Вращающаяся печь Советский патент 1982 года по МПК F27B7/36 

(54) ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к производству цемента, глинозема, магнезита и других видов продукции, для обжига которых применяются вращающиеся печи. Известна вращающаяся печь, содержащая охватывающую разгрузочный коне печи неподвижную головку, форсунку, смонтированную на задней торцовой стенке головки и холодильник. Печь снабжена трубопроводами аспирационного воздуха, участвующего в охлажде нии материала и сушке пылеугольного топлива 113Недостатки известной печи - выбро вместе с аспирационным воздухом в окружающую среду большого количества тепла и пыли, а также отсутствие эффективных устройств по снижению расхода аспирационного воздуха и концен рации особо токсичных .компонентов пр дуктов сгорания - окислов азота,выбрасываемых в окружающую среду. Цель изобретения - снижение удель ного расхода топлива и токсичности продуктов сгорания. Указанная цель достигается тем, что вращающаяся печь, содержащая охватывающую разгрузочный конец печи неподвижную головку, форсунку, смонтированную на задней торцовой стенке головки, и холодильник, снабжена установленным на задней торцовой стенке головки вокруг форсунки ресивером с отверстиями, выполненными в его торцовой части, и размещенными внутри ресивера перегородкой и золотником, причем золотник установлен с возможностью перемещения относительно перегородки от привода. На чертеже показана вращающаяся печь, продольный разрез. Вращающаяся печь содержит барабан 1, неподвижную головку 2 с окном 3 для разгрузки материала 4 в холодильник 5, установленный на задней торцовой стенке неподвижной головки 2, ресивер 6, имеющий в торцовой части отверстия 7 и В, две подкамеры 9 и 10, разделенные перегородкой 11 и золотником 12, и форсунку 13. Ресивер 6 и форсунка 13 сообщаются посредством трубопроводов 14 - 16 аспирационного воздуха и сушки топлива (при сжигании пылеуголи и работе угольной мельницы) с холодильником 5 и окружающей воздушной средой. Из холодильника 5 поступает в барабан 1 горячий воздух 17. Из отверстий 7 подкамеры 9 и из отверстий 8 и кольцевой подкамеры 10 поступает в барабан 1 относительно холодный воздух сносимы ми струями 18, спутными струями 19 и кольцевой струей 20. Форсунка 13 образует спутный факел 21. Сносимые по током 17 горячего воздуха и под действием тяги и барабане 1 струи 18 со ударяются с барабаном 1 в сечении 22 Внешние границы факела 21 и полуогра нического потока 23 сливаются в сече нии 24 барабана 1. Профиль скорости между сечениями 22 и 24 имеет вид 25 Вращающаяся печь работает следующим образом. Аспирационный воздух в заявляемой конструкции не выбрасывается в окружающую воздушную среду или выбрасывается только частично. Технологичес кий режим работы вращающейся печи может быть организован забором определенного количества воздуха из окру жающей среды и подачей его в ресивер б и форсунку 13 или в одно из них. При .всех- случаях организации долевых соотношений воздуха, подаваемого на сжигание топлива через холодильник 5 и окно 3 - это поток 17 горячего воздуха} через подкамеру 9 и отверстия 7 ресивера 6 - это относительно холодные сносимые струи 18; через просвет между перегородкой 11 и золотником 12, подкамеру 10 и отверстия 8 ресивера б - это относительно холодные струи 19 и кольцевая струя 20, через форсунку 13 для транспорта пылеуголи и образования спутного факела 21, коэффициент избытка воздуха остается неизменным. Оптимальная организация долевых соотношений отмеченных воздушных пот ков в предлагаемой конструкции позво ляет достигнуть цели изобретения. Относительно холодный воздух, истекающий из отверстий 7, распростр няется в виде сносимых струй 18- под углом к потоку 17 горячего воздуха из холодильника 5. В результате происходит интенсивное их смещение до соударения сносимых струй 18 со стен кой барабана 1 в сечении 22. Поэтому температура воздуха в сечении 22 будет ниже (примерно на , ка показывают балансовые расчеты),.чем в извеЪтных конструкциях. В результате снижения температуры воздуха на входе вращающейся печи предлагаемой конструкциг температура клинкера на выходе из барабан 1 снижается, температура колосниковой решетки на входе клинкера в холодильник 5 снижается и расход аспирационного воздуха, выбрасываемого в окружающую воздушную среду, сводит ся к нули. Снижение температуры барабана 1 в его разгрузочной части и клинкера на входе в холодильник 5 увеличивае термическую надежность работы вращающейся печи. В предлагаемой печи снижение удельного расхода топлива достигается не только за счет регенерации тепла аспирационного воздуха во вращающуюся печь, но также за счет того, что при этом увеличивается доля массового расхода воздуха, охлаждающего клинкер, в области больших значений температурных напоров между ними, а следовательно уменьшаются общий массовый расход воздуха, идущего на охлаждение клинкера во вращающейся печи, и массовый расход аспирационного воздуха и количества тепла, выбрасываемого вместе с ним в окружающую воздушную среду. Увеличение скорости изменения температуры клинкера в зоне охлаждения печи увеличивает качество и размолоспособность клинкера и уменьшает расход электроэнергии на размол клинкера. Б барабане 1 предложенной конструкции воздушные потоки, начиная с сечения 22 и кончая сечением 24, формируются таким образом, что происходит двухстадийное сжигание топлива в факеле 21, приводящее к значительному подавлению образования наиболее токсичных компонентов продуктов сгорания - о«ислов азота. Действительно, на участке барабана 1 между сечениями 22 и 24 ВОЗДУХ , идущий в зону сгорания, распределен больше к периферии (см. поперечный профиль скорости 25).В результате сжигание топлива до, сечения 24 производится при значении коэффициента избытка воздуха, меньшем 1, а после сечения 24 - большем 1. Таким образом, в предлагаемой конструкции реализуется метод двухстадийного сжигания, позволяющий значительно уменьшить концентрацию окислов азота в продуктах сгорания.Предлагаемая конструкция более эффективна и проще, чем известные, в отношении снижения токсичности дымовых газов , выбрасываемых в окружающую среду.Двухстадийное сжигание несколько затягивает процесс горения топлива в факеле 21. Это обстоятельство в предлагаемой конструкции койпенсируется тем, что уменьшается длина форсунки 13 в печном объеме. Форсунка 13 находится в зоне воздушных потоков клинкера и вращающегося барабана 1 со сравнительно низкими температурами, что повьлиает ее термическую надежность. Длину факела 21 увеличивают во вращающихся печах по производству цементного клинкера путем увеличения длины форсунки 13, а во вращающихся печах по производству глинозема - пу