Способ термической обработки полидисперсного материала Советский патент 1992 года по МПК F27B15/00 

сл

с

Сущность изобретения: термическую обработку материала ведут при скорости потока теплоносителя во входном отверстии нижнего сечения конуса аппарата, равной 75-120 м/с, и при высоте слоя материала, равной 3-4 Da, где Da - диаметр цилиндрической части аппарата. Термообработку и измельчение производят в слое, содержащем 15-30% инертных твердых частиц. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области термической обработки полидисперсного материала в потоке теплоносителя и может быть использовано в цементной промышленности при приготовлении клинкерной сырьевой смеси, а также при обжиге минерального сырья в других отраслях промышленности.

Известен способ получения пылевидной извести в многозонной печи кипящего слоя путем обжига известняка и охлаждения извести. Для интенсификации процесса получения пылевидной извести в зону охлаждения вводят известняк в количестве, равном п, где 1 п 0,241 т; т - количество кусков извести в зоне охлаждения 1.

Недостаток способа заключается в том, что он реализован сложным аппаратомТсни- жающим его эксплуатационную надежность,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки дисперсного материала и аппарат для его осуществления. Термическую обработку материала осуществляют путем воздействия на него потока теплоносителя при про- тивоточном движении теплоносителя и материала в конической и цилиндрической частях теплообменного аппарата при определенных скоростях потока теплоносителя и высоте слоя материала 2.

Недостатком известного способа и устройства является то, что они не позволяют вести термообработку полидисперсного материала и осуществлять эффективное его измельчение.

Целью изобретения является интенсификация процесса термообработки и измельчения материала.

Сущность способа заключается в следующем.

Способ термической обработки и измельчения материала ведут в фонтанирую ч|00 Јь 00 ND СО

щем слое при скорости теплоносителя до 120 м/сек. в его основании, достигаемой с помощью насадки. Это обеспечивает образование фонтанирующего ядра с многократной циркуляцией материала в аппарате с переменным увеличивающимся по высоте сечением. Под воздействием струи теплоно- сителя в слое образуется центральный сквознюй 1 анал, фонтан. Частицы материала увлёка ются струей и перемещаются вверх, На в ыходе из слоя центральная струя рзтггеТ ается, скорость частиц резко падает, и они перемещаются в радиальном направлении к периферии фонтанирующего слоя, затем плотным слоем опускаются вниз. Таким образом, фонтанирующий слой состоит из разреженного центрального ядра, в котором частицы движутся вверх, и кольцевой зоны, где они плотным слоем противоточно опускаются вниз, потом снова подхватываются струей вверх.

Круг циркуляции частиц повторяется, что обусловлено особенностью гидродинамических свойств фонтан и рующзго слоя. Так как твердые частицы хорошо перемешиваются, то их средняя температура в различных частях слоя одинакова.

Кроме обеспечения контакта теплоносителя с частицами, фонтанирование осуществляет механические операции, как смешивание, измельчение Наряду с термической обработкой материала в фонтанирующем слое происходит истирание продекарбонизированных слоев частиц, твердость которых значительно меньше твердости необожженного известняка, что связано со снижением затрат энергии на измельчение.

При истирании частиц открываются свежие их поверхности для декарбонизации, что интенсифицирует термообработку.

На эффективность процессов декарбонизаций и истирания материала влияет скорость потока теплоносителя. Истирание материала резко уеличивается с увеличением скорости потока теплоносителя. На основе данных по измельчению известняка и учитывая, что твердостьпродекарбонизиро- ванного известняка уменьшается в два и более ээза, оптимальную скорость потока теплоносителя следует выбрать в диапазоне (75-120) м/с, Скорость истирания зависит также от высоты слоя материала и составляет {3-4} Da, где Da - диаметр цилиндрической части аппарата.

Эффективность измельчеТШГвозраста- ет, когда слой содержит инертные частицы, которые тверже, тяжелее, чем известняк, но способны к фонтанированию и являются перемешивающей и измельчающей средой.

Экспериментальные данные дают оптимальное увеличение эффекта измельчения при (15-30)% инертных твердых частиц, содержащихся в слое, от веса материала в

нем.

Преимущество обжига и измельчения в фонтанирующем слое перед обычными методами - в простоте и компактности оборудования из-за отсутствия движущихся

механических частей, что снижает капитальные затраты. При этом снижаются также эксплуатационные расходы. Так как измельчение происходит в центральном ядре слоя, нет опасности износа футеровки аппарата.

Наиболее целесообразно применение способа при производстве извести, когда одновременно с термообработкой требуется эффективное измельчение.

На чертеже представлена схема термической обработки полидисперсного материала.

Схема включает в себя коническо-ци- линдрический аппарат 1, гравитационный классификатор2, отделитель 3, загрузочный

бункер 4, трубопровод 5, насадку 6.

Способ термической обработки осуществляется следующим образом.

Исходный материал из бункера 4 подается в содержащий инертные тела коническо-цилиндрический аппарат 1, в который снизу по трубопроводу 5 посредством насадки 6 поступает теплоноситель. Указаннымипотокамиформируетсяфонтанирующий слой. Многократная циркуляция обрабатываемого материала в фонтанирующем слое способствует интенсивной термообработке его и измельчению. Затем термообработанный и измельченный материал поступает в гравитационный классификатор 2, а из него в отделитель 3, на выходе из которого получают готовый продукт,

Диаметр узкого сечения конуса аппарата - 50 мм, диаметр цилиндрической части 140 мм, диаметр насадки - 40 мм, угол раскрытия конической части корпуса - 30°, скорость потока теплоносителя на выходе из насадки в нижнем сечении конуса -100 м/с. Высота слоя материала-460 мм. В качестве

инертных твердых частиц применен клинкер грансостава (5-10)мм в количестве, равном 20% по весу от количества известняка в слое. Температура в зоне обжига - 950°С.

В результате обжига получена известь со степенью декарбонизации 0,95 с остатком на сите 0,08-15%, что соответствует ТУ, предъявляемым к извести, как компоненту сырьевой клинкерной смеси.

Данные на граничные значения заявленных параметров и результатов обжига приведены в таблице.

Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса примерно на 10% за счет интенсификации процесса термообработки и измельчения материала.

Формула изобретения

Способ термической обработки полидисперсного материала путем воздействия потока теплоносителя на материал при

0

противоточном движении теплоноситепя и материала в конической и цилиндрической частях теплообменного аппарата, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса термообработки и измельчения материала, термическую обработку материала веду при скорости потока теплоносителя во входном отверстии нижнего сечения конуса аппарата, равной 75-120 м/с и при высоте слоя материала, равной 3-4 Da, где Da-диаметр цилиндрической части аппарата, причем термообработку и измельчение производят в слое, содержащем 15-30% инертных твердых частиц,