SU924478A1 - Циклонна шахтна печь - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для термообработки сыпучих материалов и может быть использовано на предприятиях химической и других отраслей промышленности, а также в производстве строительных материалов.

Известна установка, состоящая из двуХступен- ⁵ чато расположенных вращающихся печей с самостоятельной подачей топлива и подогретого воздуха, содержащая также теплообменники барабанного, колосникового и циклонного типов и циклонный пылеуловитель [1].

Недостатками установки являются высокий удельный расход топлива и пылеунос материала, что вызывает необходимость установки громоздких обеспыливающих систем с циклонами отделителями.

Известна циклонная камера для термообработки полидисперсного материала, содержащая цилиндрический корпус с газогорелочными устройствами, центральной загрузкой обрабатываемого материала и нижним выводом из циклонной камеры дымовых газов и обрабатываемого материала. В этой печи с целью интенсификации теплообмена, на внутренней поверх^f 2 ности камеры выполнены выступы, располб-~ женные в несколько рядов по высоте корпуса под углом к образующей последнего в направлении крутки газового потока [2).

Недостатком такой печи является то, что она требует установки дополнительно сепарационного оборудования, вследствие того, что дымовые газы имеют непосредственный контакт с сыпучим материалом.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является шахтная печь, содержащая расширяющуюся книзу рабочую камеру с центральным расширяющимся кверху дымоходом, соединенным с топочной камерой, окружающей рабочую камеру. В этой печи с целью интенсификации теплообмена и снижения пылеуноса верхняя часть топочной камеры соединена с нижней частью дымохода каналом, оборудованным топливосжигающим устройством, а стенки камеры выполнены сплошными [3].

Недостатком известной печи является низкая теплоотдача вследствие того, что не используются возможности интенсификации jpa бочего процесса за счет повышения уровня конвективного теплообмена, который открывает применение закрученных выхревых потоков.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена. j

Указанная цель достигается тем, что в шахтной печи, содержащей расширяющуюся книзу рабочую камеру с центральным расширяющимся кверху дымоходом, соединенным с топочной камерой, окружающей рабочую камеру, рабо- щ чая камера выполнена в виде усеченной правильной четырехугольной пирамиды.

На фиг. 1 представлена камера, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 зависимость теплоотдачи для различных форм , ₅ рабочей камеры от нагрузки устройства по Газу (линия 1 в виде усеченного конуса, линия 2 — в виде усеченной правильной четырехугольной пирамиды).

Печь содержит расширяющуюся книзу рабо- ₂₀ чую камеру 1 с центральным расширяющимся кверху дымоходом 2. Рабочая камера 1 расположена в центре топочной камеры 3 и выполнена в виде правильной усеченной пирамиды. Топочная камера оборудована двумя горел- ₂₅ ками 4, расположенными тангенциально к внут ренней поверхности камеры, и соединена каналом 5 с дымоходом 2. Канал 5 снабжен .топливосжигающим устройством 6. Печь оборудована разгрузочным приспособлением 7. Поверхности 8 и 9 образуют рабочую камеру и изолируют обрабатываемый материал от греющего агента (дымовых газов).

Печь работает следующим образом.

Сыпучий материал поступает в рабочую камеру 1 через зазор между поверхностями 8 ³⁵ и 9. Под действием собственного веса материал опускается вниз со скоростью, определяемой разгрузочным приспособлением 7. При работе печи топливо и воздух подают в необходимых количествах в горелки 4. Образую- ⁴⁰ щиеся дымовые газы обогревают обрабатываемый материал снаружи через поверхность 8 и, перетекая по каналу 5, обогревают материал изнутри через поверхность 9.

Выполнение рабочей камеры в виде правиль- 45 ной усеченной четырехугольной пирамиды вмес то усеченного круглого конуса позволяет значительно интенсифицировать процесс теплоотдачи на ее внешней поверхности. Связано это с тем, что у поверхности грани пирамиды дви жение потока носит отрывной - вихревой характер, а у поверхности конуса - безотрывный. Сопоставления проведены для рабочих камер с одинаковой площадью поперечного сечения и прочих равных условиях. N« = - число kjfj· с?

Нуссельта; R_e--— число Рейнольда, где а - коэффициент теплоотдачи, d - средний диаметр рабочей камеры, - скорость газов на выходе из горелок, и \1 - соответственно коэффициенты теплопроводности и кинематической вязкости газов при их температуре на выходе из горелок. Как видно из сопоставления (фиг. 3) теплоотдача конвекцией от дымовых газов и рабочей камеры, выполненной в виде четырехугольной пирамиды. в 2,15 раза интенсивнее, чем рабочей камеры выполненной в виде усеченного конуса. Значительное повышение конвективного» тепло обмена позволяет интенсифицировать рабочий процесс и увеличить производительность печи.

Claims (3)

1. Изобретенне относитс  к устройствам дл  термообработки сыпучих матерналов и может быть использовано на предпри ти х хнмнческой и других отраслей промышленности, а также в производстве строительных материалов. Известна установка, состо ща  из двуз ступен чато расположенных вращающихс  печей с самосто тельной подачей топлива и подогретото воздуха, содержаща  также теплообменники барабанного , колосникового и циклонного типов н щпслонный пылеуловитель 1. Недостатками установки  вл ютс  высокий удельный расход топлива и пылеунос материала , что вызьшает необходимость установки гро моздких обеспыливающих систем с циклонами отделител ми. Известна циклонна  камера дл  термообработки полидисперсного материала, содержаща  цилиндрический корпус с газогорелочными устройствами, центральной загрузкой обрабатываемого материала и нижним выводом из циклонной камеры дымовых газов и обрабатываемого материала. В зтой печи с целью интенсифнкщ и теплообмена, на внутренней поверхности камеры выполнены выступы, располо- женные в несколько р дов по высоте корпуса под углом к образующей последнего в направлении круткн газового потока 2. Недостатком такой печи  вл етс  то, что она требует установки дополнительно сепарационного оборудовани , вследствие того, что дымовые газы имеют непосредственный контакт с сыпучим материалом. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому зффекту к предлагаемой  вл етс  шахтна  печь, содержаща  расшир ющуюс  книзу рабочую камеру с центральным расшир ющимс  кверху дымоходом, соединенным с топочной камерой, окружающей рабочую камеру. В этой печн с целью интенсификации теплообмена и снижени  пылеуноса верхн   часть топочной камеры соединена с нижней частью дымохода каналом, оборудованным топливосжигающим устройством, а стенки камеры выполнены сплосиными 3. Недостатком известной печи  вл етс  низка  теплоотдача вследствие того, что не используютс  возможности интенсификации jpa39 бочего процесса за счет повышени  уровн  кон вективного теплообмена, который открывает применение закрученньтх выхревых потоков. Цель изобретени  - интенсификаци  теплообмена . Указанна  цель достигаетс  тем, что и шахтной печи, содержащей расшир ющуюс  книзу рабочую камеру с центральным расишр ющимс  кверху дымоходом, соединенным с топочно камерой, окружающей рабочую камеру, рабоча  камера выполнена в виде усеченной правильной четырехугольной пирамиды. На фиг, 1 представлена камера, общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фнг. 3 зависимость теплоотдачи дл  различных форм рабочей камеры от нагрузки устройства по taay (лини  1 в виде усеченного конуса, лини  2 - в виде усеченной правильной четырех угольной пирамидь|). Печь содержит расшир ющуюс  книзу рабочую камеру 1 с центральным расшир ющимсА кверху дымоходом 2. Рабоча  камера 1 расположена в центре топочной камеры 3 и выполнена в виде правильной усеченной пирамиды . Топочна  камера оборудована двум  горел ками 4, расположенными тангенциально к внут ранней поверхности камеры, и соединена каналом 5 с дымоходом 2. Канал 5 снабжен отопливосжигающим устройством 6. Печь оборудова на разгрузочным приспособлением 7. Поверхности 8 и 9 образуют раЬочую камеру и изолируют обрабатываемый материал от греющего агента (дымовых газов). Печь работает следующим образом. Сыпушй материал поступает в рабочую камеру 1 через зазор между поверхност ми 8 и 9. Под действием собственного веса материал опускаетс  вниз со скоростью, определ емой разгрузочным приспособлением 7. При работе печи топливо и воздух подают в необходимых количествах в горелки 4. Образующиес  дымовые газы обогревают обрабатываемый материал снаружи через поверхность 8 и, перетека  по каналу 5, обогревают материал изнутри через поверхность 9. Выполнение рабочей камеры в виде правиль ной усечен1Юй четырехугольной пирамиды вмес 8 то усеченного круглого конуса позвол ет значительно интенсифицировать процесс теплоотдачи на ее внешней поверхности. Св зано это с тем, что у поверхности грани пирамиды движение потока носит отрывной - вихревой характер , а у поверхности конуса - безотрывный. Сопоставлени  проведены дл  рабочих камф с одинаковой площадью поперечного сечени  и прочих равных услови х. N4 4 - число Нуссельта; Re - - число Рейнольда, где а - коэффициент теплоотдачи, d - средний диаметр рабочей камеры, скорость газов на выходе из горелок, и ) - соответственно коэффициенты теплопроводности и кинематической в зкости газов при их температуре на выходе из горелок. Как видно из сопоставлени  (фиг. 3) теплоотдача конвекцией от дымовых газов и рабочей камеры, выполненной в виде четырехугольной пираМИДЫ , в 2,is раза интенсивнее, чем рабочей камеры выполненной в виде усеченного конуса. Значительное повышение конвективногсо теплообмена позвол ет интенсифицировать рабочий процесс и увеличить производительность печи. Формула изобретени  Циклонна  шахтна  печь, содержаща  расшир ющуюс  книзу рабочую камеру с центральным расшир ющимс  кверху дымоходом, соединенным с топочной камерой, окружающей рабочую камеру, отличающа с  тем, что, с целью интенсификации теплообмена при термообработке сыпучих материалов, рабоча  камера выполнена в виде усечённой правильной четырехугольной пирамиды. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Цибин И. П. и др. Пуск, наладка, теплотехнические испытани  печей и сушил огнеупорной промышленности. М., Металлурги , 1978, с. 256.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 346563, кл. F 27 В 15/00, 1970.
3. 3.Авторское свидетельство СССР №381854, кл. F 27 В 1/08, 1971 (прототип).

   2,8

   /