Вращающаяся печь для дегидратации фторида алюминия

 

Использование: в конструкциях вращающихся печей, в частности для дегидратации и сушки сыпучих материалов в пищевой и химической промышленности, точнее при производстве фторида алюминия. Сущность изобретения: вращающаяся печь содержит корпус, установленную внутри него соосно металлическую обечайку, снабженную компенсаторами теплового расширения, выполненными в виде гофров, и элементы крепления к корпусу. Гофры выполнены с отрицательным поднутрением прямолинейных участков, соединяющих закругленные участки гофра при величине угла 28 - 32o между прямолинейными участками. Крепление обечайки к корпусу выполнено подвижным в виде коаксиальных стержня, закрепленного на обечайке, и трубки, закрепленной на корпусе печи. Использование вращающейся печи указанной конструкции удлиняет срок ее эксплуатации с 0,5 до 1,5 года, а число теплосмен, выдерживаемых обечайкой без ее разрыва, увеличивается с 30 до 120. 3 ил.

Изобретение относится к области конструкций вращающихся печей и может быть использовано для дегидратации и сушки сыпучих материалов в пищевой и химической промышленности, в частности при производстве фторида алюминия.

Известна конструкция вращающейся печи, в которой внутри корпуса-барабана размещена коаксиально цилиндрическая обечайка, жестко соединенная с корпусом по всей длине с помощью ребер [1].

Недостатком известной конструкции является сложность компенсации термического расширения обечайки при нагревании.

Известна конструкция вращающейся печи, в которой крепление внутренней обечайки выполнено в виде стаканов и пакета пластин, которые закреплены в стойках, жестко связанных с корпусом печи [2].

Недостатком указанной конструкции является ее низкая надежность и невозможность компенсации термических расширений обечайки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция вращающейся печи, содержащая корпус, установленную внутри него соосно с зазором металлическую обечайку, снабженную компенсирующим устройством и элементами крепления к корпусу [3].

В данной конструкции компенсирующее устройство представляет собой гофр с небольшим радиусом перехода от прямолинейного участка обечайки к прямолинейному участку гофра, который параллелен оси гофра, т.е. выполнен с нулевым поднутреним. Обечайка жестко связана с корпусом печи стержнями, приваренными к их поверхности.

Недостатком известной конструкции является трудность достижения длительного срока эксплуатации, поскольку компенсирующее устройство гофр выполнено с малым радиусом перехода между прямолинейными участками обечайки и гофра. Это приводит к налипанию на стенку гофра неполностью высушенного материала, перегреву обечайки в месте перехода прямолинейного участка к криволинейному, испытывающему наибольшие напряжения. В результате гофрированные участии подвергаются неравномерным тепловым нагрузкам, что обусловливает сокращение числа теплосмен работы компенсатора и быстрый износ обечайки. Кроме того, известное крепление обечайки к корпусу не позволяет компенсировать неравномерные радиальные тепловые деформации, что приводит к преждевременному разрушению конструкции (разрыву обечайки в зонах крепления).

Цель изобретения - повышение надежности эксплуатации печи, увеличение числа теплосмен.

Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции вращающейся печи, содержащей корпус, установленную внутри него соосно с зазором металлическую обечайку, снабженную компенсаторами теплового расширения, выполненными в виде гофров, и элементами крепления к корпусу, согласно изобретению гофры выполнены с отрицательным поднутрением прямолинейных участков, соединяющих закругленные участки гофра, с углом между прямолинейными участками 28-32o при длине прямолинейного участка, равной 0,85-1,0 радиуса закругленных участков, а крепление обечайки к корпусу выполнено подвижным в виде коаксиальных стержня и трубки, причем стержень закреплен на обечайке, а трубка - на корпусе с зазором между ними, равным 0,01-0,05 диаметра стержня, область крепления стержня к обечайке и свободный конец трубки выполнены с радиусными переходами, ответными друг другу.

На фиг. 1 представлен схематически продольный разрез печи; на фиг. 2 - узел I фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - узел II фиг. 1 в увеличенном масштабе.

Вращающаяся печь содержит корпус 1, находящуюся внутри него металлическую обечайку 2 с компенсаторами теплового расширения 3 и элементами крепления 4, трубу для подачи влажного материала 5, распределительную коробку для подачи сушильного агента (топочных газов) 6.

Тепловой компенсатор, выполненный в виде гофра, содержит закругленные участки 7 и 8 с равными радиусами R1=R2=R, соединенные прямолинейными участками 9 длиной h, причем h = (0,85-1,0)R. Поскольку гофр расширяется к основанию, то прямолинейные участки имеют отрицательное поднутрение, а угол между ними составляет 28-32o.

На корпусе 1 закреплена трубка 10, имеющая на конце радиусное расширение (развальцовку) 12. На обечайке 2 закреплен стержень 11, область закрепления которого 13 выполнена с радиусным переходом, причем радиусное расширение и радиусный переход ответны друг другу, так что в стационарном состоянии зазор между трубкой и стержнем по всей высоте имеет одинаковую ширину.

Устройство работает следующим образом.

Через трубу 5 в печь подают пасту фторида алюминия, а с противоположного конца 6 - сушильный агент (топочные газы). Температура топочных газов на входе в печь составляет 800-900oC, в средней части 400-500oC. При вращении печи материал продвигается по длине обечайки навстречу горячим газам, обечайка нагревается и деформируется в осевом и радиальном направлениях. Достигая гофров указанного профиля, влажный материал не залипает в области перехода прямолинейного участка обечайки к закругленному участку гофра, а движется к его вершине и далее пересыпается за гофр. В процессе дегидратации фторида алюминия и нагрева металлической обечайки происходят ее неравномерное удлинение и расширение. Например, при длине печи 45 м и диаметре 3 м на участке, удаленном от холодного конца печи на 15,7 м и имеющем температуру 253oC, радиальная деформация составляет 10,8 мм, а на участке, удаленном от холодного конца печи на 42,7 м с температурой 481oC она равна 21 мм. Эти расширения компенсируются за счет подвижного крепления обечайки к корпусу при свободном перемещении стержня относительно внешней трубки как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Данное устройство крепления позволяет обечайке "перекатываться" внутри корпуса, что обеспечивается величиной зазора между стержнем и трубкой, равной 0,01-0,05 диаметра стержня. Наличие радиусных переходов на стержне и трубке препятствует их срезанию при движении обечайки и корпуса относительно друг друга.

Таким образом, описанная конструкция вращающейся печи позволяет удлинить срок эксплуатации обечайки с 0,5 до 1,5 года, повысить количество выдерживаемых печью теплосмен с 30 до 120, улучшить качество фторида алюминия за счет отсутствия разрыва обечайки и попадания засыпной изоляции в продукт.

Формула изобретения

Вращающаяся печь для дегидратации фторида алюминия, содержащая корпус, установленную внутри него соосно с зазором металлическую обечайку, снабженную компенсаторами теплового расширения, выполненными в виде гофров, и элементами крепления к корпусу, отличающаяся тем, что гофры выполнены с отрицательным поднутрением прямолинейных участков, соединяющих закругленные участки гофра, с углом между прямолинейными участками 28 - 32o при длине прямолинейного участка, равной 0,85 - 1,0 радиуса закругленных участков, а крепление обечайки к корпусу выполнено подвижным в виде коаксиальных стержня и трубки, причем стержень закреплен на обечайке, а трубка - на корпусе с зазором между ними, равным 0,01 - 0,05 диаметра стержня, область крепления стержня к обечайке и свободный конец трубки выполнены с радиусными переходами, ответными друг другу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аппаратному оформлению термохимических процессов обработки зернистых материалов, в частности процессов карбонизации и активации в производстве активных углей

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для термообработки материалов, например фтористого алюминия, а конкретно к вращающимся печам

Изобретение относится к топочной камере для твердого материала, вращающейся вокруг своего продольного направления, в частности к камере швелевания для отходов

Изобретение относится к устройству для термохимических процессов обработки углеродных зерненых материалов, в частности активации древесного угля в производстве активных углей

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к устройству для получения порошка тантала конденсаторного сорта магнийтермическим восстановлением

Изобретение относится к качающимся печам для обжига строительных материалов. Печь содержит установленный горизонтально на роликоопорах конический футерованный барабан с секторным вырезом и с углом раскрытия 150-160° в высокотемпературной зоне, коллектор для подачи охлаждающего воздуха, размещенный в секторном вырезе, образованном в зоне охлаждения, горелочные устройства и привод, барабан выполнен винтовым и смонтирован из трех или более трапециевидных полос разной ширины, с увеличением их по длине и с выполненными попеременно с их противоположных сторон под углом 60° к их оси зонами ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру барабана многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами треугольников, полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке с образованием по периметру барабана трех и более винтовых линий и винтовых поверхностей основного и противоположного направлений с переменным увеличивающимся шагом винтовых линий. Обеспечивается упрощение эксплуатации и расширение технологических возможностей. 10 ил.

Изобретение относится к получению металлических нанопорошков с помощью газообразных восстановителей. Двухбарабанная печь содержит установленные друг над другом под наклоном к горизонтали и выполненные с возможностью вращения верхний и нижний барабаны, каждый из которых содержит стальную трубу. Вокруг внешней поверхности трубы верхнего барабана и части внешней поверхности трубы нижнего барабана установлены теплоизоляционные футеровки, в спиральных пазах которых расположены нагревательные спирали. На части внешней поверхности трубы нижнего барабана, свободной от футеровки, расположен защитный кожух системы охлаждения. Входная головка верхнего барабана соединена с дозатором порошкового материала, а выходная головка - с разгрузочной шахтой и с патрубками подачи азота и водорода. Внутри трубы верхнего барабана соосно расположены первый ерш, второй ерш и цилиндрическая вставка с прямоугольными выступами. Входная головка нижнего барабана соединена с разгрузочной шахтой и с патрубком подачи азота и водорода, а выходная головка - с приемником готового продукта. Обеспечивается получение металлических нанопорошков заданной дисперсности. 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к обжиговым печам барабанного типа, применяемым для изготовления легкого вспученного заполнения. Печь содержит футерованный корпус с секторным вырезом с углом раскрытия 150-160° в высокотемпературной зоне, а в зоне охлаждения образован дополнительно один секторный вырез с коллектором для подачи охлаждающего воздуха, горелочные устройства и привод. Корпус установлен горизонтально и смонтирован из поочередно соединенных секций, собранных по периметру корпуса из поочередно соединенных первой равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних элементов и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу и меньше равных между собой верхних оснований, с образованием по торцам секций квадрата. Квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90° или 180°. Стороны квадрата нижнего основания каждой присоединенной секции равны сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, с образованием многозаходного барабана зигзагообразной формы с ломаными линиями по его периметру, шаг которых увеличен в направлении от загрузки к выгрузке. Изобретение направлено на упрощение изготовления и обслуживания, расширение технологических возможностей. 9 ил.

Изобретение относится к печи с вращающимся барабаном для использования в химической и других отраслях промышленности, в частности для разложения солей, сжигания отходов и т.п. процессов. Печь содержит наклонный футерованный корпус, зоны подогрева и обжига, промежуточную зону между ними со вставкой, заглубленной в футеровку с образованием подпорных порогов, выполненную из повернутых по ходу вращения корпуса объемных колец из пустотелых блоков, образующих изогнутые по винтовой линии сквозные каналы, загрузочную и разгрузочную камеры, соединенные снаружи корпуса рециркуляционным газоходом со встроенными дымососом и циклоном, сообщенным с загрузочной трубой, лопастную насадку в зоне подогрева из ряда продольных лопастей S-образного сечения, размещенных в шахматном порядке и снабженных перфорацией вплотную к основаниям лопастей. Обеспечивается интенсификация теплопередачи от газа к материалу во всех зонах печи вследствие увеличения степени черноты газа, увеличения поверхностей теплообмена каналов и падающих частиц материала, что повышает производительность печи без уменьшения ее термического кпд, или уменьшает габариты и материалоемкость печи при сохранении производительности. 3 ил.

Вращающаяся печь для дегидратации фторида алюминия, обечайка печи

Наверх