Способ обжига сыпучего материала Советский патент 1980 года по МПК C04B7/44 

Через основную форсунку, расноложенную параллельно оси вращающейся печи, вдувают топливно-воздущную смесь. Часть топлива (горючее) и окислитель в соотношении, близком к стехиометрическому, подают в одну или несколько охлаждаемых камер, помещенных в печь, где топливо сжигают при повыщенных давлениях, например при давлении 5-60 атм, что позволяет снизить потери тепловой энергии на диссоциацию продуктов сгорания. Полученные продукты сгорания с помощью сопл (например, сопла Лаваля) формируют в высокоскоростные струи, и, как ноказал эксперимент, наибольший эффект достигается при относительной скорости в начальном сечении струи от 0,3 до 3,3 значений критерия. Маха (М).

Струя, вытекающая из сопла диаметром 30 мм, расположенного на расстоянии 6 диаметров выходного сечения сопла от материала, при числе Маха 3,1 и температуре торможения 1980°С за 1,2 с размыкает конусообразную воронку глубиной 28 см и диаметром 37 см. Струя в эксперименте направлялась на материал под углом 90°. Экспериментами установлено также, что оптимальная скорость струй продуктов сгорания топлива находится в пределах от 0,3 до 3,3 значений критерия Маха в зависимости от температуры газов и угла наклона струй. Увеличение скорости истечения струй выше 3,3 Маха нецелесообразно, так как в сверхзвуковых участках сопл происходит отрыв струй от стенок, и в результате этого самопроизвольно уменьшается скорость истечения, а скорость ниже 0,3 Маха нег-ыгодна, так как не происходит выноса частиц материала в печное пространство.

С увеличением температуры значительпо ускоряются процессы клинкерообразования, температура продуктов сгорания должна быть в нределах обычно применяемой при обжиге клинкера 1500-2800°С. Дальнейшее повышение температуры может привести к прогару футеровки в местах размыва материала. Наиболее интенсивно процесс

размыва и выноса частиц материала в атмосферу печи происходит при расположении выходных отверстий дозвуковых сопл на расстоянии от 2 до 16 и сверзвуковых от 1,5 до 24 диаметров выходного сечения сопла до материала. На расстоянии более 24 диаметров выходного сечения интенсивность процесса снижается, так как падает дальнобойность струи. Одновременно было отмечено, что если выходное сечение сопла при дозвуковых сечениях расположено на расстояпии менее 1,5 диаметров сопла, то камеру и сопло сильно забрасывает материалом.

Благодаря указанным эффектам возрастает интенсивность процессов теплопередачи и клинкерообразования, в результате чего возрастает производительность вращающихся печей и степень возгонки щелочных соединений в пылеконцентраты при сокращении удельного расхода топлива.

Экономический эффект от внедрения способа в цементную промышленность составляет 2-3 руб. на 1 т портландцементного клинкера.

Формула изобретения

Способ обжига сыпучего материала, преимущественно портландцементного клинкера во вращающейся печи путем подачи газообразных продуктов сгорания в виде струй, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса клинкерообразования, подачу струй газообразных продуктов сгорания осуществляют на поверхность материала в зону спекания из сопл, расположенных от материала на р:сстоянии 1,5-24 диаметров выходного сечениясопла под углом 30-90°, со скоростью 0,3-3,3

значений критерия Маха и с темнерат рой 1500-2800°С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 299720, кл. F 27В 7/00, 1971.

2.Патент США № 2941791, кл. 263-33, опублик. 1970.