Вращающаяся печь

 

ОП И--С-А НИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социелистическик

Республик ц 717509

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.11.77(21) 2544655/29-33 с прксоединеикем заявки М (5l)M. Кл.

F 27 В 7/16

3Ъсударстеелаый комитет

СССР ао делан изобретениИ и старытиЯ (5З) УДК666.94. ,041(088.8) (23) Приоритет

Опубликовано 25.02.80. Бюллетень ле 7

Дата опубликования описания 27.02.80 (72) Авторы изобретения

Ю. A. Ушаков и В. И. Иванов (71) Заявитель (54) ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к области . устройств типа трубчатых вращающихся печей и сушилок для термической обработки различных материалов, преимущественно в противотоке с печными газами, и может быть использовано в промышленности строительных материалов при получении цементного клинкера, а также в химичес- кой, металлургической и других областях. техники.

В современной промышленности при термической обработке материала:во вращающихся печах наибольшие трудности составляет передача тепла от печных газов к материалу. Особенно это относится к загрчзочной части печи. — зоне сушки . и подогрева.

С целью интенсификации теплообмена в зоне сушки и подогрева устанавливают различного рода теплообменные устройства: цепные, ячеиковые, ковшовые, пластинчатые и т.п., основное назначение ко- . торых — увеличить поверхность теплообмена и тем самым интенсифицировать передачу тепла от газа к материалу (1».

Поскольку теплообменные устройства работают при повышенных температурах (до 1100оС для материала и до 1400 С для газа), к ним предъявляются особые требования по составу материала. Теплообменники изготовляют из нержавеющей стали и различньцс жаропрочных. сплавов (на основе хрома), применяют карборундо вый кирпич и металлокерамику. Все это значительно повышает эксплуатационные затраты на обжиг материала. Несмотря на то, что вес цепных теплообменников достигает 250 т, материал на выходе из них успевает нагреваться всего до 120-300оС, а отходящие газы при этом достигают температуры до 300500 С.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является вращающая печь со-. держащая футерованный огнеупорным мариалом корпус, загрузочный конец которого оборудован теплообменнымн устройствами, 09 4

3 7175 установленными у внутреннейповерхности печи, параллельно ее образующей, а разгрузочный конец снабжен топливосжигающим устройством. Теплообменные устройства здесь выполнены в виде полых цилиндрических или конических труб (2).

Основным недостатком известной печи является низкий коэффициент теплопереда( чи между газом и материалом, высокая металлоемкость, что приводит к повышенному удельному расходу тепла и снижению производительности печи.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена, снижение расхода топлива и повышение производительности печи.

Указанная цель достигается тем, что во вращающейся печи, содержащей футерованный огнеупорным материалом корпус, загрузочный конец которого оборудован теплообменйыми устройствами, установлен- о ными на внутренней поверхности печи параллельно ее образующей, а разгрузочный конец снабжен топливосжигаюшиъг, устройством, теплообменные устройства выполнены в виде тепловых труб, При этом. тепловые трубы расположены блоками вдоль оси печи с чередованием зон нагре- ва тепловых труб каждого последующего по ходу печных газов блока с зонами концентрации предыдущего блока. Кроме того, тепловые трубы снабжены перемычками-ребрами, соединяющими зоны конденсации тепловых труб предыдущего блока с зонами нагрева тепловых труб последующего блока. 35

На фиг.. 1 показана развертка части корпуса печи; на фиг. 2 — сечение по

A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема крепления тепловых труб к корпусу печи с об шей перемычкой (футеровка условно не показана), узел I на фиг. 1.

На чертеже 1 — корпус печи; 2 — футеровка; 3 — тепловые трубы; 4 — зоны нагрева тепловых труб; 5 - зоны конден сации тепловых труб; 6 - общая перемыч-: 4 ка- ребро; 7 — стойки крепления системы к корпусу печи 1; 8 — цепной теплообменник.

Устройство работает следующим образом.

_#_

Материал, подаваемый в печь 1, двиЭ жется к разгрузочному концу в противотоке с печными газами, между газом и материалом происходит непрерывный теплообмен, вследствие чего температура га,за последовательно понижается к загрузочному концу печи 1, а поскольку абсо лютное значение температуры газа в лю- бой зоне печи 1 выше, чем температура материала, то этим обеспечивается постоянный перепад температур на любом участке печи 1. Это. условие дает возможность для нормальной работы тепловых труб 3, установленных вдоль оси печи 1, поскольку известно, что для того, чтобы ! тепловая труба 3 начала работать, достаточно обеспечить перепад температур на ее концах хотя бы в 5 С.

В зонах нагрева 4 тепловых труб 3 рабочая жидкость испаряется, тем самым отнимает тепло газа .и в виде пара переносит его в зону конденсации 5 тепловых труб 3, где пар конденсируется и отдает тепло через саму трубу 3 и ребра 6 к материалу. Поскольку зоны конденсации

5 более нагретых труб 3 предыдущего блока связаны обшей перемычкой-ребром

6 с зонами нагрева 4 каждого последующего блока, этим еше более интенсифицируется передача тепла от "горячего" конца теплообменника к "холодному, где материал менее всего нагрет и где наиболее интенсивным оказывается теплообмен, который, как известно, зависит от перепада температур.

Для повышения механической прочности устройства каждую тепловую трубу 3 с помощью сварки крепят к корпусу печи

1 .посредством перемычки ребра 6 и стоек

7, которые затем зафутеровывают огнеупорным кирпичом.

Пример. Теплообменное устройство установлено на вращающейся печи 1 диаметром

5х185 м и производительностью 100 т/час, предназначенной для получения глиноземно»

ro спека. Теплообменное устройство установлено взамен гирляндной цепной завесы и цепных ковриков, общий вес которых составлял 250 т.

Тепловые трубы 3 диаметром 50 мм и длиной 6 м изготовлены из стальных труб, заглушенных электросваркой с торцов и заполненых на 1/3 объема водой.

Тепловые трубы 3 не имеют капилярнопористой набивки, .поскольку они установлены параллельно оси печи 1, имеющей наклон в сторону движения материала

2-5% к горизонту. Такая установка тепловых труб 3 позволяет за счет сил гравитации рабочую .жидкость постоянно перетекать в зону нагрева 4 тепловых труб 3.

Тепловые трубы 3 установлены семью блоками на участке от 20-го метра, считая от обрезе печи -1, до 55-ro метра.

Зоны. конденсации 5 каждого предыдущего

5 71 блока на 1 м перекрывают эоны нагрева

4 последующего блока и связаны общей перемычкой 6. Всего по окружности в каждом блоке установлено по 72 трубы 3.

Длд снижения пылевыноса из печи на участке от 10 по 20 м сохранена цепная завеса весом 40 т. Кроме того, для чистки от наростов и лучшего теплообмена на участке от 20 по 32 м навешена свободновисяшая цепная завеса весом

40 т.

Таким образом, общий вес теплообменного устройства составил: 40 т + 40 т +

+ 14 т = 94 т, где 14 т — вес тепловых труб с ребрами.

Таким образом, металлоемкость теплообменников снизилась более чем в 2,5 раза. При этом температура материала на выходе из теплообменников повысилась до 400 С, а отходящих газов снизилась до 180 С. За счет снижения аародинамического сопротивления печи повысиййсь ее производительность.

Формула изобретения

1. Вращающаяся печь, содержащая футеров анный огнеупорным материалом кор пус, загрузочный конец которого оборудо7509 6 ван теплообменными устройствами, уста-1 новленными на внутренней поверхности пе4 чи параллельно ее образующей, а разгрузочный конец снабжен топливосжигаюшим устройством, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, снижения расхода топлива и повьпиения производительности печи, теплообменные устройства выполнены в виде

10 тепловых труб.

2. Печь по п. 1, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что тепловые трубы расположены. блоками вдоль печи с чередованием зон нагрева тепловых труб каждого последующего по ходу печных газов флока с зонами конденсации предыдущего блока.

3. Печь по пп ° 1 и 2, о т л и ч а юш а я с я тем, что тепловые трубы снабжены перемычками- ребрами, соединяющими зоны конденсации тепловых труб предыдущего блока с зонами нагрева тепловых труб последующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ,1. Г. C. Вальберг и др. Интенсификация производства цемента", Стройиздат, М., 1971, с. 59-100.

2. Авторское свидетельство СССР

%613189, кл. F 27 В 7/16, 1976.

7 17509

Составитель Л. Петрова

Редактор И. Прошина Техред С. Мигай Корректор О. Ковинская

Заказ 9817/53 Тираж 671 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5.

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