Способ обжига сыпучих материалов во вращающейся печи Софронова В. С. Советский патент 1991 года по МПК C04B33/32 

t - максимальная и минималь- &сск (20-200) С; градиент темм-рату

/«и«

Кная температура матери- ала, °С;

температурный интервал становления качества материала или интервал вспучивания материала в печи,°С;

оптимальная температура

вспучивания, °С;

ры поверхности материала на данном участке зоны обжига (вспучивания) мч териала Дсе (Ю-100)°С; высота сегмента слоя материала п печи, вычисляD

2

емая по формуле h с Т (1-созФ) 0,1if

0,5 м.

10

Пример 1 „Обжиг ведут во вращаю-; щейся печи размером 2, с диаметром в свету D 2,1 м. Загрузка печи полуфабрикатом составляет 10 м3/ч, что при частоте вращения п 0,033 . 1/с и скорости движения материала W 1,1-10 м/с определяет заполне- - ние печи, характеризуемое центральным углом, опирающимся на хорду, равным 2 Р 90°. Гранулы полуфабриката имеют средний диаметр d 1,5- м и характеризуются углом статического откоса Ае 38°, углом динамического откоса /Зо- 45°. Сырье плоховспучиваю- щееся с коротким температурным интервалом вспучивания Ь 50°С, опти- ... мальная температура вспучивания с0 1150 С, оптимальное время выдержки при данной температуре LQ 250 С; Дер 40 С - градиент температуры поверхности материала перед зоной вспучивания; hc 0,3 м - толщина слоя вспучивания материала.

C 2

материала в печиг п - частота вращения печи, 1/с;

г половина угла, опирающе- гося на хорду сегмента материала в поперечном сечении барабана пе- чи,°С;

D - диаметр печи, м;

g ускорение силы тяжести, 9,81 м/cS

if - угол статического откоса материала, ; - угол динамического откоса материала,0;

О средний диаметр гранул обжигаемого материаР Рэ

W лсе

ла, м;

скорость движения материала в печи, м/с; градиент температуры поверхности материала в зоне вспучивания, С Допустимые пределы колебаний вели- чин расчетно-экспериментальной формулы: частота вращения печи п 0,017- 0,05 1/с; половина угла, опирающегося на хорду сегмента материала в попереч- ном сечении печи, Ф 30-60 ; диаметр печи D 1-4 м; ускорение силы тяжести g 9,81 м/с2; диаметр гранул полуфабриката d (1-2)- 102 м; угол статического откоса материала с 30-50°, угол динамического откоса материала ft д 35-60°, скорость движения материала в печи W (0,8-2, м/с; темпера- турный интервал вспучивания материала в печи или интервал становления качества

ры поверхности материала на данном участке зоны обжига (вспучивания) мч териала Дсе (Ю-100)°С; высота сегмента слоя материала п печи, вычисляD

2

емая по формуле h с Т (1-созФ) 0,1if

0,5 м.

5

0

5

0

5

Пример 1 „Обжиг ведут во вращаю-; щейся печи размером 2, с диаметром в свету D 2,1 м. Загрузка печи полуфабрикатом составляет 10 м3/ч, что при частоте вращения п 0,033 . 1/с и скорости движения материала W 1,1-10 м/с определяет заполне- - ние печи, характеризуемое центральным углом, опирающимся на хорду, равным 2 Р 90°. Гранулы полуфабриката имеют средний диаметр d 1,5- м и характеризуются углом статического откоса Ае 38°, углом динамического откоса /Зо- 45°. Сырье плоховспучиваю- щееся с коротким температурным интервалом вспучивания Ь 50°С, опти- ... мальная температура вспучивания с0 1150 С, оптимальное время выдержки при данной температуре LQ 250 С; Дер 40 С - градиент температуры поверхности материала перед зоной вспучивания; hc 0,3 м - толщина слоя вспучивания материала.

Вычисляют критерий соответствия V по формуле:

Ь CCK Т- d П

N 0,7-hc-uce W

50 1- 1,5-10-g.3,3- 1Q C

0,7.40.0,3 -1 ,1

1

0,268 л 0,27.

Вычисляют кинетический коэффициент К 0,27 + (1-0,27) (,3.10-,

2,1.sin 45

9,81(sin45°-cg38° cos45e) -г.

8,38 -1,5,10 . 45 2,1(3,14 45-90sin90e)

)

Определяют необходимое время пре-ч бывания материала в зоне вспучивании

вращающейся печи

250

541,13 с.

0,462 необходимая длина зоны равна

1 ск Ј. W 541,13-1,1-10 5,95 м.

-г

Относительное увеличение времени обжига в печи

«/V2 16

Пример 2. Используют высоко

вспучивающееся сырье с широким температурным интервалом вспучивания Дс 150°С и временем вспучивания

t 230 с, остальные данные такие же, как и в примере 1 .

Вычисляют критерий соответствия

- 150-1-1,,3-10- . 0 8 О,7-40-0,3-1,1-10-

вычисляют кинетический коэффициент

K-o.s+o-o H293 4;3 3 10

45

2,1 sin45

9,81(sin45°-cg38°cos45e

8,38-1,5-10

-г

45

2,1(3,14-45-90 sin90°)

)

Определяют необходимое время пре бьшания материала в зоне вспучивания вращающейся печи

§7Ш 269 6Ас

необходимая длина зоны вспучивания

Использование способа на действующих заводах позволяет увеличить произ- 25 водительность печи в 1,8 рата, снизить насыпную плотность на 100-1ЬО кг/м , уменьшить удельный расход топлива не менее чем на 25% и себестоимость керамзита на 25-30%.

30

Формула изобретения

Способ обжига сыпучих материалов во вращающейся печи путем сжигания

ск

269,64-1,1,Ю-2 2,97 м, отно- 35 топлива в нескольких зонах-по ее длисительное увеличение времени при обжиге во вращающейся печи

Ј /Ј0 269,64/230 1,17.

Если в рассматриваемых примерах при прочих неизменных условиях уменьшить величину загрузки печи полуфабри-

не, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта обжига, увеличения производительности печи и снижения удельного расхода топ- п лива, материал обжигают в равномерном температурном поле при

Е.А,,.,- - cwr)M Ј & сск и

, с мпмьо ск ш (0,85катом до 6,5 м3/ч, что выразится в , 1,05)сов течение времени С (0,7уменьшении угла Р до 30°, то для 5)20, уточняемого по формуле Ј Ъ0/К, сырья с коротким температурным интер- 45 I

ЗК293 4 П I ,D;sinlP.+ 8,38-d. ч

t деNVM p g(sinAa-cg/3,. cosA.) D(-90sin2 );;

и t - максимальная и минимальная темпера- туры материала, С;

&сск - температурный ин-,

тервал становления качества материа , ла,°С;55

cfl - оптимальная температура вспучивания,

°С- С0 - продолжительность

g(sinpa-cg/3c-cos/y Df f -90ein2W

обжига, с;

50 &сск l ri-n 0,7 hc-utfW

h, (Ьсовр) - критерий соответствия;

высота сегмента

слоя материала в

печи; п - частота вращения

печи, 1/с; ф - половина угла, опирающегося на хорду

1669896

ватом вспучивания

50 С полу-

6

ЛсекN-

чают следующие результаты: V 0,55;

К 0,72; Ј 347 с; 1О 3,81; Г/Со 1,-«9.

честна сырья u i. с

К 1 ,44; Ј 160 с; 1Ск

л/Л

Соответственно для улучшенного ка- Асеи 150°С, 1,7;

1,76 м;

С/о0 160/230 0,7, что соответствует требуемым пределам.

При использовании способа, расходе газообразного топлива 750-800 м /ч, при нормальных условиях питания печи 10 из сырья группы Б слабовспучивающегося суглинка был получен керамзит с насыпной плотностью в смеси 460- 480 кг/м3 при производительности пе чи 13,5-14 м/ч с высокой однородностью по качеству.

Использование способа на действующих заводах позволяет увеличить произ- 5 водительность печи в 1,8 рата, снизить насыпную плотность на 100-1ЬО кг/м , уменьшить удельный расход топлива не менее чем на 25% и себестоимость керамзита на 25-30%.

30

Формула изобретения

Способ обжига сыпучих материалов во вращающейся печи путем сжигания

топлива в нескольких зонах-по ее длине, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта обжига, увеличения производительности печи и снижения удельного расхода топ- лива, материал обжигают в равномерном температурном поле при

Е.А,,.,- - cwr)M Ј & сск и

акс мпмьо ск

5)сов течение времен

&сск l ri-n 0,7 hc-utfW

h, (Ьсовр) - критерий соответствия;

высота сегмента

слоя материала в

печи; п - частота вращения

печи, 1/с; ф - половина угла, опирающегося на хорду

-

71669896

сегмента материала в поперечном сече нии барабана; диаметр печи, м; ускорение силы тяжести;

угол статического откоса материала; угол динамического (Q откоса материала, ;

d средний диаметр

гранул обжигаемого материала, м; W скорость движения материала в печи, м/с;

g - градиент температуры поверхности ма териала в зоне вспучивания,°С .

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для обжига сыпучих материалов во вращающейся печи, в частности гранулированного материала из керамзитового сырья. Для улучшения качества продукта обжига, увеличения производительности печи и снижения удельного расхода топлива материал обжигают в равномерном температурном поле при T_макс - T_мин≤ΔТ_ск и T_макс = (0,85 - 1,05)T_о в течение времени Τ = (0,7 - 5)Τ_о, уточняемого по формуле Τ = Τ_о/K, где K = *98H + (1 - *98H)(293,4^.N/φ{√DSINφ/G(SINβ_о - TGβ_с^.COSβ_о) + 8,38^.D^.φ/D(φ φ - 90SIN 2φ)} причем пределы колебаний величин расчетно-экспериментальной формулы имеют следующие значения: N = 0,017 - 0,05 1/с

φ = 30 - 60°

D = 1 - 4 м

G = 9,81 M/C²

D = (1 - 2)^.10^-2 м

β_с = 30 - 50°

β_о = 35 - 60°

W = (0,8 - 2,2)^.10^-2 м/с

ΔТ_ск = 20 - 200°С

ν = ΔТ_с*_к^.L^.D^.N/0,7H_с^.ΔТ_L^.W, где H_с = D/2(1 - COSφ). Способ обеспечивает увеличение производительности печи в 1,8 раза, снижение насыпной плотности заполнителя на 100 - 150 кг/м³, уменьшение удельного расхода топлива не менее чем на 25% и себестоимости заполнителя на 25 - 30%.