Устройство для тепловой обработки порошкового материала Советский патент 1989 года по МПК F27B7/34 

31513358

Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки порошко- .вых материалов и может быть использовано в цементной, химической и дру- гих отраслях народного хозяйства, а именно при обжиге материала во вращающейся печи сухого способа производства цементного клинкера.

Цель изобретения - повышение про- Ю изводительности..

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - уста- новка устройства в декарбонизаторе.

Устройство содержит топочную ка- 15 меру 1, в которой размещена горелка 2, выполненная из коаксиально расположенных труб для подвода топлива 3, первичного воздуха 4 и сырьевой сме- си 5, которые соединены с соответству120 ющими тангенциальными патрубками для ; подвода топлива 6, первичного возду- : хй 7 и сырьевой смеси 8. Трубы подключены к источнику тока высокого на-; пряжения (не показан) через злектро- 25 ды 9 и сборный изолятор .10.

Поверхность труб снабжена остроконечными гребенками 11, установленными по винтовой линии.

Источник 12 лазерного излучения с ;30 оптической системой 13 установлен по j оси центральной трубы горелки 2,

Вторичный .воздух подают lio тангенциальному вводу 14. На торце горелки выполнены конические насадки 15.

Устройство работает следукяцим образом.

По каналу 7 подают первинный воздух на горение, по каналу 14 и через отверстия 16 подают воздух из холо- Q дильника на горение топлива в топочной камере 1, а по каналу 8 подают сырьевую смесь в аэрированном состоя-

НИИ. .

Установленные на поверхности труб дЗ 4,5 и центральной трубы 17 гребенки являются электродами коронирующего разряда и способствуют демпфированию пылегазовоГо потока аэросмеси, в то же время гребенки вместе с трубами ,„ соответственно большего диаметра сое-; тавляют пары электродов кононирующе- го разряда, в результате чего в каналах между трубами происходит не толь- ко закручивание-потока, но и иониза-Усе ция несущего потока аэросмеси, затемД через конические насадки 15. играющие роль распылителей, закрученные и ионизированные потоки аэросмесей поступа,ют в топочную камеру 1, где происходит формирование факела и одновременная тепловая обработка порошкообразного материала. Под действием луча лазера, ориентированного по оси горелки, пылегазовый поток подвергается термическому удару, создающему высокие градиенты температур в радиальном направлении внутри факела, обрабатывается в камере 1 сгорания и в закрученном состоянии поток движется в шахте декарбонизатора 18, где факел догорает, резко теряя мощность так что стенки шахты не нагреваются вьше 900-1100 С, а более высокие температуры приходятся на центр закру.- ченного потока, где порошок подвергается дальнейшей обработке.

Подготовленный материал поступает в декарбонизатор 18 для дальнейшей тепловой обработки и из негр во вращающуюс печь для окончательной обработки.

Предварительная тепловая обработка в предлагаемом ycTpoficTBe инициирует прО1 гсс обработки порошкообразного мать иала, поэтому возникает возможное о увеличить производительность устройства, а также применять низкосортные виды топлива для тепловой обработки дисперсного материала. Длительность процесса обработки сокращается.

Распределение материала в факеле способствует интенсивному тепломассообмену, ионизация и нагрев лазером позволяет применять низкосортные виды топлива для тепловой обработки порошкообразного материала в данном устройстве, так как при этих условиях достигаются оптимальные технологические температуры, необходимые для тепловой обработки порошкообразного материала в топочной камере.

Основные процессы, требующие большого расхода тепла, проходят в предлагаемом устройстве: декарбонизация осзгществляется на 80-95%, частично происходят и реакции с участием жидкой фазы и клинкерообразование, т.е. локальные температуры в центре зоны горения, превьш1ающие , и активная среда ионизированного газа в сочтании с плазменной температурой создают в закрученном гребенками потоке условия для протекания плазмокими ческих реакций. Этому способствует возникновение активных центров на поверхности частиц порошка, разру-

515

тающий и температурный фактор низкотемпературной плазмы, создаваемый лазером в зоне интенсивного горения, .однако зона плазменных реакций находится в локальном участке у истока горелки, а не по всему объему, это приводит к тому, что время обработки порошкового материала по приведенной схеме сокращается. Кроме того, в печь поступает более глубоко обработанный материал и поэтому длину печи можно уменьшить на 10-20%.

Формула изобретения

Устройство для тепловой обработки порошкового материала, преимуществен3358

но цементной сырьевой смеси, содерк:а- щее шахту-декарбонизатор с размещен нымивее верхней части топочными камерами с горелками для сжигания топлива и патрубками для подачи сырьевой смеси, отлич ающе е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено источником

0 лазерного излучения, установленным по оси горелки, выполненной в виде коаксиально расположенных труб для подвода топлива, первичного воздуха и сырьевой смеси, поверхность труб

15 которых снабжена остроконечными гре- бенйами, установленными на винтовой линии и подключенными к источнику тока высокого напряжения.

Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки порошкообразных материалов и может быть использовано в цементной, химической и других отраслях промышленности, а именно при обжиге материала во вращающейся печи сухого способа производства цементного клинкера. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство содержит шахту-декарбонизатор с топочной камерой 1, имеющей горелку 2 с коаксиально расположенными трубами 3,4 и 5 для подачи сырьевой смеси, первичного воздуха и топлива. На поверхности труб выполнены гребенки 11. Устройство снабжено также источником 12 лазерного излучения, оптическая система 13 которого ориентирована по оси центральной трубы 17 горелки. Гребенки соединены с источником высокого напряжения для создания в каналах коронирующего разряда. Пылегазовый поток под действием луча лазера подвергается термическому удару. В топочной камере 1 формируется факел с высокой степенью турбулизации потоков и интенсивным тепломассообменом, горение инициируется коронарным разрядом и лучем лазера, поэтому в данном устройстве можно применять низкосортное топливо для обработки тугоплавких порошкообразных материалов. 2 ил.

18