Барабанная вращающаяся печь

Изобретение относится к вращающейся барабанной печи с малым наклоном, нагреваемой извне, для обработки минеральных и/или техногенных руд или концентратов фторидом и/или гидрофторидом аммония при переработке титансодержащего сырья. Барабанная вращающаяся печь содержит теплоизолированный изнутри корпус, установленный на стойках. Корпус выполнен в форме параллелепипеда и жестко закреплен на раме. Теплоизоляционный материал размещен на внутренней поверхности корпуса, на теплоизоляционный материал установлен полый каркас. Барабан выполнен цилиндрическим и установлен на раме с помощью подшипников. В барабан помещены шары и два металлических стержня. Один торец барабана выступает из корпуса и вставлен в короб, в торец барабана через короб и отверстие в торце барабана вставлен шнековый питатель. Короб сверху снабжен основным патрубком для отвода газообразных продуктов, а снизу - патрубком для выгрузки мелкодисперсных твердых продуктов реакции, унесенных противотоком из барабана. К другому торцу барабана приварен вал, выступающий из корпуса. Конец вала через редуктор соединен с двигателем. Участок поверхности барабана со стороны вала выполнен с перфорацией и размещен внутри промежуточного короба, который снизу соединен со сборником твердых продуктов реакции, а сверху снабжен патрубком для отвода газообразных продуктов реакции. Обеспечивается предотвращение схватывания загружаемой смеси с внутренней стенкой барабана в процессе нагревания, нагрев сырья непосредственно через стенку барабана. 1 ил.

 

Изобретение относится к нагревательным печам, а именно к вращающимся барабанным печам с малым наклоном, нагреваемым извне, и может быть использовано при химической переработке минерального или техногенного сырья, содержащего цветные металлы, например, путем обработки минеральных и/или техногенных руд или концентратов фторидом и/или гидрофторидом аммония при переработке титансодержащего сырья.

Известна вращающаяся печь для обработки мелкодисперсного материала [SU 478169 А1, МПК F27B 7/00, F28B 3/18, опубл. 25.07.1975], содержащая наклонный цилиндрический корпус, снабженный внутри перфорированной спиралевидной насадкой, устройства для загрузки и выгрузки материала и теплоносителя. Печь имеет футерованный изнутри вращающийся барабан с бандажами и приводной шестерней, имеющей внутренние карманы. Барабан охватывает корпус и жестко связан с ним и патрубком для подачи газообразного теплоносителя, состыкованным с барабаном. Барабан жестко связан с корпусом соосно установленной муфельной печи, снабженной перфорированной вставкой. Печь с одной стороны состыкована с камерой загрузки материала, имеющей переточные каналы и патрубок. С противоположной стороны печи расположена камера вывода дымовых газов. Камера для удаления технологических газов снабжена каналом, загрузочным устройством и патрубком.

В процессе работы этой печи невозможно раздельно регулировать время размола комкующегося продукта и время дальнейшей термообработки порошка, образующегося в результате помола. Печь имеет достаточно сложную конструкцию для обслуживания в случае налипания продукта на внутреннюю поверхность печи между спиралевидной насадкой.

Известна вращающаяся печь для обработки комкующегося продукта, [RU 2388979 С1, МПК F27B 7/10 (2006.01), опуб. 10.05.2010], выбранная в качестве прототипа, содержащая наклонный цилиндрический корпус, снабженный внутри перфорированным барабаном с размалывающими элементами, устройством для загрузки сырья и патрубками выхода газообразных и твердого продуктов. Цилиндрический корпус вращается от привода в подшипниках. Корпус имеет отверстия для выхода продуктов: верхние отверстия - для газообразных, нижние - для твердых. Внутри корпуса соосно установлен барабан в форме усеченного конуса, вращающийся от второго привода в своих подшипниках. Барабан заполнен шарами. Барабан имеет два участка: участок со сплошной стенкой у меньшего основания конуса и участок с перфорированной стенкой, прилегающий к большему основанию. Загрузку исходного продукта в барабан осуществляют шнековым питателем, вращающимся от третьего привода. Барабан установлен меньшим основанием конуса в сторону питателя. Корпус обогревается нагревателем и оборудован теплоизоляцией. Подшипники установлены в подшипниковом узле, который крепится винтом к неподвижной стойке. Для возможности регулирования угла наклона печи и, соответственно корпуса, относительно горизонта подшипниковый узел может перемещаться по высоте винтом, а противоположная сторона корпуса вместе с питателем и третьим приводом установлена на шарнире и стойке. Корпус печи устанавливается с наклоном в сторону патрубка для выхода твердых продуктов. Угол полураскрытия барабана должен быть больше максимального угла наклона корпуса.

Эта вращающаяся печь обладает сложной конструкцией. В ходе работы печи для нагрева подаваемой смеси сырья и фторида (гидродифторида) аммония необходим нагрев цилиндрического корпуса, который в свою очередь прогревает внутренний конический барабан до температуры реагирования, что требует повышенных энергетических затрат.

Предложенная конструкция барабанной вращающейся печи позволяет предотвратить схватывание загружаемой смеси с внутренней стенкой барабана в процессе нагревания и производить нагрев сырья непосредственно через стенку барабана, не затрачивая дополнительной энергии.

Барабанная вращающаяся печь, также как в прототипе, содержит теплоизолированный изнутри корпус, установленный на стойках, внутри корпуса размещен барабан, заполненный шарами, часть поверхности барабана выполнена с перфорацией, подшипники, шнековый питатель, подключенный к двигателю, бункер подачи исходного сырья, установленный над шнековым питателем, нагреватели, патрубки выхода газообразных и твердых продуктов реакции.

Согласно изобретению, корпус выполнен в форме параллелепипеда и жестко закреплен на раме. Теплоизоляционный материал размещен на внутренней поверхности корпуса, на теплоизоляционный материал установлен полый каркас. Барабан выполнен цилиндрическим и установлен на раме с помощью подшипников. В барабан дополнительно помещены два металлических стержня. Один торец барабана выступает из корпуса и вставлен в короб, через который и отверстие в торце барабана вставлен шнековый питатель. Короб сверху снабжен основным патрубком для отвода газообразных продуктов, а снизу - патрубком для выгрузки мелкодисперсных твердых продуктов реакции, унесенных противотоком из барабана. К другому торцу барабана приварен вал, выступающий из корпуса. Конец вала через редуктор соединен с двигателем. Участок поверхности барабана со стороны вала выполнен с перфорацией и размещен внутри промежуточного короба, который снизу соединен со сборником твердых продуктов реакции, а сверху - снабжен патрубком для отвода газообразных продуктов реакции.

Наличие отверстия в торце барабана в зоне загрузки исходного сырья позволяет осуществить отвод газообразных продуктов реакции противотоком. Наличие стержней внутри барабана, помимо шаров, позволяет «соскребать» и дополнительно перемешивать сырье и фторид (гидродифторид аммония), предотвращая налипание шаров на внутреннюю стенку барабана.

Обогрев непосредственно самого барабана с реакционной смесью позволяет снизить затраты на металл, и вследствие этого, затраты на обогрев печи.

Предложенная конструкция печи требует меньших затрат на материалы, по сравнению с прототипом, и является более простой в изготовлении и монтаже.

На фиг. 1 приведен продольный разрез барабанной вращающейся печи.

Барабанная вращающаяся печь содержит две пары стоек 1 и 2, на которых закреплена прямоугольная рама 3, снабженная поперечными ребрами жесткости. В верхней части одной пары стоек 1 выполнены отверстия 4 для размещения рым-болтов, фиксирующих угол наклона рамы 3 относительно горизонта. Корпус 5 в форме параллелепипеда жестко закреплен на раме 3. На внутренней поверхности корпуса 5 размещен теплоизоляционный материал 6, на который установлен полый каркас 7, снабженный поперечными ребрами жесткости. Между ребрами жесткости каркаса 7 на теплоизоляционном материале 6 установлены трубчатые электронагреватели 8.

На раме 3 с помощью опорных подшипников 9, с одной стороны, и опорно-упорного подшипника 10, с другой стороны, установлен цилиндрический барабан 11. Один торец барабана 11 выступает из корпуса 5 и вставлен в короб 12, который сверху снабжен основным патрубком 13 для отвода газообразных продуктов реакции, а снизу - патрубком 14 для выгрузки мелкодисперсного твердого продукта реакции и фторида аммония. К другому торцу барабана 11 приварен вал 15, выступающий из корпуса 5. Конец вала 15 через редуктор 16 соединен с двигателем 17. Редуктор 16 и двигатель 17 установлены на платформе, закрепленной на торце рамы 3. Внутрь каркаса 7 вставлены термопары 18, расположенные вблизи внешней стенки барабана 11.

Внутрь барабана 11 помещены мелящие тела: два металлических стержня 19 и шары 20. Участок поверхности барабана 11, со стороны вала 15, выполнен с перфорацией 21 и размещен внутри промежуточного короба 22, который снизу соединен со сборником твердого продукта реакции 23. Сверху промежуточный короб 22 снабжен дополнительным патрубком 24 для отвода газообразных продуктов реакции, а снизу задвижкой (на фиг. 1 на показана).

В выступающий из корпуса 5 торец барабана 11 через отверстие 25 и короб 12 вставлен шнековый питатель 26, подключенный к двигателю с блоком управления 27. Над шнековым питателем 26 установлен бункер 28 подачи исходного сырья.

Шнековый питатель 26, двигатель с блоком управления 27, бункер 28 закреплены на одном торце рамы 3.

Барабанная вращающаяся печь работает следующим образом. Исходный продукт, представляющий собой, смесь редкометалльного сырья, в частности титансодержащего сырья (ильменитовый концентрат, титановый шлак, и др.) и фторида и/или гидродифторида аммония загружают из бункера 28 шнековым питателем 26 в барабан 11. Скорость подачи смеси варьируют, регулируя частоту оборотов с помощью блока управления двигателем 27. Процесс разложения сырья инициируется нагревом барабана 11 до 150-250°С трубчатыми электронагревателями 8. в зависимости от необходимой температуры процесса. Температуру внешней стенки барабана определяют термопарами 18. Теплоизоляционный материал 6 предотвращает рассеивание тепла. Загруженный материал перемещается вдоль вращающегося барабана 11, наклоненного относительно горизонта под определенным углом. Угол наклона рамы 3 относительно горизонта варьируют путем поднятия ее края со стороны загрузки и дальнейшей ее фиксацией рым-болтами, которые вставлены в отверстия 4 пары стоек 1.

Вращение барабана 11 обеспечивается работой двигателя 17 и редуктора 16, а также опорными 9 и опорно-упорным подшипниками 10. При нагревании протекает реакция между компонентами смеси с образованием вязкого продукта с высокими адгезионными свойствами. Далее происходит выделение воды и газа, что влечет к высыханию продукта и его схватыванию. За счет соударений стержней 18 и шаров 19 друг с другом и с внутренней стенкой барабана 11, налипший на их поверхностях продукт удаляется и измельчается до размеров, позволяющих пройти через перфорацию 21. При прохождении через перфорацию 21 твердый продукт реакции попадает в короб 22, откуда он выгружается в съемный сборник 23. В процессе смены сборника 23 возможно перекрывание короба 22 задвижкой. Образующиеся в процессе газообразные продукты реакции выводятся противотоком через отверстие в барабане 25 в короб 12. При этом происходит захват части мелко диспергированного твердого продукта реакции и фторида или бифторида аммония, большая часть которого оседает в коробе 12. При заполнении короба 12 проводят выгрузку накопленного мелкодисперсного твердого продукта реакции через патрубок 14. Получаемый в ходе реакции газообразный продукт направляют через патрубок 13 в систему газоочистки. Начало отвода газообразных продуктов реакции через патрубок 24 свидетельствует о необходимости увеличения разряжения в барабане 11 через отверстие 25.

Продолжительность пребывания смеси в барабане 11 печи зависит от угла наклона печи относительно горизонта, причем регулирование угла наклона барабана 11 осуществляют путем изменения уровня расположения начала рамы 3 относительно начала поддерживающих его стоек 1.

Частота вращения барабана 11 влияет на режим измельчения смеси. Наиболее эффективен для измельчения данного вида материала водопадный режим, когда шар 20 в верхней точке подъема отрывается от стенки и возвращается в нижнюю точку по параболической траектории с ударом. Однако соответствующие этому режиму скорости вращения близки к критической, когда шары 20 начинают вращаться вместе с барабаном 11, не измельчая материал. Вместе с шарами 20 в зону химической реакции помещены два металлических стержня 19, траектории движения которых не позволяют шарам 20, покрытым вязким адгезионным слоем продуктом реакции, схватиться с внутренней стенкой барабана 11.

После измельчения продукта реакции до размера, позволяющего пройти через перфорацию 21, продукт реакции через короб 22 выгружается в съемный сборник 23. Продукт представляет собой фтораммонийные соединения, дальнейшая переработка которых позволяет получить оксиды и другие соединения.

Барабанная вращающаяся печь, содержащая теплоизолированный изнутри корпус, установленный на стойках, внутри которого размещен барабан, заполненный шарами, причем часть поверхности барабана выполнена с перфорацией, подшипники, шнековый питатель, подключенный к двигателю, бункер подачи исходного сырья, установленный над шнековым питателем, нагреватели, патрубки выхода газообразных и твердых продуктов реакции, отличающаяся тем, что корпус выполнен в форме параллелепипеда и жестко закреплен на раме, теплоизоляционный материал размещен на внутренней поверхности корпуса, на теплоизоляционный материал установлен полый каркас, барабан выполнен цилиндрическим и установлен на раме с помощью подшипников, в барабан дополнительно помещены два металлических стержня, при этом один торец барабана выступает из корпуса и вставлен в короб, через который и отверстие в торце барабана вставлен шнековый питатель, короб сверху снабжен основным патрубком для отвода газообразных продуктов, а снизу - патрубком для выгрузки мелкодисперсных твердых продуктов реакции, унесенных противотоком из барабана, причем к другому торцу барабана приварен вал, выступающий из корпуса, конец вала через редуктор соединен с упомянутым двигателем, участок поверхности барабана со стороны вала выполнен с перфорацией и размещен внутри промежуточного короба, который снизу соединен со сборником твердых продуктов реакции, а сверху снабжен патрубком для отвода газообразных продуктов реакции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубчатому реактору с вращающейся камерой для термообработки биомассы. Реактор включает реакторную камеру, которая разделена на несколько зон кольцеобразными листами, и подающие инструменты, прикрепленные к кольцеобразным листам, при этом, по меньшей мере, на одном листе предусмотрены подающие инструменты для различных направлений вращения.

Изобретение относится к устройству и способу для разделения металлов и их оксидов, в частности, в цветных сплавах, таких как цинк. .

Изобретение относится к барабанным проходным печам для производства насыпных, легковесных строительных материалов, а именно к печам для производства гранулированного пеносиликата.

Изобретение относится к химической пром-ти. .

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве легких пористых заполнителей. .

Изобретение относится к устройствам для термической обработки материалов, не допускающих контакта с теплоносителем, например для получения фтористого водорода , кальцинированной соды, катализатоА-А ров.

Изобретение относится к теплотехническому оборудованию для обработки сыпучих материалов, преимущественно сушки и обжига гипса, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к вращающейся барабанной печи с малым наклоном, нагреваемой извне, для обработки минеральных иили техногенных руд или концентратов фторидом иили гидрофторидом аммония при переработке титансодержащего сырья. Барабанная вращающаяся печь содержит теплоизолированный изнутри корпус, установленный на стойках. Корпус выполнен в форме параллелепипеда и жестко закреплен на раме. Теплоизоляционный материал размещен на внутренней поверхности корпуса, на теплоизоляционный материал установлен полый каркас. Барабан выполнен цилиндрическим и установлен на раме с помощью подшипников. В барабан помещены шары и два металлических стержня. Один торец барабана выступает из корпуса и вставлен в короб, в торец барабана через короб и отверстие в торце барабана вставлен шнековый питатель. Короб сверху снабжен основным патрубком для отвода газообразных продуктов, а снизу - патрубком для выгрузки мелкодисперсных твердых продуктов реакции, унесенных противотоком из барабана. К другому торцу барабана приварен вал, выступающий из корпуса. Конец вала через редуктор соединен с двигателем. Участок поверхности барабана со стороны вала выполнен с перфорацией и размещен внутри промежуточного короба, который снизу соединен со сборником твердых продуктов реакции, а сверху снабжен патрубком для отвода газообразных продуктов реакции. Обеспечивается предотвращение схватывания загружаемой смеси с внутренней стенкой барабана в процессе нагревания, нагрев сырья непосредственно через стенку барабана. 1 ил.

Наверх