Шахтная печь для прокалки мелкодисперсного материала

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 07. 80 (21) 2953157/29-33 (54) М. Куу.з с присоединением заявки № (23) Приоритет

F 27 В 1/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 0705.82. Бюллетень ¹17 (53) УДК 622 . 785. .4.602.5 (088. 8) Дата опубликования описания 07.05.82

Л.С.Аксельрод, Е.В.Балашов, К.Б.Георгиевский, С.A.Êóçíåöîâ, Л.И.Пантина, Е.Н.Прозоров, 1

Л.Б.Рольщиков и В.В.Федотов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знаменй институт химического машиностроения (54) ШАХТНАЯ ПеЧь для пРОКгЛки

МЕЛКОДИСПЕРСНОГО NATEPHAHA

15

25

Изобретение относится к технике проведения термических процессов в движущихся дисперсных средах и предназначается для интенсификации процессов сушки и прокалки мелкодисперсных материалов, обладающих большими коэффициентами внешнего и внутреннего трения, и может найти применение в химической, металлургической, строительной и других отраслях промыленности.

Шахтные печи получили широкое распространение для обжига карбонатного сырья, восстановления руд и многих других процессов, где требуется высокая производительность, непрерывность процесса, определенная .последовательность обработки материала.

Общим недостаткбм шахтных йечей с гравитационно движущимся плотным слоем является неравномерность распределения температур и скорости движения материала по сечению шах ты. При обработке мелкодисперснйх материалов, обладающих плохой сыпучестью, возможно зависание материала в шахте и полное прекращение его движения. для удаления этих недостатков предложены шахтные установки с налажением вибраций на движущийся слой материала. Передача вибраций слою осуществляется благодаря вибрации корпуса, теплообменной поверхности или с помощью размещенных в слое виброзондов.

Известна вибросушилкадля мвлкодис-. персных материалов,котораяобеспечивает высокое качество сушки благодаря вйбрации корпуса и в результате этого эффективного перемешивания материала и отвода паров через устройство, выполненное в виде телескопическн установленных по оси шахты патрубков с- конусообразными участками на нижних концах (1) .

Однако вибрация корпуса влечет за собой повышение затраты энергии, усложняет конструкцию установки, уз- лов соединений корпуса с неподвижными элементами установки, оказывает разрушающее воздействие на конструкционные материалы. Кроме того, весь материал внутри корпуса находится в циркуляционном движении, что приводит к неравномерности термообработки отдельных частиц из-за разного времени пребывания в аппарате.

При вибрации корпуса, как правило, по центру наблюдается восходя-.

926475 отношению к трубе.

Печь работает следуюцим образом.

Исходный материал с помоцью эагру зочного устройства 4 подается в камеру 1 при включенном виброприводе 8, от которого приводится в действие виброэонд 7. Под действием вибрации

I материал равномерно распределяется по сечению камеры и заполняет ее ° С помощью нагревателей 3 в камере дости- гается требуемая температура и включается разгрузочное устройство 6 °

При нагреве материала в камере имеет место выделение больших количеств влаги (в случае прокалки гидратов окислов металлов) и газов (например, углекислого газа llpH прокалке карбо.натов). При этом выделение паров и газов происходит по всему объему камеры. Состав и .количество выделяющихся газов и паров зависит от получаемого продукта. Поднимающиеся вверх пары отводятся через перфорированную поверхность нижних конусов К далее через отверстия в трубе под верхний кожух печи, откуда онк отсасываюгся через патрубок 5, например, вакуумнасосом. ВерхниЕ кокусы защищают отверстия в трубе от попадания в них материаяа. Некоторое количество ма териала, которое может попадать в простракстэо между конусами, непре° рыэко удаляется благодаря наличию концентрического зазора между трубой к малым основанием перфорированного конуса и нисходящему движению материала.

Выбранная форма насадок обеспечивает хорошее обтекание кх матеркаламк,.эффективную передачу вибраций от привода к частицам материала, что приводит к нарушению связей между кими к эоэккккьэенкю поперечного перемешиваккя материала. В результате этого интенсифицкруются процессы теплообмена к массоотдачи в алое.

В качестве привода полой вставки целесообразно использовать устройство, обеспечивающее ее вибрацию в диапазоне частот от 2 до 50 Гц при амлитуде 0,3-3 мм.

На характер движения материала в шахте влияют не только параметры вибрации, но и конструктивное исполнение насадки.

При обработке мелкодисперсных материалов с размером частиц от 5 до

50 мк диаметр насадки (0н) выбирается равным 0,6-0,8 внутреннего диаметра камеры (О,,), угол наклона обраэуюцей конусов и оси камеры - в пределах 20-75 .

При Dq 0,6 D действие вибрации не распространяется на пристенный слой материала, что ведет к Резкому снижению коэффициента теплопередачн, а при Ри 0,8 D„ óìåíüûàåòñÿ проходщее движение частиц, что может выз- ° вать образование застойных эон нэ обрабатываемого материала в каналах между патрубками.

Известно устройство для термической обработки дисперсных материалов, в котором наложение вибраций на движущийся слой материала осуществляется с помощью виброзондов, а отвод паров, например, через боковые стенки, выполненные в виде жалюзей (2) . 10

Благодаря расположению виброэондов на некотором расстоянии от боковых стенок устраняется разрушающее действие вибрации на корпус устройства, но вместе с тем затрудняется оТ- 15 вод паров из слоя, так как граничащий с жалюзями слой материала практически неподвижен.

Наиболее близким к изобретению по технической суцности является аппарат с цилиндрической нагревательной камерой, в которой газоотводные трубы расположены в шахматном порядке между виброзондами (3) .

Однако наличие большого количества внутренних устройств ведет а ус» ложнению аппарата,увелкченкитепловых потерь и мощности вибратора, к Уменьшению рабочего объема печи.

Цель изобрЕтекия — китеискфиКация процесса прокалкк. ЗО

Поставленная цель достигается тем; что в шахтной .печи для прокалкк мелкодисперсного материала, содержащей цилиндрическую нагревательную каме+ ру с Установленным внутри ее экброзондом, последний выполнен в виде трубы с равномерно растк>ложениыми по ее высоте рядами отверстий и скаб. жен укрепленными над нимИ насадками в виде конусов, сопряженных большимк 40 основаниями, причем нижние конуж насадок выполнены перфорированными и установлены с концентрическим зазором по отношению к трубе.

На чеРтеже схематически изображе- 45 на предлагаемая шахтная печь.

Печь содержит вертикальную нагревательную камеру 1 в виде трубы из теплостойкого материала, помещенной

„в прямоугольный Футерованный корпус . 5О

2, между которым и трубой установлены нагреватели 3. Верхняя часть печи имеет загрузочное устройство 4 и ко, жух с патрубком 5 для отвода паров °

Нижняя часть печи имеет Разгрузоч-55 ное устройство 6, выполненное с охлаждаеьым корпусом и регулятором числа оборотов.

По оси печи подвешен виброзонд 7 с виброприводом 8, выполненным в виде трубы с равномерно расположенныМи по ее высоте рядами отверстий и .укрепленными над ними насад <ами 9, состоящими ие попарно сопряженных большими основаниями конусов, причем

Нижние перфорированные конусы установ65 пены с концентрическим зазором по

926475 ное сечение камеры, что нарушает нисходящее движение материала н ведет к .уменьшению производительности пе-чи.

Таким образом, предлагаемая конструкция полой вставки, соединенная с виброприводом, обеспечивает интен- . сификацию прокалки мелкодисперсного материала за счет его эффективного перемешивания и отвода паров по всей высоте печи. О

Распределение" температур по. высоте печи, обеспечиваемое нагревательной камерой, соответствует требованиям технического регламента.

После прохождения термической об- 15 работки в течение заданного времени в шахтной печи завершается образование продукта требуемого состава или структуры.

Образовавшийся продукт поступает 20 .в разгрузочное устройство, в котором, благодаря водяному охлаждению, его температура снижается и на выходе не превышает 50 С.

В ряде случаев прокаленный материал обладает гигроскопическими свой" ствами и при расфасовке в неконтролиюуевМй атмосфере может поглощать влагу и другие газы. Для устранения этого явления в зону охлаждения йродукта вводят осушенный инертный газ, например аргон.

Регулирование производительности шахтной печи и скорости цвижения ма-. териала в камере производится с по- . мощью разгрузочного устройства.

Предлагаемая печь была испытана

-при прокалке ряда мелкодисперсных материалов: окиси алюминия, карбида бора и др. При наложении вибраций в ней обеспечивалось устойчивое движение материала, поле температур стало более равномерным, что дало воэможность снизить время пребывания продукта в печи и увеличить тем савнм ее производительность..

Формула изобретения

Шахтная печь для прокалкн мелкодисперсного материала, содержащая цилиндрическую нагревательную каме-, ру с установленным внутри ее виброзондом, отличающаяся тем, что; с целью интенсификации процесса прокалки, виброэонд выполнен в виде трубы с равномерно расположенными по ее высоте рядами отверстий и снабжен укрепленными над ними насадками в виде конусов, сопряженных бдльшими основаниями, причем нижние конусы насадок выполнены перфорированными и. Установлены с концентрическим зазором по отношению к трубе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 415464, кл. F 26 В 3/22, 1971..

2. Горбис З.Р. и др. Теплообменвики с проточными дисперсными теплоносителями. И., "Энергия", 1975, с. 167-170.

3. Авторское свидетельство СССР

В 675284, кл. F 26 В 3/22, 1977.

926475

Л7Р

AuPuzcwm

Составитель И.Иноземцева

Техред М. Тепер Корректор О. Билак

Редактор О.Юрковецкая

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„- ул. Проектная, 4

Заказ 2947/32 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5