Тепломассообменное устройство вращающейся печи Советский патент 1989 года по МПК F27B7/16 

фие.2

Изобретение отиоситгя к техмяк -- достижения интенсивного тепломассообмена во вращающихся печах глилюзем- ной промышленности и промышленности строительных материалов при производстве цемента, а также может быть использовано в других теплообменных вращающихся агрегатах

Целью изобретения является интен- сификация тепломассообмена и снижение пьшевыноса из печи.

Па фиг.1 показана вращающаяся печь продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Тепломассообменноё устройство вращающейся печи 1 содержит установленное в загрузочном конце теплообменное устройство из свободновисящих цепей (не показано). Цени крепятся в щах- матном порядке по окружности, к корпусу печи 1. Плотность навески составляет

Гц .„ 1ц

12 при -г I,и I

0,8,

tf.u,l- u.e

где F ( - поверхность цепей;

РФ ц- поверхность участка печи, Н

котором они навешены; I ( - длина цепи;

Вц - диаметр печи в цепной

зоне.

Цепная завеса начинается на расстоянии 1,5 D и 3 от обреза печи 1. Протяженность цепной завесы состав- ляет величину - 1,0 D цj. Шаг цепей по оси печи 1 составляет 200 мм, а по окружности ЗрО мм. На расстоянии ID j(D g - внутренний диаметр печи 1, D . D ц 3) концентрично печи 1 п заг рузочном конце ее установлена группа теплообменников-активаторов 2-А, имеющих форму колец с закрепленными внутри них по периметру гирляндными цепными завесами 5. Плотность навес- ки цепей внутри колец составляет величину 6-8. Длина каждой цепи равна 1,2-1,3 внутреннего диаметра кольца (D j g), при этом, отношение

--- - 0,25 - 0,35 (где R - стрела D к

провисания гирлянды). Валы 6 колец снабжены электроприводами 7, закрепленными снарулси на корпусе печи 1 Выхо;;ные валы электроприводов 7 находится в противовращении и жестко соединены с иалами 6 колец, которые в местах их прохолздения через корпус печи 1 гипбжен(1 сальниковыми устрой

0

5 0 5

0

5

ствами и ьра1ца1отся в подшипниках. Оси вращения колец диаметрально под углом 90° пересекают ось вращения печи 1, а их геометрические центры 0(; Оз совпадают с осью вращения печи 1 и отстоят друг от друга на расстоянии, превышающем внутренним диаметр (Dg) печи 1, т.е.

DB и 0,0з DB.

При соблюдении этого условия аварийная остановка одного из вращающихся теплообменников 2-4 не нарущит работы соседних колец.

Количество колец, устанавливаемых Q загрузочном конце печи 1, определяют тепловым расчетом. Учитьгаая высокую интенсивность тепломассообмена, все элементы вращающихся теплообменников 2-4, вступающие в контакт с печ- газами, изготавливают из жаропрочной стали.

Токопроводяш 1е устройства и троллеи для подачи электрического питания к приводам теплообменников 2 - 4 не показаны.

Устройство работает следующим об -, разом.

В загрузочный конец вращающейся печи 1 устанавливают внутрипечное теплообменное устройство из свободно- висящих цепей и труппу тенпообменни- ков-активаторов 2-4, имеющих форму колец с развитой (внутри колец) гирляндными цепными завесами 5 плоскостью вращения, и подают в него (загрузочный конец) обрабатьшаемый материал в виде нефелино-известняковой пульпы с относительной влажностью 30%. Кольца вращают с частотой со , превышающей частоту вращения печи 1 (().

На фиг.1 стрелками показано направление вращения теплообменников 2- 4 печи 1, а также движение материала и печных газов.

Шихта движется по печи 1 з-а счет ее уклона (3%) и вращения (ш. об/ мин) к разгрузочному концу, в котором сжигают мазут. Продукты горения протягивают с помощью двух дымососов через печь 1 и тепломассообменные устройства. Обрабатьгааемый материал и печные газы движутся противотоком. Па участках, где установлены кольца, за счет частоты их вращения () создают объемную зону активного контакта обрабатываемой шихты и печных газов.

515

Свободиовисящие цепи играют роль мокрого фильтра мелкодисперсной фракции, выносимой из печи 1, пыли и мелких частиц обрабатываемого материала, взвешиваемого в газовую фазу ближайшим к холодному обрезу теплообменником-активатором 2-4. Теплообмен на участке мокрого фильтра носит регенеративный характер, при котором мокрые цепи с налипшей шихтой поднимаются в газовый поток, нагреваются отходящими газами, затем опускаются в слой влажной шихты, отдавая ей свое тепло. Процесс регенерации тепла происходит с частотой, равной частоте вращения печи ()„.

Наиболее интенсивный тепломассообмен протекает в зоне установки теплообменников-активаторов 2-4, которые вращают с частотой, превьшающей частоту вращения печи 1. Для равномерного распределения нагрузки и балансировки возникающих моментов каждый из теплообменников 2-4 приводят в движение с помощью двух электроприводов 7, которые закреплены снаружи на корпусе печи 1 и работают с противоположным направлением вращения. Частоту вращения теплообменников (to) определяют экспериментально-расчётным путем, исходя из условий создания турбулентного режима смешивания и получения заданной тепловой мощности зоны подготовки печи 1,

За счет создания объемной зоны активного контакта обрабатываемого материала и турбулентного аэрогидроди.намического режима смешивания (по всему поперечному сечению печи 1) газообразной, жидкой и твердой фаз кон- тактируемых сред возрастает коэффициент конвективного теплообмена про.порционально частоте вращения теплообменников-активаторов 2 - 4 ( U)|с )

6722

и объемной концентрации (G,) частиц

шихты, взвешиваемых поверхностью активаторов. Одновременно возрастает коэффициент турбулентной динамической вязкости ( з.оны и вместе с ним ее пылеулавливающая способность, которую можно выразить коэффициентом удерживания пыли в зоне (Ку), Фильтрующая

10

способность объемной зоны активного контакта зависит от величин GV и (л) .

Кроме того, за счет того, что V зоне подготовки шихты (особенно в ее мокрой части) интенсифицируются процессы перемешивания слоя, ,его транспортировки в осевом направлении печи 1 и регенерации тепла между слоем шихты и печными газами.

Таким образом, применение предл.1 гаемого устройства интенсифицирует тепломассообмен и снижает пылевынос из вращающейся печи, за счет чего по- вьш1ается производительность печи,

снижается удельный расход топлива и вес теплообменных устройств, изготавливаемых из жаронрочного металла.

Формула изобретения

Тепломассообменное устройство враающейся печи, содержащее установленные внутри печи приводные вращающиеся тепломассообменные элементы, оси вращения которых диаметрально пересе- кают ось вращения печи, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и снижения пылевыноса, тепломассообменные элементы выполнены в виде установленных концентрично печи вдоль ее оси вращения группы колец с закрепленными внутри них по периметру гир- ляндными цепными завесами, геометрические центры которых расположены друг от друга на расстоянии, превышающем внутренний диаметр печи.

f1amepuaf(

Загрузочный конец печи

Раз узочмьш конец nevu.

Изобретение позволяет интенсифицировать тепломассообмен и снизить количество уносимой пыли из вращающейся печи глиноземного (цементного) производства. Это достигается путем установки во вращающейся печи внутрипечных тепломассообменных устройств из свободновисящих цепей, закрепленных по периметру печи, и группы теплообменников-активаторов 3, которые устанавливают концентрично печи в загрузочном конце ее и подают в него обрабатываемый материал, а в разгрузочном конце печи сжигают топливо, продукты горения которого протягивают через печь и теплообменные устройства. Теплообменники-активаторы 3 вращают с частотой, превышающей частоту вращения печи, и создают на участках их вращения объемную зону активного контакта обрабатываемого материала и печных газов. Теплообменники 3 выполнены в виде вращающихся колец, снабженных приводами 7, закрепленными вне корпуса печи. Оси вращения колец под углом 90° пересекают ось вращения печи. Кроме того, геометрические центры колец отстоят друг от друга на расстояние, превышающее внутренний диаметр печи. 2 ил.

фиг.1