Вращающаяся печь Советский патент 1980 года по МПК F27B7/16 

(54) ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к области . устройств типа трубчатых вращающихся печей и сушилок для термической обработ ки различных материалов, преимущественно в противотоке с печными газами; и мо жет быть использовано в промышленности строительных материалов при получении цементного клинкера, а также в химической, металлургической и других областяхтехники. В современной промышленности при термической обработке материала во врйшающихся печах наибольшие трудности составляет, передача тепла от печных газов к материалу. Особенно это относится .к загрузочной частипечи - зоне сушки и подогрева. С целью интенсификации теплообмена в зоне сушки и подогрева устанавливают различного рода теплообменные устрой ства: цепные, ячейковые, ковшовые, пластинчатые и т.п., основное назначение когорых - увеличить пбверхность теплообмё- Tf& и тем самым интенсифицировать передачу тепла от газа к материалу 1,11. Поскольку теплообменные устройства работают при повышенных температурах (до 11ОО°С для материала и до 14ОО°С для газа), к ним предъявляются особые требования по составу материала. Теплообменники изготовляют из нержавеющей стали и различны : жаропрочных сплавов (на основе хрома), применяют карборундо вый кирпич и металлоке рамику. Все это значительно повышает эксплуатационные затраты на обжиг материала. Несмотря на то, что вес цепных теплообменников достигает 250 т , материал иа выходе из них успевает нагреваться всего до 120-ЗОО°С, а отходящие газы при этом достигают температуры до 300500 С. Наиболее близкой к предложенному изобретению является вращающая печь uo-t держащая футерованный огнеупорным мариалом корпус, загрузочнь1й конец которого оборудован теппообменными устройствами. установленнымит р внутренней поверхности печи, параллельно ее образующей, а разгрузочный конец снабжен топливосжигающим устройством. Теплообменные устройства здесь выполнены в виде полых цилиндрических или конических труб 1.2. Основным недостатком известной печи является низкий коэффициент теплопереда чи между газом и материалом, высокая металлоемкость, что приводит к повышен ному удельному расходу тепла и снижению производительности печи. Цель изобретения - интенсификация теплообмена, снижение расхода топлива и повышение производительности печи. Указанная цель достигается тем, что во вращающейся речи, содержащей футеро ванный огнеупорным материалом корпус, загрузочный конец которого оборудован теплообменными устройствами, установле ными на внутренней поверхности печи параллельно ее образующей, а разгрузочный конец снабжен топливосжигающим, устройством, Теплообменные устройства выполнены в виде тепловых труб. При этом. тепловые трубы расположены блоками вдбль оеи печи с чередованием зон нагре ва тепловых труб каждого последующего по ходу печных газов блока с зонами концентрации предыдущего блока. Кроме того, тепловые трубы снабжены перемычками-ребрами, соединяющими зрны конден сации тепловых труб предыдущего блока Зонами нагрева тепловых труб последую щего блока. . На фиг.. 1 показана развертка части корпуса ne4Hj на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема крепле ния тепловых труб к корпусу печи с об-щей перемычкой (футеровка условно не показана), узел I на фиг. 1. На чертеже 1 - корпус печи; 2 - фу теровка; 3 - тепловые трубы; 4 - зоны нагрева тепловых труб; 5 - зоны конден. сации тепловых труб; 6 - общая перемыч ка-ребро; 7 - стойки крепления системы к корпусу печи I; 8 - цепной теплообменник. Устройство работает следующим обраМйтериал, подаваемый в печь 1, движется JK разгрузочному концу в противотоке с печными газами, между газом и ма териалом происходит непрерывный теплообмен, вследствие чего температура га,за последовательно понижается к загрузочному концу печи 1, а поскольку абсолШтйое значение температуры газа в лю.fta A3t iic;..l,i&ti бой зоне печи 1 выше, чем температура материала, то этим обеспечивается постоянный перепад температур на любом участке печи I. Это условие дает возможность для нормальной работы тепловых труб 3, установлЪнньи вдоль оси печи 1, поскольку известно, что для того, чтобы тепловая труба 3 начала работать, достаточно обеспечить перепад температур на ее концах хотя бы в . В зонах нагрева 4 тепловьрс труб 3 рабочая жидкость испаряется, тем самым отнимает тепло газа и в виде пара переносит его 6 зону конденсации 5 тепловых труб 3, где пар конденсируется и отдает тепло через саму трубу 3 и ребра 6 к материалу. Поскбльку зоны конденсации 5более нагретых труб 3 предыдущего блока связаны общей перемычкой-ребром 6с зонами нагрева 4 каждого последующего блока, этим еще более интенсифицируется передача тепла от горячего конца теплообменника к холодному, где материал менее всего нагрет игде наиболее интенсивным оказывается теплообмен, который, как известно, зависит от перепада температур. Для повышения механической прочности устройства каждую тепловую трубу 3 с помощью сварки крепят к корпусу печи 1 .посредством перемычки ребра 6 и стоек 7, которые затем зафутеровьгоают огнеупорным кирпичом. Пример. Теплообменное устройство установлено на вращающейся печи 1 диаметром 5x185 м и производительностью 100 т/час, предназначенной для получения глиноземнск го спека, Теплообменное устройство установлено взамен гирляндной цепной завесы и цепных ковриков, общий вес которых составлял 250 т. Тепловые трубы 3 диаметром 5О мм и длиной 6 м изготовлены из стальных труб, заглушенных электросваркой с торцов и заполненых на 1/3 обьема водой. Тепловые трубы 3 не имеют капилярнопористой набивки, .поскольку они установлены параллельно оси печи I, имеющей наклон в сторону движения материала 2-5% к горизонту. Такая установка тепловых труб 3 позволяет за счет сил гравитации рабочую .жидкость постоянно перетекать в зону нагрева 4 тепловых труб 3.:V, Тепловые трубы 3 установлены семью блоками на участке от 20-го метра, считая от обреза печи -1, до 55-го метра. Зоны, конденсации 5 каждого предыдущего блока на I м перекрывают зоны нагрева 4 последующего блока и связаны общей перемычкой б. Всего по окружности в . каждом блоке установлено по 72 трубы 3 Длч снижения пылевыноса из печи на участке от 10 по 20 м сохранена цепная завеса весом 40 т. Кроме того, для чистки от наростов и лучшего теплообмена на участке от 2О по 32 м навешена свободновисяшая цепная завеса весом 40 т. Таким образом, общий вес теплорбменного устройства составил: 4О т + 40 т + + 14 т 94 т, где 14 т - вес тепловых труб с ребрами. Таким образом, металлоемкость теплообменников снизилась более чем в 2,5 раза. При этом температура материала на выходе из теплообменников повысилась до 400°С, а отходящих газов снизилась до 18,0°С, За счет снижения аэродинамического сопротивления печи повысиййсь ее производительность. Формула изобретения 1. Вращающаяся печь, содержащая футерованный огнеупорным материалом , загрузочный конец которого оборудо /- / /с v/////// У/ // /////с // / / / / /// / / / У/ // / ///// /.////-v/; ////f/ //// ////t / /(f////////// /////- / //л ////// / ван теплообменными устройствами, установленными на внутренней поверхности печи параллельно , ее образующей, а разгрузочный Конец снабжен топливосжига.ющнм устройством, отличающаяс я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, снижения расхода топлива и повышения производительности печи, теплообменные устройства выполнены в виде тепловых труб. 2.Печь по п. I, о т л и ч а ю щ а я- . с я тем, что тепловые трубы расположеныблоками вдоль печи с чередованием зон нагрева тепловых труб каждого последующего по ходу печных газов- 0лока с зона-, ми конденсации предыдущего блока. 3.Печь попп. 1и 2, отличающая с я тем, что тепловые трубы снабжены перемычками-ребрами, соединяющими зоны конденсации .тепловых труб предыдущего блока с зонами нагрева тепловых труб последующего блока. f Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ,1. Г. С. Вальберг и др. Интенсифика- . ция производства цемента, Стройиздат, М., 1971, с. 59-100. 2. Авторское свидетельство СССР №613189, кл. F 27 В 7/16, 1976. / V /

.2