Устройство для тепловой обработки цементной сырьевой смеси

 

(72) Авторы изобретения

С. М. Арутюнов, P, P. Авджиев и Н. Е. Соловушков

Государственный ордена Трудового Красного Знамени всесоюзныи проектный и научно-исследовательский инспггут цементной промышленности и Сланцевский цементный завод (7 > ) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕМЕНТНОЙ

СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к тепловой обработке дисперсных материалов, например цементной сырьевой смеси, и может бытьисполъзовано в промышлешюсти строительных материалов, химической, глиноземной промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для тепловой обработки порошкообразного материала, состоящее иэ теплообменной шахты с циклонами-осадителями и камеры термообработки, выполненной в ви10 де реактора с псевдоожиженным слоем и снабженной течкой для подачи промежуточного теплоносителя, а между реактором и теплообменной шахтой установлен осадитель, соединенный с ними газоходами (1).

К недостаткам устройства следует отнести высокое аэродинамическое сопротивление системы, необходимость подачи промежуточного теплоносителя и обогащение конечного продукта, цементного клинкера, щелочами иэ-за кон20 денсации последних на промежуточном твердом теплоносителе, Известно также устройство для нагрева и обжига порошкового и (или) пылевидного материала, содержащее вращающуюся печь, холодильник, гаэоходы, циклоны, течки и декарбонизатор, состоящий из камеры предварительного сгорания и кальцинатора; через форсунку, установленную в торце камеры предварительного сгорания, подают топливо, а воздух для сжигания подведен от холодильника тангенциально; в кальцинатор по касательной поступает через трубопровод вторичный воздух с сырьем под большим напором; благодаря центробежной силе потоки воздуха в кальцинаторе разделяются на центральный вихревой поток и пЛотный слой сырья у стенок (2), Недостатком этого устройства является создание плотного слоя сырья у стенок кальцинатора, что при наличии легкоплавких щелочных соединений приводит к замазыванию кальцинатора при термообработке материала. Наличие двух потоков воздуха, вращающихся в одном направлении, приводит к интенсивному горению в центре и недостаточному контакту продуктов горения с материалом, находящимся у стенки.

Вращение потоков воздуха в одном направле685891

3 иии приводит к росту аэродинамического сопро ти "-чечня системьу.

Целью изобретения является повышение надежности работы декарбонизатора путем уменьшения иаростообразованил и повышение производительности печи.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве патрубки для подачи воздуха в камеру распределения и сгорания врезаны эер1кально относительно друг друга, а диаметр камеры распределения составляет 1/3 — 2/3 диаметра камеры сгорания, при этом форсунки установлены в шахматном порядке, а течка циклона примыкает к камере распределения,с торца.

Кроме того, в патрубках для подачи воздуха под углом к их осям установлены форсунки, а камера распределения установлена эксцентрически камере сгорания.

HQ фиг. 1 схематически представлено предлагаемое уст1>ойство, общий вид; на фиг. 2— узел врезки патрубков для подачи горячего воздуха..

Устройство состоит из циклонов 1 — 4, газоходов 5 — 8, соединяющих циклоны между собой и с печью 9. Циклоны имеют разгрузочные течки 10-13. Между вращающейся печью 9 и циклоном первой (по ходу газов) ступени 4 установлен декарбонизатор 14. Декарбоиизатор 14 состоит из распределительной камеры 15 и камеры сгорания 16, по касательной к которым зеркально один относительно другого врезаны соответственно патрубки 17 и 18 для подачи горячего воздуха, например, от колосникового холодильника, К камере 15 распределения, высота которой равна 0,4 — 0,5 ее диаметра, примыкает с торца течка 12, которая может быть расположена под углом к потоку воздуха. Камеры распределения и сгорания представляют собой цилиндры, соединенные друг с другом, причем для предотвращения попадания материала на стенки диаметр камеры распределения составляет не более 2/3 диаметра камеры сгорания. С целью повышения степени перемсшивания материала с газом камера распределения может быть расположена эксцентрически камере сгорания, В цилиндрической части декарбош1эатора установлены в шахматном порядке форсунки

19, соединенные с коллектором топлива 20.

Амбразура для установки форсунок позволяет менять их угол наклона как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости с целью регулирования времени пребывания материала в зоне высоких температур. В нижней части декарбонизатор 14 соединен устьем 21 с газоходом, снабженным пережимом 22.

Устройство работает следующим образом, 4

Сырьевая смесь, вдуваемая в газоход 8, проходит последовательно циклоны 1, течки 10, газоход 7, циклон 2, течку 11, Из газохода 6 материал направляется в циклон 3 и по течке

12, врезанной в торце распределительной камеры 15, попадает в поток воздуха, идущего из патрубка 17. В камере 15 происходит распределение материала в потоке воздуха. Из камеры

15 эавихренный поток воздуха и материала поступает в камеру сгорания 16, причем материально-воздушный поток занимает только 2/3 обьема камеры сгорания, не соприкасаясь с ее стенками. К камере сгорания таигенциально

1подсоединен патрубок 18 через который подается также горячий воздух. Патрубки 17 и 18 врезаны соответственно в камеру распределения и камеру сгорания зеркально один относительно другого, что позволяет закручивать потоки в противоположные стороны и предотвращает

20 попадание материала на стенки камеры сгорания. В цилиндрической части камеры сгорания установлены в шахматном порядке форсунки

19 для подачи топлива. Такое расположение

25 форсунок создает благоприятные условия для сжигания топлива, так как не происходит пересечения факелов противоположных форсунок.

Топливо, выходящее из форсунок, смешиваясь с воздухом из патрубка 18, воспламеняется.

Вторичный,воздух вместе с находящимся в

30 нем материалом с температурой 650 — 750 С о поступает иэ распределительной камеры 15 в камеру сгорания 16, за счет чего происходит дожигание топлива. Образовавшиеся высоко35 температурные продукты сгорания, непосредственно контактируя с материалом, декарбонизи. руют сырье на 85 —.90%. Высокой степени декарбонизации сырья способствует передача тепла в перекрестном потоке, так как материал идет сверху вниз, а факел форсунок имеет горизонтальное или близкое к нему направление, К тому же, различное направление воздуш1п1х потоков тормоэйт движение материала, так как часть энергии потока идет на изменение направления воздушных струй, что способствует увеличению времени пребывания материала в декарбонизаторе. Из камеры сгорания материал через устье 21 декарбонизатора 14 вместе с продуктами сгорания попадает в га50 зоход 5 и направляется в циклон 4. В циклоне 4 материал- выделяется из газового потока и по течке 13 направляется во вращающуюся печь, где завершаются процессы клинкерообраэования. Из циклона 4 отходящие газы последовательно проходят три ступени циклонов, огдавая свое тепло сырьевому материалу и дымососом направляются в злектрофильтр на очистку.

С целью повышения температуры воздуха, идущего на горение в декарбонизаторе, а также

5 68589 эффекта закрутки воздушных потоков в противоположные стороны, увеличения времени пребывания материала и снижения аэродинамического сопротивления, в патрубках 17, 18 могут быть установлены форсунки, расположенные под углом менее 90 к осям соответствующих патрубков камер распределения и сгорани а распрецелительная камера расположена эксцентрически относительно камеры сгорания, при этом максимальный эксцентриситет равен 1/6 10 диаметра камеры сгорания.

Устройство позволяет повысить производительность печи в 1,1 — 2,5 раза с одновременным уменьшением или полным исключением замазыванйя камеры сгорания и патрубков для пода- 15

1 чи воздуха, а также значительно снизить недожог топлива и аэродинамическое сопротивление декарбонизатора.

Формула изобретения

1. Устройство для тепловой обработки цементной сырьевой смеси, включающее вращас ющуюся печь, газоходы, течки, циклоны, декарбонизатор с камерами распределения и сгорания, патрубки для подачи воздуха и фор25 сунки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы декарбонизатора и производительности печи, патрубки для подачи воздуха в камеру распределения и сгорания врезаны зеркально относительно друг друга, а диаметр камеры распределения составляет 1/3 — 2/3 диаметра камеры сгорания, при этом форсунки в декарбонизаторе установлены в шахматном порядке, а течка циклона примыкает к камере распределения с торца.

2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что в патрубках для подачи воздуха под углом к их осям установлены форсунки.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е- . е с я тем, что камера распределения установлена эксцентрически относительно камеры сгоранил.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР No 507765, кл. Е 27 В 7/34, 1973.

2. Патент США Р 3834860, кл. 432 — 58, опублик. 1973. (прототип}.

685891

Дмхп йтзм

Редактор И. Шубина

Заказ 5443/40 Тираж 696 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Cbipbe//Z

cFя ь

Составитель Т. Круглова

Техред 3. Фанта Корректор Ю. Макаренко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4