Піч каскадна вертикальна для випалу та сепарації сипучого матеріалу

1 Піч каскадна вертикальна для випалу та сепарації сипучого матеріалу, яка складається з циліндричної печі з внутрішнім теплообмінником, з верхнім та нижнім розподільними конусами, пальним пристроєм, розташованим у нижній частині печі, пристроєм для подачі вторинного повітря, патрубками для подачі сировини та відводу димових газів, а в нижній частині печі встановлений конусний завихрювач, який має технологічний зазор з боковою стінкою порожнистого зрізаного циліндра з патрубком та приєднаний до нижньої час Корисна модель відноситься до промисловості будівельних матеріалів і може бути використаний для відтворення фракційного випаленого сипучого матеріалу (перліт, крейда, вапняк, вермикуліт, діатоміт та ін) Відома вертикальна піч для термообробки сипучого матеріалу, яка містить корпус, усередині якого встановлений теплообмінник, який має патрубок для подачі вторинного повітря (патент США №2119790, кл 263-21, 1961р) (1) Сировина подається на розподільний конус і далі під впливом закрученого теплового потоку виноситься в кільцевий простір між корпусом та теплообмінником Недоліком такого пристрою вважається те, що утилізація тепла тут здійснюється тільки за рахунок випромінювання від стінок теплообмінника, при цьому велика КІЛЬКІСТЬ тепла губиться з газами, що відходять з сировиною Відома вертикальна конічна піч для випалу сипучого матеріалу в зваженому стані, яка містить конічну піч з внутрішнім та ЗОВНІШНІМ конусами, пальник та пристрої для подачі сировини, вторинного повітря та відводу димових газів (Авторське свідоцтво СРСР №690267, кл F27B15/001979) (2) Ціль вказаної корисної моделі - інтенсифікація термообробки та підвищення якості готового про тини циліндричного корпусу печі, яка відрізняється тим, що з метою економії палива та інтенсифікації термообробки, розподілу готового продукту на три фракції та підвищення якості готового продукту, одна піч встановлена над іншою, утворюючи верхній та нижній каскади, а між ними змонтовані завихрювач, тороїдальний пальник та повітряна форсунка, над якою закріплений розподільний конус, а тороїдальний пальник змонтований всередині завихрювача 2 Піч каскадна за п 1, яка відрізняється тим, що патрубки виводу димових газів та бункера сировини оснащені повітряною сорочкою та приєднані через повітроходи до входу вентиляторів, що подають через повітряні сорочки каскадів печі підігріте повітря в форсунку, пальник та завихрювач дукту Недоліком даної печі вважається те, що при вилучанні полідисперсної та різнорідної сировини з різними включеннями має місце значна просипка крупки та вихід обпаленої полідисперсної сировини з різними небажаними включеннями, що погіршує якість готового продукту Також недоліком цього пристрою можна вважати пневмоподачу сировини у внутрішній конус вузьким струменем разом з надмірною КІЛЬКІСТЮ повітря, на нагрівання якого витрачається тепло в теплообміннику, що приводить до перевитрати палива Найбільш близьким до корисної моделі по технічній суті та бажаному результату належить пристрій (ас №744208 СРСР, кл F27B15/00 1980р ) (3) Ціль ЦЬОГО пристрою - утилізація тепла та поліпшення якості готового продукту Пристрій має конічну піч з внутрішнім та ЗОВНІШНІМ конусами, пальник, пристрій подачі сировини та виходу димових газів, а також доповнений конічною піччю, пилоповітряною форсункою, конусним завіхрителем, а пальний пристрій виконаний у вигляді тороїду, при цьому пальний пристрій та форсунка розташовані між печами, а конусний заверитель змонтований у нижній частині доповненої печі, який має зазор з боковою стінкою печі В цьому CM CD 00 5862 пристрої можливий розподіл готового продукту за фракціями. Недоліком цього пристрою вважається пневмоподача сировини у внутрішній конус вузьким струменем, втрата тепла в теплообміннику, яке йде на нагрів надлишкової кількості повітря, сировина випадає з внутрішнього конусу щільним струменем, що ускладнює рівномірний випал часток у смолоскипі пальника, що погіршує якість готового продукту та призводить до великої втрати палива. Ціль запропонованої корисної моделі - утилізація тепла, інтенсифікація термообробки з подальшою класифікацією спаленого матеріалу на дрібні, середні та крупні фракції, що дає можливість зекономити паливо та поліпшити якість готового продукту. Вказана ціль досягається тим, що піч є каскадна вертикальна для обпалення та сепарації сипучого матеріалу, яка складається з циліндричної печі з внутрішнім теплообмінником, з верхнім та нижнім розподільними конусами, пальний пристрій, розташований в нижній частині печі, пристрій для подачі вторинного повітря, патрубки для подачі сировини та відводу димових газів. В нижній частині печі встановлений конусний завіхритель, який має технологічний зазор з боковою стінкою порожнього усіченого циліндру з патрубком та приєднаний до нижньої частини циліндричного корпусу печі, при цьому одна піч, яка встановлена над іншою, відтворює верхній та нижній каскад, а між ними змонтовані завіхритель, тороїдальний пальник та повітряна форсунка, над якою закріплений розподільний конус, а тороїдальний пальник змонтований всередині завіхрителя. В запропонованій корисній моделі піч вироблена з жаростійкої сталі чи з простої сталі з тонким шаром футерованої обмазки. Наявність конусних розподільників дає можливість розосередити потік сировини на рівномірний тонкий шар, який розтікаючись по внутрішній стінці конусного теплообміннику в результаті складного теплообміну, термопідготовлюється до 400-450°С теплом відхідних газів. Це призводить до пониження температури відхідних газів та економії палива. Термопідготовлена сировина висипається з конусного теплообміннику на конусний розподільник, де рівномірним шаром попадає в зустрічний повітряний віялоподібний закручений потік підігрітого повітря з форсунки. Дрібні частки видуваються із шару сировини висхідним закрученим потоком на смолоскип тороїдального пальника, обпалюються та відносяться в патрубок відхідних газів разом з дрібним обпаленим продуктом. Середні та крупні фракції сировини просипаються в конусний теплообмінник нижнього каскаду печі, де продовжують термопіготовлюватись при 400450°С теплом відхідних газів. Із теплообміннику термопідготовлені частки за допомоги конусного розподільнику відкидаються на внутрішню стінку конусного завіхрителю, де підхоплюються закрученим потоком розжарених газів з нижнього пальника. Середні фракції обпалюються та відносяться потоком димових газів до патрубку відхідних газів нижнього каскаду. Крупні фракції рухаючись по спіралі обпалюючись та відкидаються на вертикальний корпус нижнього каскаду печі. Під дією гравітаційної сили тяжіння попадають в технологічний зазор, утворений з боковою стінкою печі і завіхрителем, та випадають із приєднаного нижнього патрубку. Такий фракційний розподіл значно покращує якість готового продукту. На малюнку показана піч каскадна у розрізі: До комплекту печі входить: бункер сировини 1, ручний шибер 2, шнековий живильник 3, патрубок завантажувальний 4, верхній розподільний конус 5, теплообмінник верхнього каскаду 6, розподільний конус повітряної форсунки 7, завіхритель подачі вторинної сировини 8, зовнішній корпус верхнього каскаду 9, повітряна форсунка 10, тороїдальний пальний пристрій 11, патрубок відводу димових газів та дрібної фракції верхнього каскаду 12, з'єднувальний трубопровід 13 між повітряною сорочкою патрубку 12 та бункером сировини 1, з'єднувальний трубопровід 14 між повітряною сорочкою бункера сировини 1 та вентилятором 15 верхнього каскаду, трубопровід 16 подачі гарячого повітря у патрубки зівіхрителю 8 та повітряної форсунки 10 верхнього каскаду, конусний теплообмінник 17 нижнього каскаду, розподільний конус 18, конусний завіхритель 19, зовнішній корпус печі 20 нижнього каскаду, порожній усічений циліндр з патрубком відводу крупної фракції 21, патрубок 22 відводу димових газів і середньої .фракції нижнього каскаду, з'єднувальний трубопровід 23 між повітряними сорочками патрубку 22 та бункера сировини 1, з'єднувальний трубопровід 24 між повітряною сорочкою бункера сировини 1 та вентилятору 25 нижнього каскаду, трубопровід 26 подачі гарячого повітря в патрубки конусного завіхрителя 19 та паливного пристрою 27, шибери підсосу холодного повітря 28, 29. Піч каскадна працює наступним чином. Полідисперсна сировина фракцій 0-5мм завантажується у бункер 1, проходить через відкритий шибер 2 та за допомогою шнекового живильника 3 подається в патрубок 4, рівномірно засипається на розподільний конус 5, з якого тонким шаром осипається на внутрішню поверхню конусного теплообміннику 6 верхнього каскаду, під дією гравітаційної сили тяжіння частки ковзають по поверхні теплообмінника, термопідготовлюються до 400450°С і випадають на конусний розподільник 7 повітряної форсунки 10. Швидкість повітряного струменю із форсунки 10 розрахована такою, щоб із полідисперсного шару відділилася дрібна фракція, яка закрученим повітряним потоком відкидається на смолоскип тороїдального паливного пристрою 11, обпалюється ті відноситься разом з димовими газами до патрубку 12 верхнього каскаду для подальшого осадження дрібного готового продукту. Із вузького кільцевого зазору завіхрителя виходить струм повітря в узгодженому напрямку оберту повітряного струму із форсунки 10. Повітря із завіхрителя 8 віджимає від стінки корпусу печі 9 високотемпературний смолоскип тороїдального пальника 11. Відокремлена середня та велика фракції під впливом гравітаційної сили тяжіння попадають на внутрішню стінку конусного теплообміннику 17 5862 нижнього каскаду, де продовжують термопідготовку при 400-450°С. На виході з теплообміннику в нижній його частині встановлений розподільний конус 18, котрий тонким шаром відкидає частки на стінку конусного завіхрителя 19. У нижній частині конусного завіхрителя змонтований пальник 27, котрий у своєму закрученому смолоскипі обпалює середні та великі частки. Одночасно із вузького кільцевого зазору конусного завіхрителя 19 виходить підігріте повітря в узгодженому оберті газів смолоскипу паливника 27. Під дією закрученого потоку газів середні та великі частинки висхідним потоком димових газів відкидаються на стінку печі 20, при цьому середні частки висхідним потоком димових газів відносяться в патрубок 22 для подальшого осадження середнього готового продукту, а великі частки під дією гравітаційної сили тяжіння сповзають униз по стінці печі 20 і попадають в технологічний зазор, утворений між зовнішньою стінкою конусного завіхрителю 19 та боковою стінкою усіченого циліндру 21, приєднаного до нижньої частини зовнішнього корпусу печі 20 і випадають через нижній патрубок. Для утилізації тепла відхідних газів патрубки 12 та 22 відповідно верхнього та нижнього каскаду споряджені повітряною сорочкою, з'єднаною трубопроводами 13 та 23 відповідно верхнього та Комп'ютерна верстка В. Мацело нижнього каскаду з повітряною сорочкою бункеру сировини 1, до я кого приєднані патрубки 14, 24 відповідно верхнього та нижнього каскаду. Під дією розрідження, створеного вентиляторами 15, 25 верхнього та нижнього каскаду холодне повітря у повітряній сорочці патрубків 12 та 22 нагрівається і через трубопроводи 13, 23 поступає у повітряну сорочку бункеру 1, де полідисперсна сировина, що завантажується, підсушується теплом підігрітого повітря. В результаті теплообміну підігріта сировина поступає до шнекового живильника 3 і завантажується у верхній патрубок печі 4, а охолоджене повітря по трубопроводам 14, 2 4 - у відповідні вентилятори 15, 25. Для зниження температури повітря перед вентиляторами 15, 25 передбачені шибери 28, 29. Повітря, створене вентиляторами 15, 25, поступає у повітряну сорочку зовнішнього корпусу 9 та 20 верхнього та нижнього каскаду печі. В результаті теплообміну зовнішній корпус печі охолоджується, а підігріте повітря поступає до патрубків 16, 26 — у завіхритель 8, повітряну форсунку 10 - верхнього та нижнього каскаду та завіхритель 19, пальник 27 нижнього каскаду. Розрідження в патрубку 12, 22 регулюється заслонкою на димосмоці. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601