Устройство для термической обработки минерального сырья Советский патент 1983 года по МПК F23G7/00 

Изобретение относится к термической переработке мелкодисперсного минерального сырья, сланцев, отходов производства минерализованных вод и т.д. и может быть применено в химической, энергетической и других отраслях народного хозяйства.

Известны устройства для термической обработки технологического продукта, содержащие последовательно размещенные и разделенные пережимом горизонтальную цилиндрическую плавильную камеру с соплами подвода технологического продукта, топлива и воздуха и сепарационную камеру, снабженную леткой для вывода расплава, сообщающуюся со сборником 1.

Недостатком известных устройств является низкая сепарационная способность, так как сепарационная камера вьшолнена не в виде тела вращения и в ней не обеспечивается сепарация за счет центробежного эффекта. Кроме того, из-за горизонтального расположения плавильной и сепарационной камер из них затруднен вывод расплава.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее установленные соосно под углом к горизонту и разделенные пережимом цилиндррГческую циклонную плавильную камеру с соплами подвода воздуха, топлива и минерального сырья и выполненную в виде усеченного конуса сепарационную камеру с леткой для вывода расплава, сообщающейся со сборником расплава 2.

Недостатком устройства является недостаточная сепарация, так как на выходе из пережима газовый поток разбрызгивает расплав, который, не успевая отсепарироваться на стенках сепарационной камеры, выносится газовым потоком. Этому также способствует спутное движение расплава и газа в сепарационной камере.

Недостатком является и тот факт, что летка не обогревается, что затрудняет выход расплава, вследствие его застывания.

Целью изобретения является повыщение эффективности путем увеличения степени и улучщения вывода расплава.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для термической обработки минерального сырья, содержащем установленные соосно под углом к горизонту и разделенные пережимом цилиндрическую циклонную плавильную камеру с соплами подвода воздуха, топлива и минерального сырья, и выполненную в виде усеченного конуса сепарационную камеру с леткой для вывода расплава, сообщающейся со сборником расплава, сепарационная камера примыкает к пережиму больщим основанием конуса, величина угла раскрытия которого находится в пределах 2ij., где - угол наклона оси камер к горизонту, при этом летка для вывода расплава размещена в передней части сепарационной ка.меры, а плавильная камера снабжена дополнительной леткой для вывода расплава, размещенной в нижней части камеры и сообщающейся со сборником

расплаза.

На фиг. 1 представлено устройство для термической обработки технологического продукта, продольный разрез; на фиг. 2 - схема, поясняющая величину угла конусности сепарационной камеры.

Устройство для термической обработки технологического продукта содержит установленное соосно под углом сС к горизонту цилиндрическую циклонную плавильную камеру 1 и сепарационную камеру 2. Камеры

1 и 2 разделены пережимом 3, снабженным окном 4. Плавильная камера 1 снабжена расположенными в передней части тангенциальными соплами 5 подвода топлива и воздуха и соплом 6 подвода технологического продукта, а в задней части - дополнительной леткой 7 вывода расплава. Сепарационная камера 2 примыкает к пережиму 3 больщим основанием конуса и снабжена в передней части леткой 8 вывода расплава, а в задней части - выходным окном 9. Летки 7 и 8 сообщаются со сборником расплава 10, снабженным устройством 11 для грануляции расплава.

Сепарационная камера 2 выполнена с углом раскрытия KOHycajS , при котором нижняя камера 2 наклонена к горизонту в направлении, встречном наклону оси устройства, чтобы расплав мог стекать в летку 8. Этому условию соответствует неравенство .

Как видно из фиг. 2, .(пунктирная линия), нижняя образующая камеры 2

5 превращается в линию, параллельную горизонту. В этом случае стекание щлака 8 затруднено.

При приближении значения угла раскрытия конусности уЗ к 180° (штрих-пунктирная линия) уменьщаются продольные размеры

0 камеры 2 и при она вырождается в плоскость.

Следовательно, угол раскрытия должен быть всегда меньще 180° и больще двух значений угла наклона оси устройства к горизонту.

Устройство для термической обработки технологического продукта работает следующим образом.

Топливо и воздух через тангенциальные сопла 5 подают в плавильную камеру 1, где

0 топливо в вихревом потоке эффективно сгорает. Технологический продукт, например минеральное сырье или минерализованные твердые или жидкие отходы в дисперсном виде, вводят в камеру 1 через сопло 6 в вихревой поток высокотемпературных продуктов сгорания, под воздействием тепла которых происходит термическая обработка технологического продукта с расплавлением его минеральной составляющей. Центробежными силами газообразных продуктов сгорания боль шая часть расплава сепарируется на стенки плавильной камеры 1 и через летку 7 выводится в сборник расплава 10. Отеканию расплава в летку 7 способствует наклон оси камеры к горизонту в сторону летки 7. Неотсепарированный расплав вместе с вращающимся газовым потоком через окно 4 пережима 3 поступает в сепарационную камеру 2, где происходит дополнительная сепарация расплава. Примыкание сепарационной камеры 2 большим основанием конуса к пережиму 3 способствует сепарации расплава. Продукты сгорания через выходное окно 9 отводятся на дальнейщую переработку или в утилизаторы тепла, а отсепарированный расплав стекает в летку 8. Выполнение сепарационной камеры 2 с углом раскрытия конусности, величина которого находится в пределах , обеспечивает наклон нижней образующей стенки камеры 2 в сторону летки 8, что облегчает вывод расплава и устраняет заброс его в окно 9. Часть продуктов сгорания из плавильной камеры 1 через летку 7, сборник расплава 10 и летку 8 перетекает в сепарационную камеру 2, минуя окно 4 пережима 3. Переток осуществляется, вследствие сопротивления пережима и в результате образования в периферийной зоне камеры 1 повыщенного давления, а в периферийной зоне входного участка камеры 2 из-за раскрытия газовой струи - зоны пониженного давления. Газы, протекая через летки 7 и 8, повышают температуру в последних, тем самым предотвращая застывание расплава, что улучшает его вытекание и устраняет простои на чистку леток. Размещение летки 7 в задней части камеры 1, а летки 8 - в передней части камеры 2, помимо улучшения вывода расплава из камер 1 и 2, улучшает компоновку устройства, снижает габариты сборника расплава 10 и упрощает обслуживание. Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается высокая степень расплава, вследствие чего значительно сокращается надежный и удобный вывод расплава в сборник расплава 10. Все это повышает эффективность устройства, так как уменьшаются, потери продукта, облегчается дальнейщая утилизация тепла газов, устраняются простои устройства из-за необходимости чисток леток 7 и 8, улучшаются санитарногигиенические показатели процесса, снижаются расходы на окончательную очистку дымовых газов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ, содержащее установленные соосно под углом к горизонту и разделенные пережи мои цилиндрическую циклонную, плавильную камеру с соплами подвода воздуха, трпВ)(од топлива, лива и минерального сырья и выполненную в виде усеченного конуса сепарационную камеру с леткой для вывода расплава, сообщающейся со сборником расплава, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности путём увеличения степени сепарации и улучшения вывода расплава, сепарационная камера примыкает к пережиму боль, шим основанием конуса, величина угла раскрытия которого нaxoдиtcя в пределах 2a j3C180°, где - угол наклона оси камер к горизонту, при этом летка для вывода расплава размещена в передней части сепарационной камеры, а плавильная камера снабжена дополнительной леткой для вывода расплава, размещенной в нижней части камеры и сообщающейся со сборником расплава, ха

.,.

J3

Фиг.1