Вращающаяся печь Советский патент 1981 года по МПК F27B5/06 

(54) -ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ

1

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к вращающимся барабанным печам с обогревом от трубчатого теплообменника. Оно может быть использовано для процессов обжига материалов, не допускающих контакта с дымовыми газами, например, для получения фтористого водорода из бифторида натрия, кальцинированной соды, катализаторов.

Известна вращающаяся печь, содержащая барабан и помещенный внутри него трубный нагреватель с коллекторами, снабженными трубными рещетками и патрубками, в которой предусмотрено дополнительное сжигание топлива, что повыщает тепловой КПД 1.

Однако в этом случае рещается проблема повыщения коэффициента теплоотдачи от теплоносителя к трубкам.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является вращающаяся печь с трубами U-образной формы, прикрепленными к днищу обечайки, закрепленной вне барабана на подвижной опоре 2.

Недостатком этой печи является сложность использования ее при применении в

качестве теплоносителя газовзвеси твердых частей, так как узел передачи теплоносителя от неподвижной топки к подвижным (в осевом направлении) трубам, будет сложным и мало надежным, так как через этот узел будет проходить высокотемпературный газ с больщой концентрацией твердых частиц (5-20 кг/м).

Цель изобретения - снижение расхода топлива и повышение надежности работы.

Для достижения указанной цели вращающаяся печь, содержащая барабан с лопастями, опорными станциями и приводом, нагреватели, расположенные вдоль оси барабана и выполненные из U-образных труб, через ряд прикрепленных к днищам противоположных обечаек, соосных с барабаном и установленных на откатных тележках, устройства для ввода теплоносителя, снабжена циклонами, а концы U-образных труб пропущены через днища обечаек и объединены в пакеты, одни из которых подсоединены к циклонам, а другие к устройствам для ввода теплоносителя, установленным вместе с циклонами на откатных тележках, причем циклоны и устройства для ввода теплоносителя соединены инжекторами.

Предлагаемая конструкция позволяет использовать в качестве теплоносителя газовзвесь твердых частиц без чрезмерного усложнения конструкции печной установки, увеличить коэффициент теплоотдачи к трубам и поднять тепловой КПД печи за счет уменьшения количества газообразного теплоносителя выбрасываемого с высокой температурой в атмосферу. Последний эффект достигается тем, что топливо сжигается при малом избытке воздуха и снижение температуры газообразного теплоносителя до рабочей температуры производится не холодным воздухом, а рециркулирующими твердыми частицами.

На чертеже изображена предлагаемая печь, продольный разрез.

Печь состоит из барабана 1 с бандажами 2 3, опирающимися на опорные станции 4 и 5. На барабане закреплен зубчатый венец 6, соединенный с приводом 7. На внутренней поверхности барабана закреплены подъемные лопасти 8. На концах барабана закреплены клиновые насадки 9. Внутрь барабана введены вертикальные ряды труб 10, закрепленные обоими концами в трубной peuieTKe 11 и вертикальные ряды труб 12, закрепленные обоими концами в трубной решетке 13. Трубная решетка 11 прикреплена к днищу 14 обейчайки 15, установленной на тележке 16, а трубная решетка 13 прикреплена к днищу 17 обечайки 18, установленной на тележке 19.

Верхние ряды труб 10 и 12 пропущены через соответствующие днища 14 и 17, объединены в пакеты 20 и 21 и подсоединены к циклонам 22 и 23, закрепленным на тележках 16 и 19.

Нижние ряды труб 10 и 12 объединены в пакеты 24 и 25.

Пакет 24 подсоединен к циклону 22 и топке 26 через инжектор 27, а пакет 25 подсоединен к циклону 23 и топке 28 через инжектор 29. Циклоны 22 и 23 имеют патрубки для загрузки в них твердого сыпучего материала 30. На боковой стенке крайнего ряда труб со стороны выгрузки прикреплены наклонные полки (не показаны), а к нижним трубам, прикрепленным к одной из трубных решеток, закреплено перфорированное днище 31.

В днище 14 смонтировано загрузочное устройство, а в днище 17 разгрузочное (не показано). На крайних вертикальных рядах навещены боковые стенки, препятствующие боковому просыпанию материала (не показаны) и к одной из них (со стороны выгрузки) закреплены наклонные лопасти.

Печь работает следующим образом.

Барабан I приводится во вращение на бандажах 2 и 3 и опорных станциях 4 и 5 от зубчатого венца 6 и привода 7.

В топки 26 и 28 подается воздух и топливо и производится их розжиг.

Внутрь барабана 1 подается загрузочным устройством подлежащий термообработке материал, который лопастями 8 загружается на трубы 10 и 12 в короб, образуемый навещенными на крайние трубы 10 и 12 боковыми стенками и днищем 31. Материал постепенно заполняет короб со стороны загрузки, так как просыпающийся через перфорированное днище 31 материал вновь подается лопастями 8 в то же место короба. После заполнения короба в зоне загрузки излищек материала лопастями 8 подается на наклонные полки, прикрепленные к боковой стенке короба, по которым он перемещается на длину полки вдоль оси барабана и вновь попадает в подъемные лопасти 8, заполняя короб далее по длине, пока не дойдет до разгрузочного устройства и удаляется из барабана.

Через патрубки 30 в циклоны 22 и 23 подается по порции твердого сыпучего материала, который через инжекторы 27 и 29 попадает в пакеты 24 и 25 нижних рядов труб и вместе с дымовыми газами обогревает их. Из верхних рядов труб через пакеты 20 и 21 дымовые газы с частицами попадают в циклоны 22 и 23, частицы отделяются и вновь попадают в инжекторы 27 и 29. При этом уменьщается объем газов, проходящих через систему нагрева, а следовательно и выбрасываемых в атмосферу, и увеличивается коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к трубам. Все это достигается при повыщении надежности работы печи, так как практически отсутствуют горячие газоходы, трубам возможно сообщить возвратно-поступательное относительное движение (вдоль оси барабана).

Печь может эксплуатироваться и без добавления в теплоноситель сыпучего материала.

В этом случае инжектором засасывает часть отработанного теплоносителя, т. е. печь работает с частичной рециркуляцией теплоносителя.

Экономический эффект, ожидаемый при эксплуатации предлагаемой печи, определяется снижением расхода топлива и уменьщением поверхностей теплообмена (или увеличением производительности печи).

Формула изобретения

Вращающаяся печь, содержащая барабан с лопастями, опорными станциями и приводом, нагреватели, расположенные вдоль оси барабана и выполненные из U-образных труб, через ряд прикрепленных к днищам противоположных обечаек, соосных с барабаном и установленных на откатных тележках, устройства для ввода теплоносителя, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода топлива и повышения надежности работы, она снабжена циклонами, а концы U-образных труб пропущены через днище обечаек и объединены в пакеты, одни из которых подсоединены к циклонам, а другие к устройствам для ввода теплоносителя, установленным вместе с циклонами на откатных тележках, причем циклоны и устройства

для ввода теплоносителя соединены инжекторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2702914/29-33, кл. F 27 В 5/06, 1978.