Способ сушки твердого материала и устройство для его осуществления

здрвгистгэировдн В РЕСПУБЛИНЕ БЕЛАРУСЬ ПАТЕНТ негосчддгстввътъюа пдтентное ведомство ссср(21) 4743597/06 (54) СПОСОБ СУШКИ ТВЕРДОГО МАТЕРИ(56) Патент Финпяндитл Мг 172542. кл. Р 213 В3/00. 0 публ.Т 987. и Патент США Мг 4626202. кл. Г 26 В 3/00.опубл. 1986. Патент ФРГ Мг 2747457. кл. Р 26 В 7/00, опубл.1973. Патент Финляндии Мг 60609. кл. Р 26 ВАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯЕЕ) Использование сушка твердого глатеризла, такого как кора торф. влажный уголь или тому подобное. путем утилизации тепла вращающейся печи. Сущность изобретениятвердьпи материал просушиаается путем од- НОВОЗМЭННОЙ УТИЛИЗЗЦИИ как лучистой ТВП лоты. передающейся от цилиндрической поверхности 18 вращающейся печи 1. так итеплоты горитеих дымовых газов, выпускаеддмых из упомянутой вращающейся печи . Твердый материал просушивает в с) шильной камере 19. Устройство снабжено гэзификатором 13, сообщенным на входе с выходным отверстием зоны сушки и подключенным трубопроводом отбора горячих газов к зоне высокотемпературной обработки. В качестве материалов, подвергающььг ся высокотемпературной обработке. ИСПОЛЬЗУЮТ ИЭВЕСТКдИЛЬТ КЕУСТИЗБЦИОЛЧНЬПЙ шлам, а в качестве твердых высушиваемых ълатерьталов используют влажную кору, торф древесные опилки. 2 с и 5 з.п.фчтьл, 1 ил.Изобретение относится к способу и устрОЙСТЕУ ДЛЯ СУШКИ твердого МЭТЭОИЗЛЭ за счет отходящей теплоты, генерируемой в процессах обработки материалов при высокой температуре во вращающейся печи, которая имеет горячий кожух. и из которой,помимо обработанного материала. выпускают горячие газы.Изобретение направлено на то. чтобы повысить теппоэкономичность вращающих ся- печей. избежавпри этом вышеупомянутых недостатков. другой цепью изобретения является обеспечение возможности использования большего разнообразия видов топлива в газифицированном состоянии для вращающейся печи. . уЕще одной целью изобретения является создание средств. для утилизации теплоты, которые можно применить к существующим кНПЗЩЭЮЩИМСЯ ПБЧЭМ, не ВНОСЯ СУЩВСТВЕН НЫХ ИЗМЕНЕНИЙ.Изобретение отличается тем, что тверДЫЙ МЭТВПИНЛ ПООСУШИВЭВТСЯ ПУТЕМ ОДНО временной утилизации как теплоты. передающейся от горячего кожуха вращаюЩВЙСЯ ПЕЧИ 38 СЧЕТ ЛУЧИСТОГО И/ИЛИ КОНВЕКгазов, выпускаемых из горячей вращающейся печи. Было подсчитано, что потери теплоты за счет лучистого теплообмена, например, в известеобжигательной печи составляют 10 от полной теплоемкости.Способ, соответствующий изобретению. может быть осуществлен с помощью устройства, отличающегося тем, что оно со держит вращающуюся печь и рубашкоподобную конструкцию. охватывающую по меньшей мере часть кожуха печи, которые образуют сушильную камеру, снабженную входным отверстием для влажного твердого материала и горячих газов и выходным отверстием для сухого твердого материала и охлажденных газов.Настоящее изобретение особенно пригодно для сушки влажной коры, древесныхопилок. торфа. древесных отходов или друггих биоотходов. Способом, соответствующим изобретению. можно также сушить,например. влажный уголь или куски ила. Настоящее изобретение может быть применено также для сушки других материалов. не являющихся топливом. С помощью этого способа можно сушить, например, каустизационный шлам, благодаря чему известеобжигательную печь можно укоротить. поскольку в этом случае не требуется тепловая энергиътдля выпаривания воды. Способом. соответствующим настоящему изобретению. МОЖНО ПРОСУШИВЗТЬ, как ППЗБИПО. Не СЛИШ ком увлажненные твердые материалы. Со 30держание воды в коре. подлежащей сушке. может достигать 70. в то же время каустизационный шлам может стать слишком вязким. если будет содержать менее 60 воды.Поскольку содержание воды в твердых материалах и количество отходящей теплоты вращающейся печи меняются от случая к случаю, устойчивость сушки можно обеспечить за счет дополнительной камеры сгорания, с помощью которой можно получить достаточное количество горячих дымовых газов, в дополнение к горячим газам. выпускаемым из печи.На чертеже схематично изображено оборудование для сжигания каустизационного шлама.Каустизационный шлам подается из трубопровода 2 в верхней части вращающейсяпечи в наклонную вращающуюся известеобжигательную печь 1. Газ подается из газификатора-д в нижнюю часть вращающейся печи 1 по каналу 3, а негашеная известь отводится из печи 1 через известеохладитель 5 в канал б. По трубопроводу 7 во вращающуюся печь поступает воздух. необходимый для поддерживания горения. а по трубопроводу 8 в известеохладитель поступает охлаждающий воздух. вш При вращении-вращающейся печи каустизационньтй шлам течет из верхней секции наклонной печи в ниж-тою секцию,находясь в противотоке с горячими дымовыми газами. образующимися в нижней секции печи. в результате чего вода выпаривается и карбонат кальция обжигается до извести с образованием горячих дымовых газов. Дымовые газы выпускают из печи через канал 9 и далее подводят их к газоочистительному средству 10. например, пылеулавливающему фильтру. Оттуда дымовые газы подводятся через канал 11 к питающему каналу 12. через который подают, например, с помощью винтового конвейера 13, влажную кору или ДРУГОЙ соответствующий твердый материал из резервуара 14 в сушилку 15 через входное отверстие 16. Сушилка 17 Авыполнена в виде рубашки, охватывающей по меньшей мере часть цилиндрической поверхности вращающейся печи 1. Наружная цилиндрическая поверхность 18 вращающейся печи и внутренняя поверхность рубашкоподобной конструкции ограничивают сушильную камеру 19, в, одном конце которой размещено входное отверстие 16 для влажного твердого материала и горячих газов. а в другом - выходное отверстие 20 для просушенного твердого материала иохлажденного газа.Твердый материал. подлежащий сушке. перемещают параллельно потоку дымовыхГЭЭОВ. В ВВЗУЛЬТ БТР. ЧЕГО ДЬПЧОВЪАЗ ГБЗЫ ПОМО тают перемещать твердый материал, В не которых других вариантах изобретения может быть предпочтительным подавать твердый материал и дымовые газы так, чтобы они были в противотоке по отношению друг к другу в сушильной камере.Влажный твердый материал продвигается вперед в сушильной камере между цилиндрической поверхностью и рубашкеподобной сушилкой как в аксиальном направ- .пении, так и в направлении периферии печи. цилиндрическая поверхность вращающейся печи снабжена лопастями 22 для регулирования перемещения твердого материале желаемым образом и сообщения ему желаемой скорости. Лопасти, естественно. нюхано прикрепить и к кожуху сушилки или же ОДНОВрВМВННО И К ЦИПИНДПИЧВСКОЙ ПОВЕрХ нести Печи и к кожуху сушъллкъл. Лопасти МОЖНО ЗЭМВНИТЬ РЭЗПИЧНЫМИ лопатками ИЛИ спиралями для направления твердого материала В НУЖНОМ направлении. Вращение наклонной печи в самой себе облегчает ПОСТУПЗТВЛЬНОБ ПЕШЗМЕЩЕЕНИЭ ТВЭРДОГО МЭ териала в сушильной камере. Рубашкоподобная конструкция 17 и цилиндрическая поверхность 18 вращающей СЯ ПЕЧИ ОБЪЕДИНЕНЫ В ОДНО ЦЕЛОЕ. ПОЭТОМУсушилка вращается вместе с печью. Выходные и входные отверстия сушильной камеры герметизированы. что на чертеже не показано. С другойстороньп. в некоторых других вариантах изобретения может использоваться цельная самонесущая невращающаяся сут шилка. при наличии которой терметизировать входн ые и выходные отверстия не нужно. Это-означает. что в нижней части кожуха сушилки можно было-бы предусмотреть выходное отверстие для сухого материала или простое перепускное отверстие,через которое можно было бы. а случае необходимости, Быстро освободить сушильную камеру, например, при перегреве ее. Материал. подлежащий сушке. переме щают через сушильную камеру в направленшлама, подлежащего сушке. Если нужно. на правление подачи твердого материала можно изменить на противоположное. Большая часть просушенного твердого материала поступает через канал 24 в бак 23 для сухого материала, размещенный под вращающейся печью. Газы отводятся вверх. по каналу 29. в циклонный сепаратор 25. из которого выпускаются очищенные ДЬПЧОБЬНЭ газы и из которого в бак 23 поступают твердые частицы, отделенные а сепараторе. Зал тем сухой твердьъй тлатериал поступает через канал 26 кгозпакриквтору. где твердыйматериал газифицируют с поътощью воздугха 27, вводимого в упомянутый газификкатор. Зола и сажа 28 отделяются от горячего образовавшегося газа. с тем чтобы загрязняющие вещества не проникали в известеобхнлгательную печь н не аовлекались в химический круговорот.Температура дымовых газов. поступающих в илзвестеобясигательъяуто печь. в этом примере могла бы составлять 6500750312. ТЕМПЕПЭТУРЗ ДЫМОВЫХ ГЭЭОВ на ВЫХОДЕ ИЗ известеобжигательной печи могла бы быть около 3 О 0 С. Теплоты, передающейся от печи за счет лучистого и коттвективного теплообмена. недостаточно, чтобы просушить необходимое количество коры в обычной известеобжигательной печи. Теоретически, за счет лучистой теплоты можно Обеспечить максимум дгтнеобходиптодй тепловой энергиит Следовательно. необходимо использовать и теплоту. заключенную в дымовых газах. Когда. например 20 необходиьтой ТВПЛОТЫ уТЕЛПИЗИ РУЕОТСЯ В ВИДЕ ЛУЧИСТОЙ ТЕПлоты остальные 80 тепловой энергии, неч обходимой для сушки. забираются из дьъмовьтх газов, имеющтлх температуру приблизительно 3 О 0 С. При использовании изобретения для известеобхсигательной печи нормальное время нахождения твердого материала в сушилке составляет пригиеръто 20 минут. Поток дыгловых газов, как и лопа сти или другие конвейерные средства в су-- ВОЗДВЙСТБОВЗТЬ на время СУШКИ И ТЕМ СЭМЫМна Производительность сушильной камеры. В случае. если лучистой тепловой энергии и тепловой энергии дымовых газов недостг ТОЧНО для сушки требуемого количества коры. с помощью дополнительной камеры сгорания 30 можно получать и подводить добавочное количество дымовых газов. В некоторых вариантах обычные известеохладителгл, работающие на воздухе. могут не применяться, и для сушки коры или ее эквивалента может использоваться тепловая энергия. утилизируемая из извести. Количество тепловой энергии, получаемой из вращающейся печи. можно регулировать путем управления процессом горения в печи, например. путем регулирования количества воздуха или топлива. Можно также увеличивать количество лучистой теплоты за счет снижения огнеупорных качеств печи в глестах. где осуществляется утилизация тепла. исходящего от цилиндрической поверхности печи. При этом, однако. возникают проблемы, связанные с конструкцией печи, поскольку для обычных печей предель- л ная температура. при которой они еще сохраняют стойкость, равна приглерно дОдвС.Благодаряррименению способа в неко торых случаях можно ускорить процессы, происходящие во вращающихся печах. иукоротить печи Благодаря утилизации тепла с цилиндрической поверхностью печи,конструкция не подвержена повреждениям,и в центре печи можно достигать более высоких температур, благоприятных для процесса, чем при обычных процессах во вращающихся печах. с Размещение сушилки в продольном направлении печи зависит от обстоятельств. В случае, если твердый материал. подлежа л щий сушке, сушится медленно и требуетбольших затрат знергиищлина сушилки может быть почти равна длине самой печи. В некоторых случаях, например. идя увеличения эффекта сушки старой известеобжигательной печи, может быть. сочтено целесообразным снабдить сушилкой толькочасть печи.Способ пригодендля сушки самых разнообразных влажных твердых материалов и НЕ ограничивается вышеописанным вариантом изобретения, который является лишь предпочтительным.1. Способ сушки твердого материала и высокотемпературной обработки дРУгих материалов ВО вращающейсапечи, заклю чающийся в воздействии на твердый высу ШИБВВМЬПЙ МЭТВРИВЛ КОНВВКТИВНЪНМ И ЛУЧИСТЫМ ТЕПЛОМ ПОСВЭДСТБОМ контактиру ющей с ним горячейЪилиндрической поверт А хности упомянутой печи с одновременным вобдувом высушиваемого материала горячими газами, полученными в результате высокотемпературной обработки других материалов. выпускаемых из этой печи одновременное упомянутыми горячими газамщотличающийся темжтопосле сушки твердый материал газифицируют, а высокотемпературную обработку другихматериалов ОСУЩЕСТВЛЯЮТ С ПОМОЩЬЮ газа, полученного при газификации твердого материала и подаваемого противотоЧнО-ДВИжению обрабатываемого материала.2. Способ поп, 1.отличающийся тем, что в качестве материалов, подвергающихся высокотемпературной обработке. используют известь или каустиззционный шлам, а в качестве твердых высушиваемых материалов используют влажную кору,торф, древесные опилки и т.п.других материалов газами, полученными а процессе газификации твердьлх материалов. осуществляют путем сжигания этих газов во вращающейся печи.4. Способпо п. Дотличающийся тем, что для сушки твердых материалов используют дПУгиеу горячие газы.5. Способ пол пп 1.2 и 4. отл ичающи й с я тем, что в качестве горячих газов. подаваемых на сушку влажной коры, испол ьзуют смесь газов, полученных при гази уфикации высушиваемой коры. а также. полученных в известеобжигающей печипри оките каустизационного шлама, причемуказанные газы передподачей на сушку предварительно очищают. ..6. Устройство для сушки твердого материала и высокотемпературной обработки других материалов. содержащее цилиндрическую враща-1 ощуюся печь с распределенными по ее длине соответственно зонами сушки твердого материала и высокотемпературной обработки других материалов. первая из которых охвачена цилиндрической рубашкой и снабжена входным и выХОДНЫМ ОТВЗПСТИЯМИ СООТВЕТСТЕЕННО ДЛЯвлажного твердого материала и горячих газов. а также для вьнсушеннсго материала и охлажденных газов, авторал соединена каналом подачи образующихся в процессе высокотемпературной обработки газов с входным отверстием зоны сушки. о т л и ч аю щ е е с я тем. что оно дополнительно содержит газификатор, сообщенный на входе с выходным отверстием зоны сушки и подключенный трубопроводом отвода горячих газов, полученных в результате газифи кации, к зоне высокотемпературнойобработки, выполненнойа виденаклонного изеестеобхсигательного участка с каналами загрузки извести и средствами для выпуска негашеной извести. о7. Устройство по п. б, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно дополнительно содержит циклонный сепаратор. подключенный посредством трубопроводов к выходному отверстиго горячих газов зоны сушки. размещенному на ее верхней части, а выходное отверстие этой зоны размещено в ее нижней части, причем канал загрузки извести и средство выпуска негашеной извести расположены соответственно а верхней и нижней частях известеобжигательного участка вращающейся печи.