Теплообменное устройство вращающейся печи Советский патент 1988 года по МПК F27B7/16 

MamepuojJ

ОО СО О СЛ

Юо

g TIZI

Фиг. 2

Изобретение относится к трубчатым вращаю1цимся печам, используемым, например, в глиноземном производстве.

Целью изобретения является новы- шеиие интенсивности теплообмена.

На фиг.1 изображена схема расположения труб по окружности печи; на фиг.2 - конструкция секции трубы; на фиг.З - сечение А-Л на фиг.2; на фиг.4 - схема высыпания материала из межтрубного пространства; на фиг.З - схема высыпания материала из секций труб.

Теплообменное устройство вращающейся печи включает трубы 1, расположенные на внутренне поверхности печи 2 в зоне дегидратации материала. Каждая труба 1 разделена на сек- ции наклонными перегородками 3. Загрузочное отверстие А для захвата материала внутрь трубы и разгрузочное отверстие 5 для выпуска его из трубы имеются в каждой секции. Загру зочное отверстие 4 снабжено секторным затвором 6, предотвращающим высыпание материала через загрузочное отверстие 4 и обеспечивающим перемещение материала в сторону холодного конца печи. Для обеспечения своевременного захвата материала, его продвижения внутри трубы 1 в сторону, обратную уклону печи 2, и своевременного опорожнения секций загрузоч- ное и разгрузочное отверстия 4 и 5 в каждой секции расположены определенным образом. Загрузочное отверстие 4 примыкает к задней по ходу движе 1ия материала перегородке 3 сек ции, в TQ же время в поперечном разрезе печи 2 начало загрузочного отверстия 4 расположено у линии примыкания трубы 1 к внутренней поверхности печи 2. Такое расположение заг рузочного отверстия 4 улучшает захва материала, устраняет застойные зоны Разгрузочное же отверстие 5 примыкает к передней по ходу двliжeния материала перегородке 3 секции, причем относительный сдвиг загрузочного и разгрузочного отверстий 4 и 5 по - окружности трубы 1 составляет 150- 210°, т.е. отверстия 4 и 5 расположены примерно напротив друг друга (но при этом смещены относительно друг друга по длине секции). Сдвиг на 30 в обе стороны от 180 обусловлен сочетанием влияния различных факторов

в каждом конкретном случае - скорости вращения печи 2, угла наклона печи 2, вязкости, влажности, сыпучести материала, температуры прокалки. Если относительный сдвиг загрузочного и разгрузочного отверстия 4 и 5 составляет менее 50 , затрудняется разгрузка материала из секции в верхней точке, материал высыпается из секции не полностью, следовательно, снижается производительность печи 2. Кроме того, материал, пройдя верхнюю точку и с опозданием высыпающийся из секции, не попадает в центральный поток горячих отходящих газов, в зону наиболее высокой температуры, что снижает интенсивность теплообмена.

При относительном сдвиге загрузочного и разгрузочного отверстий 4 и 5 более 210 наблюдается преждевременное опорожнение секции еще до верхней точки, материал также не попадает в центральный поток отходящих газов - снижается интенсивность теплообмена .

Оптимальный наклон перегородок 3 и затворов 6 к оси трубы 1 составляет 40-55 , поскольку при oi 40° наблюдается малый захват материала внутрь секции из-за его просьтания через загрузочное отверстие 4, при ot 55 наблюдается ,скопление материала у загрузочного отверстия 4 и неполное заполнение секции. Наилуч- nnie результаты получены при наклоне перегородок 3 и затворов 6 к оси трубы 1 под углом 45 - материал не просыпается из секций при его захвате через загрузочное отверстие 4. I

Оптимальное соотношение диаметра трубы 1 к длине секции (d/1) составляет 0,40-0,55. При соотношении

-- 0,40 материал в трубе 1 застревает, снижается проходимость трубы 1, при соотношении ,55 материал проскакивает трубу 1, сокращая время теплообмена, - качество термообработки материал ухудшается. Наиболее оптимальньм соотношением

d

-г- для гидроксида алюминия является соотношение, равное 0,5.

Теплообменное устройство работает следующим образом.

Проследим за движением материала в межтрубном пространстве и внутри секций при вращении печи 2.

Во время вращения барабана печи труба 1 захватьшает материал, например гидрооксид алюминия, подлежащий прокчялке в печи 2 кальцинации, свое наружной поверхностью и поднимает его на некоторую высоту, а каждая секция заполняется гидроксидом чере загрузочное отверстие 4.

Материал, попадая в загрузочное отверстие 4, скользит по наклонной перегородке 3, которая является как бы направляющей, и поскольку секторный затвор 6 препятствует его высыпанию из секции через загрузочное отверстие 4, начинает двигаться внутри секции в сторону холодного конца печи 2 против направления движения материала в печи 2, доходит до разгрузочного отверстия 5, расположенного у передней по ходу движения материала перегородки 3 секции, и высыпается через него, попадая в поток горячих газов. Разгрузочное отверстие 5 расположено таким образом, что высыпание материала из секции происходит во время нахождения теплообменной трубы 1 при вращении печи 2 в верхней точке. Поэтому материал, высыпаясь, проходит через центр печи 1, где поток горячих газов наиболее мощный, что также способствует интенсивности теплообмена

При вращении барабана материал, находящийся в межтрубном пространстве, начинает высыпаться из него, попадая в поток горячих отходящих газов.

При дальнейшем вращении барабана труба 1 нагревается, забирая тепло отходящих газов, и процесс повторяется.

Таким образом, происходит интенсивный теплообмен между материалом и металлическими конструкциями, а также между материалом и отходящими горячими газами. Интенсификация теп0

5

0

5

0

5

0

5

лообмьна обеспечивается предлаг лемой конструкцией теплообменного устройства, поскольку увеличивается время нахождения материала в зоне дегидратации, увеличивается поверхность теплообмена между материалом и металлическими конструкциями и нагреваемый материал попадает при высыпании из секций непосредственно в поток горячих отходящих газов.

Формула изобретения

1. Теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее цилиндрические трубы, расположенные парал.- лельно оси печи на внутренней поверхности корпуса печи с загрузочными и разгрузочными отверстиями, отличающее с я тем, что, с целью повышения интенсивности теплообмена, трубы снабжены наклонными перегородками, образующими отдельные секции, и наклонными затворами, при этом загрузочное отверстие примыкает к задней по ходу движения материала .в печи перегородке секции, а начало его расположено у линии примыкания трубы к внутренней поверхности печи по направлению вращения печи, разгрузочное отверстие вьтол- нено примыкающим к передней по ходу движения материала в печи перего - родке секции со сдвигом относительно загрузочного отверстия по окружности трубы на 150-210 , причем затвор выполнен в виде секторной пластины, приваренной по окружности трубы на границе загрузочного отверстия напротив задней по ходу движения ма териала в печи перегородки секции.

2.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что наклон

перегородок и затворов к оси трубы составляет 40-55 .

3.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что соотношение диаметра трубы к длине секции составляет 0,40-0,55.

Изобретение относится к трубчатым вращающимся печам и может быть использовано в глиноземном производстве и направлено на повышение интенсивности теплообмена. Трубы, расположенные по окружности печи, разделены на секции наклонными перега15одка- ми 3. Материал через загрузочное отверстие 4 заполняет каждую секцию трубы, движется внутри секции в сторону холодного конца печи и высыпа-- ется из секции через разгрузочное отверстие 5. Отверстие 4 примыкает к задней по ходу движения материала перегородке 3 секции, отверстие 5 - к передней со сдвигом относительно отверс.тия 4 по окружности трубы на 150-210 , что обеспечивает увеличение времени нахождения материала в зоне дегидратации, а также попадание материала непосредственно в поток отходящих газов. Секторный затвор 6, установленный наклонно у отверстий 4, предотвращает высьтание материала через отверстия 4 и обеспечивает движение материала внутри секции в сторону холодного конца печи. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. а S сл

Фие.1

ФигМ

Фиг.З

Фиг. 5