Реактор для термической обработки сыпучего материала Советский патент 1990 года по МПК C04B11/28 F28D15/00 

Изобретение относится к промышленной теплотехнологии и может быть использовано для эффективной термической обработки, например в технике обезвоживания порошка двуводного гипса с целью придания ему вяжущих свойств.

Целью изобретения является повышение тепловой эффективности и производительности, а также расширение его межремонтной кампании.

На чертеже представлен реактор, поперечный разрез.

Реактор для термической обработки сыпучего материала включает вертикальный цилиндрический реакционный

резервуар 1 с вогнутым внутрь сферическим днищем 2, являющимся сводом топочной камеры 3- Резервуар 1 частично заглублен в топку 3, пространство которой в своей верхней части имеет выходы в газоход 4. В центре сферического днища 2 имеется отверстие, в котором с помощью лабиринтного уплотненного прохода 5 установлена заглубленная в топку 3 вертикальная радиационная труба 6, являющаяся связующим элементом и осью симметрии разветвленной полой трубчатой системы, включающей в себя лопасти 7 и мешалки 8. Радиационная,

труба 6, лопасти 7 и мешалки 8 имеют

ел

Јь Јь

Is

на торцах донышки и объединены в замкнутую гидравлическую систему, частично заполненную жидким теплоносителем и приводимую во вращение электрическим приводом. Размещенный в топке 3 участок радиационной трубы 6 охвачен адиабатным огнеупорным чехлом 9 в виде цилиндрического, а в обстремятся к такому выбору соотноси тельных размеров деталей его топоч ной части, чтобы диаметр верхней к ки конусного уширения 21 превышал равнялся диаметру узла лабиринтног прохода 5 в сферическом днище 2, а также был равен или превышал внутренний диаметр адиабатного чехла 9

щем случае, произвольно профилирован- JQ (в общем случае, когда чехол 9 не

ного стакана, установленного на подине топки 10 и открытого на верхнем торце 11, где предусмотрено его соединение с горизонтальным экраном 12, перекрывающим з горизонтальной проекции периферийное относительно чехла 9 сечение топочной камеры 3. При этом экран 12 выделяет в объеме топочной камеры 3 горизонтальный 13 и вертикальный k конвективные дымовые

15

20

является цилиндрическим, под внутре ним диаметром понимают минимальное расстояние между принадлежащими го зонтальному сечению диаметральными точками его внутренней поверхности

Выделяющееся в подтопочной каме 16 тепло передается сыпучему проду ту через днище 2 и боковую стенку реакционного резервуара 1, а также воспринимается радиационной трубой 6, являющейся участком подвода теп ла замкнутой термосифонной теплопе дающей системы, теплоотводящая зон которой разветвлена в объеме сыпучего материала и совмещает ь себе функции дополнительного нагревател и мешалки. Теплопередача к радиаци онной трубе 6 осуществляется главным образом переизлучением из высо температурного потока продуктов сг ния в зазоре 15 с участием оптичес серого адиабатного ограждающего че ла 9 и переизлучающего экрана 20. сокотемпературные продукты сгорани генерируются в подтопочной камере и подаются в нижнюю часть радиацио ного канала 15, формирующего необх димую толщину излучающего слоя соо ветствующим выбором величины кольц вого зазора между своими верт -кэль ными ограждающими стенками.

каналы, соединенные с пространством зазора 15 между радиационной трубой 6 и адиабатным чехлом 9Пространство зазора 15 в своей нижней части соединяется с подтопочной ка- мерой 16, образованной в топке 3 с помощью огнеупорной адиабатной оболочки 17, ограждающей зону боковой стенки 18 топки 3, снабженную топли- восжигающей арматурой 19. Подтопоч- пая камера 16 может организоваться не только путем модернизации камерной топки 3 в традиционном для реакторов исполнении, но как самостоятельное теплогенерирующее устройст- во, соединенное с полостью адиабатного чехла 9. В зазоре 15 между адиабатным чехлом 9 и радиационной трубой 6 находится вертикальный экран 20, охватывающий с зазором радиаци- ционную трубу 6 и закрепленный своим нижним торцом на подине топки 10. Верхняя часть экрана 20 может иметь конусное уширение 21, требующее изменения профиля соответствую- щей верхней части внутренней поверхности 22 огнеупорного чехла 9, повторяющего конусность уширенной части 21 экрана 20.

В целях упрощения технологии изготовления гладкие конусные поверхности могут быть заменены ступенчато-цилиндрическими, удобными при организации огнеупорного чехла 9 и экрана 20 из отдельных звеньев серийно выпускаемого огнеупорного сортимента с цилиндрическим профилем. Для повышения надежности работы реактора

стремятся к такому выбору соотносительных размеров деталей его топочной части, чтобы диаметр верхней кромки конусного уширения 21 превышал или равнялся диаметру узла лабиринтного прохода 5 в сферическом днище 2, а также был равен или превышал внутренний диаметр адиабатного чехла 9

(в общем случае, когда чехол 9 не

5

0

5 0 5 0 5

0

5

является цилиндрическим, под внутренним диаметром понимают минимальное расстояние между принадлежащими горизонтальному сечению диаметральными точками его внутренней поверхности).

Выделяющееся в подтопочной камере 16 тепло передается сыпучему продукту через днище 2 и боковую стенку реакционного резервуара 1, а также воспринимается радиационной трубой 6, являющейся участком подвода тепла замкнутой термосифонной теплопере- дающей системы, теплоотводящая зона которой разветвлена в объеме сыпучего материала и совмещает ь себе функции дополнительного нагревателя и мешалки. Теплопередача к радиационной трубе 6 осуществляется главным образом переизлучением из высокотемпературного потока продуктов сгорания в зазоре 15 с участием оптически серого адиабатного ограждающего чехла 9 и переизлучающего экрана 20. Высокотемпературные продукты сгорания генерируются в подтопочной камере 16 и подаются в нижнюю часть радиационного канала 15, формирующего необходимую толщину излучающего слоя соответствующим выбором величины кольцевого зазора между своими верт -кэль- ными ограждающими стенками.

С выхода вертикального радиационного газового канала 15 относительно холодные продукты сгорания попадают в горизонтальный 13 и вертикальный k конвективные дымовые каналы, где передают тепло днищу 2 и боковой стенке реакционного резервуара 1. Необходимая интенсивность процессов теплопередачи на этих участках обеспечивается подбором сечения газовых потоков исходя из потребных значений скоростей обтекания смежных с ними участков теплообменной поверхности.

Формула изобретения

1. Реактор для термической обработки сыпучего материала, содержащий

топку с частично заглубленным в нее

вертикальным цилиндрическим резервуаром, днище которого выполнено с цент ральным отверстием для лабиринтного уплотненного прохода вертикальной радиационной трубы, соединенной г разветвленной в резервуаре полой трубчатой системой металла-нагревателя, отлича ющи йсятем, что, с целью повышения тепловой эффективности и производительности, он снабжгн расположенными с топке горизонтальным экраном и подтопочной камерой, образованной огнеупорной оболочкой, размещенная в топке радиационная труба охвачена установленным с зазором чехлом из огнеупорного материала, верхний торец которого соединен с экраном, а нижний - с подиной топки.

2.Реактор по п, 1, о т л и ч о ю- щ и и с тем, что, с целью расширения межремонтной кампании, он снабжен установленным между чехлом и радиационной трубой вертикальным экраном в виде охватывающей последнюю огнеупорной трубы, закрепленной нижним торцом на подине, причем диаметр верхнего торца вертикального экрана рлр-ен или больше диаметра лабиринтного уплотненного прохода в днище

ре червуарз,

3.Реактор по п. 2, с т л и ч а ю- щ и и с я тем, что еертикальный экран вы г /1нс J с конусным или ступенчатым

и тиндрииесчим уширением, а соответ- г гвутлп по высоте масть огнеупорного чрхла имеет профипь, эквидис- v-тчт). и уширен чю экрана,

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано, например, в термосифонных реакторах термической обработки сыпучего материала. Изобретение обеспечивает повышение производительности агрегата за счет форсирования топочных процессов. Устройство снабжено адиабатным чехлом из огнеупорного материала, охватывающего радиационную трубу. Верхний торец чехла соединен с дистанционированным относительно днища котла экраном. Между чехлом и радиационной трубой имеется вертикальный экран. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.