Подогреватель карбонатсодержащего материала Советский патент 1993 года по МПК F27B1/00 

Изобретение относится к технике сушки, нагрева и обжига кусковых материалов, в частности, карбонатсодержащих, во вращающихся трубчатых печах и может быть использовано в металлургической, химической отраслях промышленности и промышленности строительных материалов,

Целью изобретения является снижение расхода топлива и огнеупоров и повышение производительности за счет сокращения сроков ремонта.

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез подогревателя карбонатсодержащего материала; на фиг; 2 - график зависимости газодинамического сопротивления теплообменной зоны / АР/ от угла расположения торцевой поверхности толкателей /а/ относительно газораспределительной

камеры/ а - угол между плоскостью, проходящей через точку А и нижние ребра торцевой поверхности толкателей в соответствии с фиг. 1/; на фиг. 3 - график зависимости величины нагрузки /F/, действующей на газораспределительную камеру от угла расположения торцевой поверхности толкателей /а/ относительно газораспределительной камеры.

Подогреватель карбонатсодержащего материала содержит корпус 1, основание 2 корпуса 1, газораспределительную камеру 3, свод 4 газораспределительной камеры 3, загрузочный бункер в верхней части подогреватели б виде загрузочной течки 5, тепло- обменную зону 6, толкатели 7 с приводами возвратно-поступательного движения 8, газоход 9 отходящих газов, жалюзийную ре00

а

N3 N О

ел

тетку 10, предотвращающую попадание материала в газоход.9, разгрузочную течку 11 D центре основания корпуса 1. Направление движения газов обозначено стрелками (отводящие газоходы могут быть размещены как на-уровне горизонтального участка теплообменной зоны б, так и на уровне вертикального участка загрузочной течки 5). Торцевал поверхность толкателей расположена на расстоянии (0,4-0,8)Н от вертикальной проекции газораспределительной камеры на основание корпуса, где Н -высота теплообменной зоны, расположенной между днищем газораспределительной камеры и основанием корпуса.Работает подогреватель следующим образом.

Материал поступает в подогреватель через загрузочную течку 5 и под действием гравитационных сил перемещается в тепло- обменную зону 6. Движение по горизонтальному участку теплообменной зоны 6 до разгрузочной течки 11 (между сводом 4.газораспределительной камеры 3 и основанием 2 корпуса 1) осуществляется посредством возвратно-поступательного движения толкателей. Месторасположение торцевой поверхности толкателей 7 относи- тельно газораспределительной камеры 3 является существенным.

Рассмотрим месторасположение толкателей 7 (нижней грани, обозначенной точкой . D на фиг. 1) относительно газораспределительной камеры (точка А) и ее вертикальной проекции на основание 2 (точка С). В результате проведенных исследований установлено, что смещение крайнего положения толкателей 7 (точка D) правее точки С, т.е. под свод 4 газораспределительной камеры.З приводит к образованию пустот в слое материала под сводом 4 (контур пустот обозначен пунктирной линией между точками А и В на поверхности свода 4). Пустоты под сводом 4 сохраняются и при смещении точки D левее точки С, однако, только от положения, когда DAC достигает определенной величины. Наличие пустот под сводом приводит к тому, что газы движутся под сводом 4, минуя часть тепло- обменной зоны б (направление движения газов показано пунктирной стрелкой). При этом по существу, теплообменная зона (участок NM) сокращается до величины участка между точками А и N, происходит разогрев свода 4, требующий дополнительных мер к обеспечению его сохранности. Наличие пустот обнаруживалось по уменьшению газо- .дикамическогосопротивления теплообменной зоны 6. В соответствии с результатом исследований, проведенных

для материала двух фракций крупностью 20 ... 50 мм (кривая 1) и 40 ... 80 мм (кривая 2) и представленных на фиг. 2, газодинамическое сопротивление теплообменной зоны 6

( Д Р) увеличивается от 0,10 ... 0,12 до 0,25 ...0,27 КПа при увеличении угла а (или DAC) от 0° до 20°. При увеличении угла а свыше 20° сопротивление теплообменной зоны стабилизируется на уровне 0,35 ...

0,4 КПа, т.е. газы равномерно распределены по сечению теплообменной зоны. Однако при значительном увеличении угла а растет нагрузка на свод 4 в результате возникновения результирующей силы от действия

гравитационных сил материала в загрузочной течке и силы, приложенной со стороны толкателей. Результирующая сил в этом случае (значительное увеличение угла а ) направлена на свод 4, В итоге сила трения

между сводом 4 и движущимся материалом достигает величин, при которых происходит разрушение или интенсивный износ огнеупорной кладки свода, нарушение его герметизации и выход из строя всего

подогревателя, В соответствии с результатами исследований, представленных на фиг. З.величина нагрузки на свод IFI стабильна (около 2 МН/м ) и не претерпевает значительных изменений до величины угла а ,

равной 40°. При увеличении угла а свыше 40° нагрузка на свод резко возрастает до величины 15 МН/м2 и более, что приводит к разрушению свода 4.

Таким образом, учитывая приведенные соображения, целесообразно выбрать угол смещения торцевой поверхности толкателей /а/ относительно газораспределительной камеры в пределах 20 ... 40°.

Рассматривая треугольник DAC на фиг. 1 и

принимая величину отрезка АС высотой теплообменной зоны УН/, а отрезок DC - рас- стояние от торцевой поверхности толкателей до вертикальной проекции газораспределительной камеры 3 на основание корпуса 2, DC можно представить в виде:

50

/20 ...40°/или ,4... 0,8/H

Таким образом, указанное месторасположение торцевых поверхностей толкателей обеспечивает равномерное распределение газов по сечению теплооб- меиной зоны, улучшение условий теплообмена между газом и материалом, что позволит снизить расход топлива и огнеупоров, повысить производительность за счет сокращения сроков ремонта.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Подогреватель, преимущественно кар- бонатсодержащего материала, содержащий корпус с расположенной в нем газораспределительной камерой, выполненной со сводом, загрузочный бункер в верхней части подогревателя, разгрузочную течку в центре основания корпуса, газоходы, соединенные с корпусом подогревателя и толкатели с приводами возвратно-поступательного перемещения, установленные в

95

0

основании корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива и огнеупоров и повышения производительности за счет сокращения сроков ремонта, торцевая поверхность толкателей расположена на расстоянии (0,4-0,8)Н от вертикальной проекции газораспределительной камеры на основание корпуса, где Н - высота теплообменной зоны, расположенный между днищем газораспределительной камеры и основанием корпуса.

Использование: в технике сушки, нагрева и обжига кусковых материалов во враща- ющихся печах металлургической, химической отраслей промышленности и промышленности строительных материалов. Сущность изобретения: Подогреватель карбонатсодержащего материала содержит корпус с расположенной в нем газораспределительной камерой, загрузочным бункером и разгрузочной течкой,.теплообменная зона размещена между корпусом, его основанием и сводом газораспределительной камеры. Газоходы соединены с корпусом подогревателя, толкатели с приводами возвратно-поступательного перемещения установлены в основании корпуса подогревателя, Торцевая поверхность толкателей расположена на расстоянии (0,4- 0,8) Н от вертикальной проекции газораспределительной камеры на основание корпуса, где Н - высота теплообменной. зоны, 3 ил.

дМа

Фиг, I

ФЕТ. 2