Печь для обжига - RU2082067C1
Код документа: RU2082067C1
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к печам для обжига твердого материала в порошкообразной или пылевидной форме, в которых упомянутый материал обрабатывается во взвешенном состоянии в газах обработки.
Многочисленные способы преобразования сырья включают этап тепловой обработки, иногда сочетаемый с химической реакцией с газом. Максимальная эффективность теплового обмена химической реакции происходит, когда можно обеспечить контакт с газом твердых мелко раздробленных частиц, например в случае обжига или предварительного обжига сырья для получения цементного клинкера.
Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является печь для обжига твердого материала в порошкообразной или пылевидной форме, содержащая футерованный корпус, камеру ввода газа и размещенное на своде печи камерное загрузочное устройство.
Недостатком известной печи является неравномерность распределения твердого материала по сечению печи, которая приводит к гранулометрическому разделению и, следовательно, к разнице в обработке частиц в соответствии с их величиной, а также трудность осуществления правильного распыления твердых веществ в газе.
Технический результат данного изобретения состоит в повышении равномерности распределения твердого материала по сечению печи.
Указанный технический результат достигается тем, что в печи для обжига твердого материала в порошкообразной или пылевидной форме, в которой упомянутый материал обрабатывается во взвешенном состоянии в газах обработки, содержащей футерованный корпус, камеру ввода газа и размещенное на своде печи камерное загрузочное устройство, камера ввода газа представляет собой камеру сгорания и установлена на своде печи, а загрузочное устройство расположено концентрично камере ввода газа, при этом камера загрузочного устройства выполнена кольцевой с вертикальной или образующей угол менее 30o к вертикали осью, с закрытой верхней частью с постоянной площадью поперечного сечения и с уменьшающимся поперечным сечением в нижней части, при этом выходное отверстие нижней части камеры выполнено кольцевым или в виде ряда отверстий по окружности, причем к верхней части загрузочного устройства подсоединен, по крайней мере, один трубопровод для подвода газа. При этом отношение площади поперечного сечения верхней части кольцевой камеры к площади поперечного сечения выходного отверстия больше 3. Отношение площади поперечного сечения верхней части кольцевой камеры к площади поперечного сечения трубопровода для подвода газа больше 3. Кроме того, верхняя часть кольцевой камеры образована цилиндрическими стенками с общей осью. Верхняя часть кольцевой камеры может быть образована цилиндрическими стенками со смещенными относительно друг друга осями. Нижняя часть кольцевой камеры образована двумя коническими стенками, оси которых совпадают с осями цилиндрических стенок верхней части камеры или параллельны этим осям, или направлены под углом к ним. Выходное кольцевое отверстие нижней части камеры загрузочного устройства снабжено вертикальными или наклонными лопатками. При этом размещенные по окружности выходные отверстия нижней части камеры загрузочного устройства соединены с вертикальными или наклонными каналами в своде печи.
На фиг. 1 представлен разрез по диаметральной плоскости печи для обжига; на фиг. 2 вид снизу свода печи, показывающий кольцевое выходное отверстие загрузочного устройства и разрез внешней стенки загрузочного устройства; на фиг. 3 вид, показывающий вариант реализации изобретения и аналогичный фиг. 2.
На фиг. 1 представлена верхняя часть печи для обжига, предназначенной для предварительного обжига сырья в установке по производству цементного клинкера сухим способом. Она получает предварительно нагретое сырье в виде муки и питает вращающуюся трубчатую печь, где производится обжиг сырья и где оно превращается в клинкер.
Печь для обжига твердого материала в порошкообразной или пылевидной форме, в которой упомянутый материал обрабатывается во взвешенном состоянии в газах обработки, содержит футерованный корпус 1, камеру 2 ввода газа, представляющую собой камеру сгорания и имеющей горелку 3. Камера ввода газа установлена на своде печи. Горелка образует пламя 4, которое распространяется к низу печи. Печь имеет вертикальную ось и имеет симметрию вращения. Сырье 5, поступая из устройства для предварительного нагрева, вводится в печь посредством размещенного на своде печи камерного загрузочного устройства 6 и находится во взвешенном состоянии в газовом потоке, циркулирующем, по крайней мере, в одном трубопроводе 7 для подвода газов, и пневматически транспортируется до загрузочного устройства. Газ может быть теплым воздухом, поступающим из охладителя клинкера или отработанным газом вращающейся печи. Загрузочное камерное устройство расположено концентрично камере ввода газа (вокруг камеры ввода газа), ось его совпадает с осью печи. Камера загрузочного устройства 6 выполнена кольцевой с вертикальной или образующей угол менее 30o к вертикали осью, с закрытой верхней частью с постоянной площадью поперечного сечения и с уменьшающимися поперечным сечением в нижней части. При этом выходное отверстие нижней части камеры выполнено кольцевым или в виде ряда отверстий 9 по окружности. К верхней части загрузочного устройства подсоединен, по крайней мере, один трубопровод 7 для подвода газа.
Отношение площади поперечного сечения верхней части кольцевой камеры к площади поперечного сечения выходного отверстия или совокупности отверстий 9 больше 3. Отношение площади поперечного сечения верхней части кольцевой камеры к площади поперечного сечения трубопровода 7 для подвода газа больше 3.
Верхняя часть кольцевой камеры может быть образована цилиндрическими стенками 10, 11 с общей осью. Верхняя часть кольцевой камеры может быть образована цилиндрическими стенками со смещенными относительно друг друга осями. Нижняя часть кольцевой камеры образована двумя коническими стенками 12, 13, оси которых совпадают с осями цилиндрических стенок 10, 1 верхней части камеры или параллельны этим осям, или направлены под углом к ним. Верхняя часть кольцевой камеры закрыта крышкой 14.
Конусность конических стенок 12, 13 выбирается в зависимости от формы газового потока, который желательно образовать в печи, например чтобы получить полый конический поток.
Таким образом, площадь поперечного сечения кольцевой камеры в верхней и средней частях, а в нижней части выходного отверстия 8 площадь ее поперечного сечения постепенно уменьшается.
Выходное кольцевое отверстие 8 нижней части камеры загрузочного устройства снабжено вертикальными или наклонными лопатками 15, которые улучшают механическую устойчивость устройства. Эти лопатки могут быть расположены вертикально или наклонно, чтобы сообщить вращательное движение с небольшой скоростью газовому потоку, выходящему из загрузочного устройства.
В другом варианте кольцевое отверстие 8 может быть заменено рядом отверстий 9, расположенных по окружности, как представлено на фиг. 3. Эти отверстия соединены с вертикальными или наклонными каналами в своде печи, образуя желобки соответственно ориентированные, чтобы образовывать полый газовый поток желаемой формы конической, цилиндрической или расширяющейся - и, в известных случаях, чтобы сообщить вращательное движение с небольшой скоростью этому потоку. Общая площадь этих отверстий должна быть достаточной, чтобы совокупность индивидуальных потоков, которые из них выходят, могли составить при небольшом расстоянии от распределителя поток с кольцевым сечением без разрыва сплошности. С этой целью указанные желобки могли бы иметь сечение постепенно увеличивающееся от внутренней части распределителя к внешней.
Трубопровод 7 питающая труба загрузочного устройства, если необходимо, может заменяться двумя или более трубопроводами с равноценным общим сечением, оси которых расположены, как ось трубопровода 7, в плоскостях, содержащих ось загрузочного устройства и которые входят в него в точках, расположенных на расстоянии друг от друга на одной окружности. Необходимо, однако, отметить что когда существует один источник обрабатываемого сырья, выгодно иметь возможность пневматически транспортировать весь дебит сырья от загрузочного устройства посредством одного трубопровода.
Хотя в форме реализации, описанной выше, печь и загрузочное устройство имеют одну вертикальную ось, загрузочное устройство данного изобретения может также использоваться в различных положениях, с осью наклонной к вертикали, однако угол, который его ось образует с вертикалью, не должен превышать 30o.
Вместо того чтобы быть концентрическими, две цилиндрические стенки 10 и 11 могли бы иметь параллельные сдвинутые оси, при этом ось кольцевого отверстия 8 совмещается с одной из осей или сдвигается относительно двух осей; тогда нижняя часть камеры будет разграничена коническими стенками 12, 13, оси которых образуют с осями стенок 1-, 11 углы, величина которых будет функцией смещения этих осей относительно оси отверстия 8. Смещение осей относительно друг друга цилиндрических частей камеры не должно быть выше чем в 0,3 раза разницы между внутренними радиусами внутренних и внешних стенок камеры.
Форма и размеры загрузочного устройства позволяют иметь небольшие скорости в верхней части камеры загрузочного устройства. Например, для скорости газа в трубопроводе 7 между 12 и 25 м/сек средняя скорость в поперечном сечении верхней части камеры будет ниже 5 м/сек. Эта небольшая скорость, так же как радиальный вход в загрузочное устройство, помогает избегать разделения из-за общего или местного центрифугирования.
В качестве других преимуществ изобретения можно отметить: способность нормально работать с большими нагрузками сырья (свыше 1 кг/кг газа) и незначительную чувствительность к вибрации дебитов или к неполадкам (нужно отметить, что наклоны стенок 12 и 13 выше угла откоса сырья, которое обрабатывается, чтобы избежать любого отложения), возможность иметь одно питание в какой-либо одной точке его периферии, возможность сообщить на выходе загрузочного устройства вращательное движение газовому потоку со скоростью, выбранной в зависимости от потребностей питаемого аппарата, легкость изготовления, вытекающую из простоты его форм, в случае когда продукты имеют высокую температуру и стенки загрузочного устройства должны быть защищены внутри огнеупорным покрытием.
В данном изобретении газовый поток, транспортирующий твердый материал, поступает в загрузочное устройство радиально.
Нижние конические стенки загрузочного устройства позволяет создавать кольцевой поток расширяющийся конической или цилиндрической формы, а за счет установки в кольцевом выходном отверстии лопаток газовому потоку, входящему через это отверстие, сообщается вращательное движение вокруг оси устройства.
В случае выполнения ряда отверстий с образованием коротких желобков обеспечивается возможность образования газового потока желаемой формы и сообщения ему в известных случаях вращательного движения.
Реферат
Изобретение относится к печам для обжига твердого материала в порошкообразной или пылевидной форме, в которых упомянутый материал обрабатывается во взвешенном состоянии в газах обработки. Сущность изобретения: В печи обрабатываются твердые порошкообразные материалы, транспортируемые в кольцевом сечении большого диаметра пневматически. Печь содержит футерованный корпус, камеру ввода газа и размещенное на своде печи концентрично камере ввода газа камерное загрузочное устройство. Камера ввода газа установлена на своде печи и представляет собой камеру сгорания. При этом камера загрузочного устройства выполнена кольцевой с вертикальной или образующей угол менее 30o к вертикали осью, с закрытой верхней частью с постоянной площадью поперечного сечения и с уменьшающимся поперечным сечением в нижней части, при этом выходное отверстие нижней камеры выполнено кольцевым или в виде ряда отверстий по окружности, причем к верхней части загрузочного устройства подсоединен радиально, по меньшей мере, один трубопровод для подвода газа. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
