Способ термообработки сыпучего материала во вращающейся печи Советский патент 1983 года по МПК F27B7/36 

Изобретение относится к технике теплообмена во вращающихся печах и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Известен способ термообработки сыпучего материала во вращающейся печи, при которой материал и горячие газы движутся в противопотоке с одно временной турбулизацией за счет вращательного движения, например, в цик лонных элементах/При таком способе термообработки потоки частиц материала и газа находятся во взвешенном состоянии, контактируют друг с другом, что обеспечивает большую поверхность контакта Cl I . Однако известный способ характеризуется недостаточной эффективность так как.малы относительные скорости материала и газа, отсутствуют возможности их позонного изменения. Целью изобретения является повышение эффективности теплообмена. Указанная цель достигается тем, что согласно способу термообработки сыпучего материала во вращающейся пе чи путем турбулизации потоков газа и материала, турбулизацию осуществляют за счет ударной волны. При этом ударную волну получают за счет импульсного сжигания топлива Кроме того, ударную волну подают в слой материала,или в район установ ки теплообменных элементов. Ударную волну также направляют по окружности печи. В предлагаемом способе горячие га просасываются через вращающуюся печь со скоростями от i до 18 м/с, т.е. со скоростями меньшими, чем необход мы для обеспечения витания мелких и крупных частиц материала, следовательно, при отсутствии посторонних возбудителей теплообмен между горячими газами и материалом происходит только по поверхности материала, а также с пылевидными частицами материала, которые витают в газовом потоке и при существующих в печах скоростях. При инициировании ударной волны возникают фонтаны из материала, чере которые проходит газ, причем поток газа турбулизируется, что способству эффективному теплообмену. Частота инициирования ударной вол ны может быть от 0,5 ДО 50 Гц в зависимости от средней крупности зерен материала (чем больше зерна материала, тем больше частота, чтобы обеспечить постоянное наличие частиц материала в газовом потоке, так как крупные частицы быстрее осаждаются). Интенсивность ударной волны берут тоже в зависимости от крупности материала из условия обеспечения поднятия крупных частиц в верхнюю часть сечения печи (чем больше частицы, тем больше мощность ударной волны). При наличии внутри печи теплообменных устройств, на которых может налипать материал, частоту и мощность инициирования ударной волны берут из условия обеспечения очистки поверхностей теплообменных элементов (чем больше склонность материала к налипанию, тем больше частота и мощность ударной ВОЛНЫ). При направлении ударной волны по окружностям печи потоки газа и материала закручиваются, что способствует не только теплообмену, но и последующему осаждению частиц для уменьшения пылевыноса из печи. Применение предлагаемого способа обеспечивает изменение относительных скоростей материала и газов, перераспределение относительных скоростей по сечению печи, а также очистку по;верхностей теплообменников-от налипающего материала. На фиг.1 показана вращающаяся печь, продольный разрез. Вращающаяся печь 1 с теплообменным устройством, например, в виде цепной завесы 2 с коридором 3, свободным от цепей, входит в пыльную камеру Ч, через которую по течке 5 подают сырьевой материал, например шлам. На пыльной камере по оси печи 1 на сальниковом узле 6 и растяжках 7 закреплен трубопровод 8, к которому через сальниковый узел 6 присоединен генератор ударных волн 9, который ра отает, например, от сжигания смеси горючего газа и воздуха взрывной концентрации. Трубопровод b может входить с холодного конца,печи 1 в коридор 3 цепной завесы 2, вне печи 1 подводится к зоне критической влажности цепной завесы 2 .или же в слой материала. Процесс теплообмена во вращающейся печи с применением генераторов ударных волн происходит следующим образом.

Топливо и воздух подают в соответствующей пропорции и количестве к генератору ударных волн 9, где сжигаются импульсами.

Продукты сгорания импульсами подают внутрь печи 1 по трубе 8 и создают взрывную турбулизацию потоков газа и материала, что обеспечивает резкое повышение эффективности теплообмена за счет увеличения относительных скоростей, а также очистки поверхностей теплообменников (при наличии последних), В зависимости от условий работы меняется частота инициирования взрывных волн {чем больше частота, тем эффективнее теплообмен) , а также меняется мощность ударной волны (чем больше мощность, тем эффективнее теплообмен). Ударная волна может подаваться по трубопроводу 8 в слой материала, тогда он фонтанирует в проходящий газовый поток, создавая его турбулизацию. В следующем варианте она подается по трубе b в зону критической влажности цепной завесы 2, где происходит вслествие испарения части влаги из шлама

образование колец,за счет ударных волн происходит очищение поверхностей теплообмена. При подводе ударной волны по трубопроводу 8 с холодного конца коридора 3 она препятствует свободному прохождению газового потока по коридору 3, поэтому он идет между цепей цепной завесы 2, что тоже интенсифицирует теплообмен.

Применение предлагаемого способа повышает эффективность работы печи за счет эффективности теплообмена из-за турбулизации потоков газа и материала и увеличения относительных скоростей; обеспечения чистоть поверхностей теплообменных элементов, что тоже улучшает теплообмен, так как теплопередача между чистой поверхностью металла и сырьем выше, чем поверхность с налипшим материалом и сырьем; обеспечения эффективного обтекамия газами всех поверхностей теплообменников, так как происходит хаотическое движение потока газов в момент распространения ударной волны. Все это способствует экономии топлива.

1. СПОСОБ ТЕРМООБРАВиТКЙ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА ВО ВР/УЦАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ путем турбулизации потоков газь и материала, о. т л и ч а ю щ и ,й с я тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, турбулизацю осуществляют за счет ударной волны. 2.Способ по П.1, о т л и ч а ю Ht и и с я тек, что ударную волну получают путем импульсного сжигания топлива. 3.Способ по пп.1 и 2, о т л и чающийся тем, что ударную волну подают в слой материала. . Способ по ПП.1 и 2, о т л и чающийся тем, что ударную волну подают а район установки теплообмемных эле1«нтов. 5. Способ по пп.1 и 2, о т ли ч а ю щ н и с я тем, что ударную волну направляют по окружности печи.