Многоступенчатый циклонный теплообменник Советский патент 1983 года по МПК F27B7/34 

(5) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦИКЛОННЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к промышленности строительных материалов., преимущественно к устройствам для предварительного нагрева мелкодисперсного материала. Известно устройство для предварительного нагрева мелкодисперсного цементного материала, содержащее многоступенчатый циклонный теплообменник Со. Недостатком данного устройства является невысокое качество подгото ки материала, связанное с недостаточно эффективным теплообменом между газовым потоком и материалом. Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является многос пенчатый циклонный теплообменник, содержащий циклоны-осадители с утечками для подачи сырьевой смеси в со динительный газоход нижераспапоженной ступени Г. Недостатком известного устройства является неравномерное распределение термообрабатываемых частиц и газового потока по сечению, что приводит к снижению степени термохимической подготовки сырья из-за недостаточно зффективного теплообмена между газовым потоком и материалом. Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена« Поставленная цель достигается тем, что в многоступенчатом циклонном теплообменнике, содержащем циклоны-осадители с течками для подачи сырьевой смеси в соединительный газоход нижерасположенной ступени, каждый циклон-осадитель снабжен дополнительными течками, расположенными под углом, равным 5-30 друг к другу и к основной течке и входящими в верхнюю часть соединительного газохода на расстоянии от выходного сечения течек из;циклона, равном 0,5-1,5 диаметра циклона-осадителя. На чертеже изображен схематически многоступенчатый циклонный теплообменник. Теплообменник содержит цикло осадитель 1, течка 2 для подачи сырьевого материала в соединительный газоход 3 нижерасположенной ступени Л, дополнительные течки 5. Устройство работает следующим образом. Материал из циклона-осадителя 1 по основной течке 2 и по дополнитель ным течкам 5 поступает в соединитель ный газоход 3 нижерасположённой ступени При этом угол между течками 2 и 5 составляет , а длина те чек 0,5-1,5 диаметра циклона. Газовый поток идет в обратном направлении снизу вверх. Преимущества предложенного устройства в сравнении с известным вытекают из нижеследующего. При подаче материала только по о ной основной течке 2 он подхватывается газовым потоком в газоходе 3 и переносится им в циклон k. При эТом материал остается в газовом потоке сравнительно плотным сгустком, облаком и это значительно снижает фактическую поверхность теплообмена тем более, чем газовый поток отбрасывает материал прд действием центро бежной силы к внешней стенке потока. Разбиение же потока материала на 2,3, и т.д. струи, во-первых, искус ственно увеличивает поверхность теплообмена, разрывая, рассеивая объем партии материала, во-вторых, множественное и к тому же часто прерывистое поступление твердой фазы в газовый поток в сильной степени турбулизует последний. Все это в конечном счете значительно улучшает условия теплообмена и повышает степень нагрева материала. Углы между течками, а также длины их выбраны из соображений свободного прохода материала по течкам, минимального охлаждения его при этом, а также создания условий наилучшей турбулизации газового потока в газоходе, играют роль такие конструктивные параметры, например, соотношения между диаметрами соединительного газохода 3 и циклона 1. Конкретные данные углов между точками и длин их получены экспериментально на физических моделях. Результаты сравнительных теплотехнических испытаний известного и предлагаемого устройств представлены в таблице. Испытания выполняются на модели с диаметром циклона kOO мм, длиной трех течек 250, 280, 420 мм,, углами между течками 8, 12, 22 Материалом служит песок с узким диапазоном вариации дисперсности. Длительность эксперимента составляет 3 ч после предварительного прогрева газохода и циклонов.

Ниже приведены данные по выбору угла между течками. Угол, град. Температура материала на выходе и циююна, °С О одна течка 380 3382

5395

,

25kf S

30kBQ

35kB5

40487

Пределы расстояния от выходного отверстия течки до входа ее в газоход приняты по следующим соображение ям. В нижней части циклона материал оседает и образует уплотненные агрегаты, обладающие значительным термическим сопротивлением. Как показыва ют эксперименты, а также практика эксплуатации, эти агрегаты разрушаются при движении по течке на участке от 0,5 диаметра циклона и более. При движении материала на участке длиной более 1,5 диаметров циклона разрушение образовавшихся агрегатов

заканчивается и резко возрастают потери тепла в окружающую среду.

Формула изобретения

Многоступенчатый циклонный теплообменник для вращающейся печи, включающий циклоны-осадители с течками для для подачи олрьевой смеси в соединительный газоход нижерасполомсенной ступени, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, каждый- цикпон-осадитель снабжен дополнительными течками, расположенными под углом равным 5-30 друг к другу 14 к основной течке, и входящими в верхнюю часть соединительного газохода на расстоянии от выходного сечения течки из циклона,равном 0,5-1,5 диаметра циклона-осадителя.

Источни ки и нфсфмации , принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР

If 672645, кл F 27 В 7/34, 1974 (прототип) ,