Способ обжига керамзита и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК F27B7/00 

Изобретение относится к строительной 1индустрии, а именно с получению легких заполнителей бетона, конкретно к обжигу керамзита.

В настоящее время керамзит обжигается в основном во вра14акх1а хся печах при температурах газовой среды 130Q135оРс,,а материала 1100-1200 С. Превышение этих пределов температур обжига приводит к пережогу (слипанию).и ухудшению качества керамзита. Так как теоретическая температура горения газа, выше практической необходимой (1300-1350 } для обжига керамзита, процесс горения газа осуществляется с бапыоим коэффициентом расхода воздуха ( od 1,5-1,8У. В зоне вспучивания образуется избыточный кислород, который отрицательно влияет на вбпучиваемость.

Известен сйособ термической обработки глинистого материала во вращаю-, щихся печах путем создания восстановительной газовой среды и подачей в печное пространство потока вторичного воздуха для догорания продуктов неnoliHOTo сгорания .

Недостатком этого способа является невозможность получения необходимого температурного режима и восотановительной газовой среды в зонах охлаждения и вспучивания, так как при fit 0,5-0,95 в печном объеме создается одинаковая газовая среда как по центру печи, так-.и над.е11овёрхностью материала. Над мйтерйалрм не создается необходима$Г 5йтя эффективного вспучивания кераз ита везкислородная среда. При этом коэффициент вспучи10вания снижается. Удельный расход топлива на единицу продукции ;повьв11ается.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо15му результату является способ обжига керамзитаг заключающийся в сушке, нагреве, опудривании, вспучивании, охлаждении и подаче в печное пространство ПОТОКОВ первичного и вторич20ного воздуха, при этом опудривающий материал пбдают непосредственно в печное пространство, а коэффициент избытка воздуха равен sf. 1,15-1,25.

25

Способ осуществляют во враиающвйся печи, содержащей установленную со стороны ее горячего конца горелку, опудриватапь и устройство для подачи вторичного воздуха, в которой устрой30ства для подачи избыточного воздуха . и подачи опудривающего материала установлены в корпусе печи 2. Однако известный спосо.б обжига не позволяет получить восстановительную газовую среду над материалом, что отрицательно сказывается на вспучиваемости керамзита. Недостаткамиj . этого способа также являются трудность регулирования режима обжига и сложность конструкции устройства для родачи опудрнвающего материала.в печ , . Наиболее высокие показатели вспучивания наблюдаются у образцов ,обжигают вдихся в. восстановительной газовой сред .Йроме газовой среды, при обжиге керамзита важное технологическое значение имеют скорость и температура нагрева. Поставленный нагрев глинистых пород Не создает оптимальных .условий для вспучивания. В результате такого обжига керамзит не обладает мелкоячеистой структурой. При таком нагреве вспучивание происходит только за счет органических примесей или восстановительной окружающей среды. Однако при этом коэффициент вспучивания резко падает. При ускоренной термической обработке внутри материала замедляются окислительные реакции и образуется благоприятная для вспучивания восста новйтельная среда. Важным условием хорошего вспучива ния керамзита является предварительная их тепловая обработка перед вспу чиванием до температуры не выше 200600°с, после чего резко повышается температура в зон-е вспучивания до . 1300-1350С. Целью изобретения является повышение коэффициента вспучивания и сни жение удельного расхода тонлива. Указанная цель достигается тем, . что согласно способу обжига керамзита, включающему сушку, нагрев, опудривание, вспучивание, охлаждение и подачу в печь первичного и вторичного воздуха, опудривающий материал подсцот с вторичным воздухом, при этом коэффициент расхода первичного и вторичного воздуха составляют соот ветственно 0,5-0,65;0:. Такой способ может быть осуществлен в устройстве, содержащем вращающуюся печь, горелку, установленную со стороны горячего конца печи, опуд риватель и устройство для подачи вто ричного Воздуха,, в котором опудриватель установлен в устройстве для подачи вторичного воздуха, при этом последнее расположено со стороны горячего конца печи со смещением вверх относительно ее оси на расстояние, равное 0,15-0,25 диаметра печи, а го релка размещена со смещением вниз на такое же расстояние относительно оси печи.. На фиг. 1 схематически изображена. устройство для осуществления способа обжига керамзита, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - график оптимешьной кривой обжига керамзита, на фиг. 4 - график изменения потерь тепла с химическим1недожором, на фиг. 5 - график зависимости каллориметрической и практической температур/ на фиг. 6 - график изменения потерь тепла с химическим недожогом. Устройство содержит вращающуюся печь 1 с загрузочной 2 и разгрузочной 3 течками и газогорелочным устройством 4, воздухоподводящую трубу 5 для подачи вторичного воздуха и опудривающего материала, бункер 6 для хранейия опудривающего материала, шнек 7 для подачи опудривающего материала к воздушной трубе 5. Для регулирования количества первичного и вторичного воздуха предусмотрены задвижки. .. , . Принцип работы устройства заключается в следующем. Процесс горения топлива в зоне охлаждения и вспучивания организуется, с меньшим коэффициентом избытка воздуха и с последующим дожиганием . продуктов неполного сгорания газа дополнительным воздухом, подаваемым через воздушную трубу 5, с доведением коэффициента расхода воздуха до ,с6 1,30-1,40. Восстановительная среда создается в зонах охлаждения и вспучивания из продуктов неполного сгорания газа СО, Н, СН4. Розжиг, печи осуществляется горелочным устройством 4 полным сжиганием газа, после того, как печь разогреемся и наберет достаточную температуру и нормальное тепловое напряжение, количество воздуха, подаваемого на горение, постепенно убавляет, чтобы, затем это количество воздуха -подать через воздухоподводяшую трубу 5. Газ в горелочном устройстве сжигается с коэффициентом расхода воздуха oi. Р,55-0,65. г Общий коэффициент расхода воздуха находится в пределах od 1,301,40 за счет воздуха, подаваемого по воздухоподводящей трубе, при этом продукты горения в объеме печи распределяются таким образом, что над материалом создается восстановительная средаj содержащая продукты неполного .сгорания газа .например СН, СО, Hi, а на .остальном объеме печи окислительная среда. Процесс горения в печи заканчивается на том расстоянии или на том.месте, где встречаются потоки восстановительных газов .и вторичного воздуха, подаваемого через воздухоподводящую трубу 5. Когда заЛруженный через течку 2 в печь обяснгаекий материал достигает зошл высоких температур, в печь со вторичным воздухом подается пудра из тугоплавких глин/ например из кварцевого neuKdi. Пудра, прилипая к поверхности керамзита, предотвращает слипа ние керамзитовых гребнул. На фиг. 5 показана зависимость каллориметрической (tb-) и практической температуры Ч ) во вращаю(цихся печах лри температурке воздуха, равной 2 (fС, и , f 34400 кДж/Нм. Из графика на фиг.5 видно,что для созда ния восстановительной газовой среды и необходимой температуры первичный .коэффициент избытка воздуха Ыпер воя жен быть в пределах 0,55-0,65. Распределение потерь тепла с хими ческим недожогом из температур среды по длине печи на расстоянии 50 мм от футеровки при коэффициенте избытка первичного воздухаd nep 0,6 и общим коэффициентом избытка воздуха ОБ - 1,40 при смешении { воздушной трубы по диаметру печи 0,3, 0,25, 0,15 показано на фиг. ,6. Из графика на фиг. 6 видно,что восстановительная газовая среда охватывает зону вспучивания печи ; L -. (3, Б - 4) О j,g,j при С9. 0,25Dfieq , а также при 0,250печ подаваемая пудра достигает расстояния (3,0-3,5)0печ где материал находился в .пластичном : состоянии. На..фиг. 4 показано изменение распределения потери тепла из-за неполноты горения и температуры по длине печи, при oi Ij2 1,3; 1,4. ТСак вид но из фиг. 4 прйс«5о|| температура в печи на рассто яние Ь пе резко снижается, и дЪ этого значение температуры находится в пределах 1250-1350 С. Оптимальным являемся 1 31,45, т.е. первичНьгй, воздух поддается о коэффициентом расхода- воздуха ,gp 0,5-0,65 а вторичный с коэффициентом расхода воз духа 0,7-0,8. Увеличение первичного воздуха при водит к уменьшению кО1)центрации восстановительных газов, что приводит к снижению вспучиваемости материала. При уменьшении первичного воздуха хотя и увеличивается концентрациявосстановительных газов, но из-за не достатЪчной температуры .коэффи1Ц{ент вспучивания получается низким. При коэффициенте расхода вторичного воздуха еС р,0р 0,7-0,8 перед зоной вспучивания температура сред снижается до 700-800 G. Это позволяет приблизить температурный режим обжига к оптимальной кривой обжига .керамзита. При смещении горелки вниз относительно оси печи на расстояние 70,25 диаметра печи горелка закрывает npoxoj материала через осечку в холодильный барабан. При ,15 восстановительные газы не охватывают .зоны вспучивания. При смещении устройства для подачи вторично1;о воздуха вверх относнуелъно оси печи на расстояние поток вторичного воздуха сильно, инжектирует газовый поток и происходит интенсивное олешение г газа с воз;цух(яь1, в результате чего концентрация восстановительных газов резко снижается. При подаваемый опудривакяций материал уносится за пределы зоны вспучивания, что нежелательно, так как обжигаемьШ материал именно в зоне вспучивания находится в пластичном состоянии . . -. . Применение превдпагаемого способа и устройства уменьшает расход топлива и увеличивает коэффициент всйучивания керамзита. Формула изобретения 1.Способ обжига керамзита,включеиощий сушку, нагрев, опудривание, вспучивание, охлаждение и подачу в печь первичного и вторичного воздуха, отличающий с я тем, что, . с целью повышения коэффициента вспучивания ке рамзйта и снижения удельного расхода топлива, опудрйвгиощий материал подают с вторичным воздухом, при этрм коэффициенты расхода пёрвичного и . вторичного воздуха состав-, ляют соответственноЫ„ер О f 5-0,65 J о втрр- 0,7-0,8. 2.Устройство для обжига керамзита, соде ржшцее вращающуюся печь, горел f. ку, установленную со стороны горячего конца печи,6пудриват ель и устрс йство дая подачи вторичного воздуха, о тличающееся тем,ч.тго, с целью повьшения коэффициента вспучивания керамзита и снижения удельного расхода топлива, опудриватель установлен в устройстве для подачи вторичного воздуха, при последнее расположено со стороны горячего конца печи со смещением вверх относительно ее оси на расстояние, равное. 0,15-0,25 диаметра печи, агорелка размещена со смещением вниз на такое же рас- . стояние относительно оси печи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ; 1.Авторское свидетельство СССР 775582, кл. F 27 В 7/00, 1978. 2.Вращающаяся печь для обжига керамзитового гравия с модернизированной зоной вспучивания. Информационный листок.. Куйбышев, ГосНИИКерамзит, J977, с. 2-4 (прототип).