Способ обжига керамзита и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнчесннх

Республнн 996820

1 (И) М.кн.

I (bf) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 060381 (23) 3257042/29-33

Р с.присоединением заявки ¹

Г 27 В 7/00

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (23) Г3риоритет

Опубликовано 15.02.83. Бюллетень ¹ 6 (53) УДК ббб.94.. .041(088.8)

Дата опубликования описания 15.0283

В9нф я (и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжнженЪИх-" =,, газов (71) Заявитель ((54): СПОСОБ ОБЖИГА KEPAM3iITA И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО, /

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

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

В настоящее время керамэит обжигается в основном во вращающихся печах прн температурах газовой среды 13001350 C,, à материала 1100-1200 С. Превышение этих пределов температур обжига приводит к пережогу (слипанив).<и ухудшению качества керамзита. Так как теоретическая температура горения га« за выше практической необходимой (1300-1350 } для обжига керамзита, процесс горения газа осуществляется с большим коэффициентом расхода воздуха (Ы = 1,5-1,8). В зоне вспучивания образуется иэбйточный кислород, который отрицательно -влияет на вспучиваемость.

Известен сйособ .термической обработки глинИСтого материала во вращающихся печах путем создания восстановительной газовой среды и подачей в печное пространство потока вторичного воздуха для догорания продуктов непоЪного сгорания 11.

Недостатком этого способа является невозможность получения необходимого температурного режима.н восстановительной газовой среды в зонах охлаждения и вспучивания,. так как нри ,с(. 0,5-0,g5 в печном -объеме создается одинаковая газовая среда как по центру печи, так, .и над-"новерхностью материала. Йад.матерйалои "=не создается необходимая- . чтя.-эффективного вснучивания керамэита:оезкислородная

10 среда. При этом коэффйциент вспучивания снижается, удельный расход топлива на единицу продукции;повышается.

Наиболее близким к изобретеиию по технической сущности.и достигаемому результату является способ обжига керамзита заключающийся в сушке, нагреве, опудривании, вспучивании, охлаждении и подаче в печное прост20 ранство потоков первичного и вторич.ного воздуха, при этом опудривающнй материал подают непосредственно в печное пространство, а коэффициент избытка воздуха равен <= 1,15-1,25. !

Способ осуществляют во вращающейся печи, содержащей установленную со стороны ее горячего конца горелку, опудриватель и устройство для подачи вторичного воздуха, в которой устройства для подачи избыточного воздуха

996820

t и подачи опудривающего материала установлены в корпусе печи 2).

Однако известный способ обжига не,, позволяет получить восстановительную газовую среду над материалом, что отрицательно сказываетея на вспучиваемости керамзита. Недостатками;. этого способа также являются трудность регулирования режима обжига и сложность конструкции устройства для подачи опудривающего материала.в печь. 10

Наиболее высокие показатели вспучи-, вания наблюдаются у образцов, обжигаю-. щихся в. восстановительной газовой среде.

Кроме газовой среды, при обжиге керамэита важное технологическое 45 значение имеют скорость и температура нагрева. Поставленный нагрев гли нистых 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 восстановительная среда.

Важным условием хорошего вспучивания керамзита является предварительная их тепловая обработка перед вспучиванием до температуры не выше 200600 С, после чего резко повышается температура в зоне вспучивания до .

1300-1350 С.

Целью изобретения является повышение коэффициента вспучивания и снижение удельного расхода топлива. 4Î

Указанная цель достигается тем, что согласно способу обжига керамзита, включающему сушку, нагрев, опудривание, вспучивание, охлаждение и подачу в печь первичного и вторично" 45 го воздуха, опудривающий материал подают с вторичным воздухом, при этом коэффициент расхода первичного и вторичного воздуха составляют соответственно с де, =- 0,5-0,65;с

0,7-0,8.

Такой способ может быть осуществлен в устройстве, содержащем вращающуюся печь, горелку, установленную со стороны горячего конца печи, опуд- >> риватель и устройство для подачи вторичного воздуха, в котором опудрива" тель установлен в устройстве для подачи вторичного воздуха, при этом последнее расположено оо стороны горячего конца печи со смешением вверх относительно ее оси на расстояние, равное 0,15-0,25 диаметра печи, а горелка 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 оптимальной кривой обжига керамзитà, на фиг. 4 - график изменения потерь тепла с химическим"недожогом, 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 хранения опудривающего материала, шнек 7 для подачи опудривающего материала к воздушной трубе 5.

Для регулирования количества первичного и вторичного воздуха предусмотрены задвижки.

Принцип работы устройства эаключается 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 разогреежся и наберет достаточ» ную температуру и нормальное тепловое напряжение, количество воздуха, подаваемого на горение, постепенно убавляет, чтобы затем это количество воздуха подать через воздухоподводяшую трубу 5. Гаэ в горелочном устройстве сжигается с коэффициентом расхода воздуха с 0,55-0,65. !

Общий коэффициент расхода воздуха находится в пределах eC = 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 среда„ содержащая продукты неполного, сгорания газа .например СН, СО, Н, а на .остальном объеме печиокислительная среда. Процесс горения в печи заканчивается на том расстоянии или на том,месте, где встречаются потоки восстановительных газов .и вторичного воздуха, подаваемого через воэдухоподводящую трубу 5. Когда за???:-996820

Формула изобретения груженный через течку 2 в печь обжи" гаемий материал достигает эоны высоких температур, в печь со вторичным: воздухом подается пудра из туго-. плавких глин, например из кварцевого песка. Пудра, прилипая к поверхности керамзита, предотвращает слипа" ние керамзитовых гранул.

На фиг. 5 показана зависимость . каллориметрической (а ;) и практической температуры (t oC) во вращающихся печах при температуре воздуха,. равной 20 С, и при ф„34400 .кДж/Нм .

Из графика на Фиг.. 5 -видно,что для создания восстановительной газовой среды.и необходимой температуры первичный

:коэффициент избытка воздуха cd. дол жен быть в пределах 0,55-0,65.

Распределение потерь тепла с химическим недожогом из температур среды по длине печи на расстоянии 50 мм от футеровки при коэффициенте избытка первичного во»здухаЫпер = 0,6 и общим коэффициентом йзбытка воздуха д-од = 1,40 при смешении 3 воздушной трубы по диаметру печи 0Ä3Ä 0,25, 0,15 показано на фиг. б. Из графика иа фиг. 6. видно, что восстановительная газовая среда охватывает зону вспучиваиия печи L -". (3,5-4)Use при Вй < 0,250зЕЧ, а также при ф<< 0,250„е подаваемаЯ ПУдРа достигает расстояния (3,0-3,5)0зеч, где материал находится в .пластичном; состоянии.

На. Фиг. 4 показано изменение распределения потери тепла из-за неполноты горения и температуры по длине печи.;при с = 1,2-; 1,3; 1,4» Как видно из фиг. 4 прйс . = 1,4 температуРа в печи на РасстоЯние Ь 4Зп@Ч резко снижается, и-до этого значение температуры находится в .пределах

1250-1350 С.

Оптимальным является ate,s 1,31,45, т.е. первичный, воздух подается с коэффициентом расхода воэдуха зе = 0,5-0,65» а вторичный с коэффици-ентом расхода воздухаЫЩср Ф 0,7-0,8, Увеличение первичного воздуха приводит к уменьшению концентрации восстановительных газов, что приводит к снижению вспучиваемости материала.

При уменьшении первичного воздуха, хотя и увеличивается концентрациявосстановительных газов, но из-sa недостаточной температуры коэффициент вспучивания получаЕтся низким.

При коэффициенте .расхода вторичного воздуха e(, -= 0,7-0,8 перед зоной вспучивания температура среди снижается до- 700-800 С. Это позволяет приблизить температурный режим обжига к оптимальной кривой обжига .керамзита.

При смещении горелки вниз относи° тельно оси печи на расстояние 1

8g 7 0,25 диаметра печи горелка закрывает проход материала через течку в холодильный барабан. При К, с 0,15 восстановительные газы .-не охватывают . ,зоны вспучивания.

5, При смещении устройства для пода- чи вторичного воздуха вверх относительно оси печи на расстояние

9 <0,15 поток вторичного воздуха сильно инжектирует газовый поток и

t0 происходит интенсивное смешение. газа с воздухом, в результате чего концентрация восстановительных ra зов резко снижается. При В > 0,25 подаваемый опудривающий.материал

35 уносится за пределы зоны вспучивания, что нежелателЬно, так как обжигаемый материал именно в зоне вспучивания находится в пластичном сос- тоянии»

»

Применение предлагаемого способа и устройства уменьшает расход топли ва и увеличивает коэффициент вспучи- вания керамэита.

1. Способ обжига керамзита,включающий сушку, нагрев, опудривание, вспучивание, охлаждение и подачу в печь первичного и вторичного воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения коэФФициента вспучивания керамзита н снижения удельноЗ5 го расхода топлива, опудривающий материал подают с вторичным воздухом, при этом коэффициенты расхода пер.вичного и,вторичного воздуха состав-.. ляют соответственноо „ = 0,5-0,65;

46 < А© = 0 7-Ою8»

2. Устройство для обжига керамзита, содержащее вращающуюся печь, горел-., ку, установленную со стороны горячего конца печи, опудриватель и устройство

45, для подачи вторичного воздуха, о тл и ч а ю щ е е с я тем,чжо, с целью . повышения коэффициента вспучивания керамзита и снижения удельного расхода топлива, опудриватель установлен в устройстве для подачи вторичного воздуха, при этом последнее располо« жено со стороны горячего конца печи со смещением вверх относительно ее оси на расстояние, равное, 0,15-0,25 диаметра печи, а горелка размещена

55 со смещением вниз на такое же расстояние относительно оси печи.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР еО. Р 775582, кл. F 27 В 7/00,. 1978.

2. Вращающаяся печь для обжига керамэнтового гравия с модернизированной зоной вспучивания. Информационный листок.: Куйбышев, ГосНИИКерамэит, 65 «1977, с. 2-4 (прототип) °

99б820 Ье 2

АЖ7

М7

ФР

Ю

Ю

jP

Ю

Ы

Ю

uane ewua ложки тмина c хигтчесним жйжююю gg.ir тетературы м Огиие nrwu ku . расттоммии Хсх em рутеродми при 4ю- ф, 4& gfO /. 7 leaf 4д y" J- юУ Ф

Фиа, 996820

Мефед(щв ит,дм@Уа EPp р

ЗаФжибжи ю Ф4 4„ 4rg лсм л7мву4ИЮЧРИЮ гюФа Р ° РФ

J7)5#I 4, ф е3 Иф /- /фф,(,3 f,ффр ДГ ф

4Ь3.5 еР яиенемие апюдаи лба е яиии е@тн кйФжжае g u тттераащмг по Жжю луч и ла,ав жавкю оси. юж юрг ммЬи р 4Г при а4лгр ф айФУФ; МgeMnq 8-Р-Ф РИю у,7-Р-ОФль кг. Ф

Составитель И.Иноземцева .

Редактор С.Тимохина Техред M.1(îñòèê Хорректорй.йулла

Эакаэ 912/56 Тираж 613 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4