Теплообменное устройство вращающейся печи Советский патент 1980 года по МПК F27B7/16 

1

Изобретение относится к теплообменным устройствам, встроенным во вращающиеся печи, и может быть использовано для интенсификации термической подготовки зернистых и кусковых материалов в промышленности строительных материалов, а также химической и металлургической промышленностях.

Для ускорения процессов тепло- и массообмена во вращающихся обжиговых печах, интенсификащш и утилизации тепла топочных газов в холодных зонах вращающейся печи применяются различного рода встроенные теплообмен1Ш е устройства.

Известны теплообменные устройства вращающихся печей, содержащие за11:репленнь е на внутренней поверхности футеровки печи пересыпные полые элемент с попереч}{ым сечением, увеличивающимся в направлении вращения печи 1 и 2.

Однако указанные устройства имеют незначительный тепло- и массообмен (передача идет только за счет теплопроводности стенок) и большой износ стенок теплообменников

вследствие трения о проходящий обрабатываемый материал. Кроме того, в указанных конструкциях замедлено транспортирование материала вдоль пеш.

Пылевьшос из печи уменьщен в теплообменкых устройствах, содержащих ковши с глухими боковыми стенками.

Наиболее близким к предлагаемому по техни геской сущности и достигаемому результату является пересыпной теплообменник, содержащий ковщи с глухими стенками, установленные на внутренней поверхности печи и соединенные с ней гибкой связью 3.

Однако присоединение ковщей к внутренней поверхности печи посредством цепей (гибкой связи) отрицательно влияет на футеровку печи, особенно при розжигах и остановках при отсутствии в печи -материала, а также при выходе из строя крепежных деталей ковща.

Цель изобретения - увеличение скорости транспортирования материала и интенсификация теплообмена между газовым потоком и матери лом. . 3 Это достигается тем, что тсплообмснное устройство вращающейся печи, содержащее псресьптиыс ковиш, прнкреплениь е к Biivipen ней гговсрхности печи, снабжено желобами, расположеи)1ыми по от 10111ению к ковшам па расстоянии 0,05 0.3 диаметра печи, смещен ными относителы 0 них вдоль оси печи на длину желоба и нрикрспле)1ными к внутренней поверхности печи под углом 10--45° к оси печи, причем ковпти установлены под углом 5 40 к оси печи, а пере1щяя стенка каждого ковша по ходу врашення печи образует с фут еровкой печи щедь, сужающу о ся в направлении движения материала. На фиг. 1 изображено теплообменное устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - схе ма (развертка) расположения ковшей и желобов внутри печи; на фиг. 3 - ковш, обшлй вид. Ковш 1 и желоб 2 прикрепЛены к внутре ней поверхности печи и расположены на расстоянии оттюсительно один от другого 0,05 0,3 диаметра печи, причем желоб 2 по отношению к ковшу 1 смещен вдоль оси печи на собственную длину. Ковш 1 выпотюн серповидной формы (его за/щяя стенка 3 изогнута в виде серпа и имеет переменную высоту) передняя стенка 4 выполнена плоской, при этом торец и футеровка 5 образуют щель 6 переменного сечения, а даище 7 ковша 1 плоское. Ковш 1 установлен на внутренней поверхности печи под углом 5--40° к оси печи таким образом, что сужаюш;ийся конец щели 6 направлен в сторону горячего конца печи, а желоб установлен под yi-лом 10--45° к оси печи. Устройство работает следующим образом. При вращении печи обрабатываемый материал зачерпывается ковшом через,: щель 6 и в начальный период соприкасается, с футеровкой 5 печи и задней стенкой 3 ковша 1 При превышении углом наклона ковша угла естественного откоса материала последний пересыпается сначала по заллей стенке 3 на днищ ковша 1, а затем на переднюю стенку 4, от куда через щель 6 высыпается и попадает на желоб 2, по которому поступает под сло обрабатываемого материала. Таким образом, благодаря вращению печи зачерпнутый ковшами материал почти один оборот BOKpyi ее оси затем, высыпаясь из ковша, попадает в газовый поток и далее на желоб, по которому транспортируется вдо.пь печи под слой обжигаемого материала. Конструкция теглообмепного устройства, состоящего из конша и желоба, расположенного по отношению к ковшу на расстоянии. 34 равном 0,05 0,3 диаметра печи, интенсифицирует процесс обжигу материала за счет увеличения поверхности теплообмена с газовым потоком. Установка ковша и желоба на указанном расстояпии обеспечивает оптимальный режим пересьшания материала из ковша в желоб и с него под слой обжигаемого материала, так как уменьше 1ие расстояния между ковшом и желобом менее 0,05 диаметра печи ухудшает теплообмен материала с газовым по током при перекрестном токе, а увеличение расстояния между более 0,3 диаметра печи увеличивает пылевьпшс из печи. В теплообменном устройстве KOBUI и желоб прикреплены к внутренней поверхности печи соответственно под углами 5-40° и 10-45 к оси печи. Крепление ковша и желоба под указанными углами увеличивает скорость транспортирования материала, интенсифицирует теплообмен между газовым потоком и материалом, снижает унос мелких фракций (пьшевьшос) из печи. При изменении указанных параметров (уменьшении угла установки ковша менее 5° к оси печи) материал высьптается из ковша по всей длине шели, что увеличивает пылевьшос из печи (часть материала попадает не в желоб, а в простран ство печи и уносится газовым потоком). Минимальный угол установки желоба (10 к оси печи) обуславливается углом установки ковша к оси печи. При установке желоба почти параллельно оси печи (угол установки желоба к оси печи менее 10° С) увеличивается пыление обрабатываемого материала. При установке ковша под утлом более чем 40° к оси печи создаются неблагоприятные условия для заполнения и опорожнения ковша, уменьшается коэффициент заполнения ковща, а вследствие залегания материала в ковше происходит его eenojnioe высыпание. При установке желоба под углом более чем 45° к оси печи уменьшается скорость транспортирования материала по нему, так как вектор скорости движения материала направлен под меньшим углом к оси печи, при этом стенка желоба, обращенная к центру пеЧи, мешает движению материала. Кроме того, при такой установке желоба путь, проходимый материалом за один оборот печи в теплообменном устройстве, меньше. Таким образом, теплообменное устройство, включающее ковш и желоб, установленные на внутренней поверхности печи соответственно под углами к оси 5-40°- и 10-45°, причем желоб расположен по отношению к ковщу на расстоянии 0,05-0,3 диаметра печи со смещением вдоль оси печи на длину желоба, обеспечивает увеличение транспортирующей способности обжигаемого материала вдоль печи, так как входя в слой пересыпающего материала, ковш и желоб, ориентированные параллельно направлению скорости движения материала, разрыхляют материал и продвигают его к выгрузочному концу печи. При этом часть материала, зачерпнутого ковшами, за один оборот печи продвигается вдоль печи на длину желоба. Интенсификация теплообмена между газовы потоком и материалом достигается из-за двукратной пересыпки материала нз ковша в желоб и из желоба под слой материала, а та же за счет увеличения площади контакта обжигаемого материала с теплообменным устрой ством. Формула изобретения Теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее пересыпные ковши, прикреп ленные к внутренней поверхности печи, о т личаюшееся тем, что, с целью увеличения скорости транспортарования материала и интенсификации теплообмена между газовым потоком и материалом, оно снабжено желобами, расположенными по отношению к ков1лам на расстоянии 0,05-03 диаметра печи, смещенными относительно них вдоль оси печи на длину желоба и прикрепленными к внутренней пойерхности печи под углом 10-45° к оси печи, причем ковши установлены под углом 5-40° к оси печи, а передняя стенка каждого ковша по ходу вращения печи образует с футеровкой печи щель, сужающуюся в направлении движения материала. Источники информации, принятые во внимание при зкспергизе 1.Авторское свидетельство СССР N 370435, кл. F 27 В 7/16, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР N 395688, кл. F 27 в 7/16, 1971. 3.Авторское свидетельсгао СССР № 398807, кл. F 27 в 7/16, 1971.

Фиг. I