котел-утилизатор футерованы огнеупорным кирпичом.

Вращающаяся печь, преимущественно для карбонизации углеродсодержащих материалов, работает следующим образом.

С помощью электромоторов (на чертеже не показаны), через приводы 19 и 20 приводятся во вращение верхний 3 и нижний 10 барабаны карбонизации. Включается вентилятор-дымосос 17. В горелочное устройство 8 подается природный газ и осуществляется его горение. Обрабатываемый материал (зерна и гранулы) элеватором 1 подаются на транспортер-питатель 2, откуда поступают в загрузочную головку 5 верхнего барабана 3 карбонизации, проходят его противотоком топочным газам и попадают в разгрузочную головку 7 при 400-450^оС, откуда через пересыпную камеру 9 поступает в загрузочную головку 12 нижнего барабана 10 карбонизации, проходят его и через разгрузочную головку 14 при 600-800^оС поступают в охлаждающий барабан, где охлаждаются до 60-100^оС и направляются на активацию. Движение материала показано сплошной стрелкой.

Топочные газы, образующиеся в горелочном устройстве 8, через выходной патрубок 6 поступают в верхний барабан 3 карбонизации, проходят его противотоком, нагревая обрабатываемый материал, из которого выделяется часть летучих веществ, имеющих высокую теплотворную способность. Летучие вещества вместе с топочными газами поступают через входной патрубок 4 в газоход, а затем в камеру 18 догорания, куда подается воздух, и за счет горения летучих веществ температура газов поднимается до 1800^оС. Продукты сгорания, образующиеся в камере 18 догорания, поступают в выходной патрубок 13 нижнего барабана 10 карбонизации, проходят его противотоком к материалу и через входной патрубок 11 направляются в камеру 15 догорания и затем в котел-утилизатор 16. Движение газов показано пунктирной стрелкой.

В настоящей двухбарабанной печи в горелочном устройстве 8 сжигают такое количество газа, которое обеспечивает постепенный нагрев карбонизуемого материала от 50^оС во входном патрубке 4 до 400-450^оС в выходном патрубке 6. Одновременно из гранул выделяется основная масса горючих летучих веществ, имеющих высокую теплотворную способность до 2000 Ккал/моль, и их дожигание осуществляется в камере догорания 18, а ввод воздуха осуществляется через патрубки в газоходе.

Соотношение поперечного сечения площадей камер 15 и 18 и входных патрубков 4 и 11 барабанов 3 и 10 обеспечивает как наиболее полное сжигание выделяемых при карбонизации горючих летучих веществ и пылевидных частиц, образуемых при прохождении частиц (гранул) по барабану, так и оптимальный режим скорости газового потока, а значит скорости нагрева материала.

В результате многочисленных экспериментов установлено, что при соотношении площади поперечного сечения камер догорания и входных патрубков барабанов, равной 1,5-2,2, наблюдается наивысшая прочность гранул. Установлено также, что при указанном соотношении скорость нагрева материала находится в интервале 10-20^оС/мин, чем объясняется достигаемая высокая прочность гранул.

В таблице приведены результаты экспериментов по влиянию соотношения площадей на прочность гранул.

Как следует из данных таблицы, оптимальным является соотношение площадей 1,5-2,2.

В двухбарабанной печи карбонизации таким образом осуществляется полное использование тепла отходящих из верхнего барабана 3 карбонизации газов для дальнейшем тепловой обработки материала в нижнем барабане 10 карбонизации, а также повышается срок службы и эффективность работы котла-утилизатора 16.

Проведение карбонизации угольно-смоляных гранул на двухбарабанной печи позволяет снижать содержание летучих веществ в материале на 4-6 мас. увеличить эффективность использования тепла отходящих газов на 400-600 Ккал/ч и повысить прочность гранул по ГОСТ 16188-70 на 6-10% Таким образом, использование двухбарабанной печи предложенной конструкции в производстве активных гранулированных углей позволяет получить значительный экономический эффект.

Формула изобретения

ДВУХБАРАБАННАЯ ПЕЧЬ преимущественно для карбонизации углеродсодержащих материалов, содержащая установленные друг над другом под углом к горизонтали вращающиеся барабаны с входными и выходными патрубками, горелочное устройство, пересыпную камеру и газоход, соединяющий загрузочную головку верхнего барабана и разгрузочную головку нижнего барабана, отличающаяся тем, что она снабжена камерой догорания, установленной на загрузочной головке нижнего барабана, а газоход выполнен с патрубками для подвода воздуха с образованием дополнительной камеры догорания, при этом площадь поперечного сечения камер догорания составляет 1,5 2,2 площади поперечного сечения входных патрубков барабанов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2