RU2115079C1 - Plant for thermal treatment of powdery material - Google Patents
Plant for thermal treatment of powdery material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115079C1 RU2115079C1 RU97104367A RU97104367A RU2115079C1 RU 2115079 C1 RU2115079 C1 RU 2115079C1 RU 97104367 A RU97104367 A RU 97104367A RU 97104367 A RU97104367 A RU 97104367A RU 2115079 C1 RU2115079 C1 RU 2115079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- product
- sections
- losses
- heat
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 title abstract 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 5
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, химии и другим отраслям промышленности, где используются установки для термообработки порошков, конкретнее, оно может быть использовано для сушки и термоактивации гидроксида Al и сушки солей в производстве глинозема из нефелинов. The invention relates to non-ferrous metallurgy, chemistry, and other industries where plants are used for heat treatment of powders, more specifically, it can be used for drying and thermal activation of Al hydroxide and drying salts in the production of alumina from nepheline.
Для подобных процессов применяются барабанные сушилки или печи, аппараты кипящего слоя, различные теплообменники, в том числе вертикального (шахтного) типа с постоянным и переменным сечениями по высоте. For such processes, drum dryers or furnaces, fluidized bed apparatuses, various heat exchangers, including vertical (shaft) type with constant and variable cross-sections in height, are used.
Так, по заявке Великобритании N 1474965 сушку влажного неорганического материала ведут в вертикальном теплообменнике переменного сечения с верхней загрузкой материала. So, according to the application of Great Britain N 1474965, the drying of wet inorganic material is carried out in a vertical heat exchanger of variable cross section with a top loading of material.
Его недостатки - высокий пылевынос при многократной циркуляции мелкой фракции, низкий термический КПД, невозможность регулирования свойств продукта (конечной влажности и крупности). Its disadvantages are high dust removal with repeated circulation of the fine fraction, low thermal efficiency, and the inability to control the properties of the product (final moisture and particle size).
С целью повышения термического КПД в а.с. СССР N 421874 "Запечный теплообменник" предложено выполнить теплообменник с поперечными переменными сечениями различной конфигурации, но равной площади с плавным переходом между ними. In order to increase thermal efficiency in as USSR N 421874 "Bake heat exchanger" it is proposed to perform a heat exchanger with transverse variable sections of various configurations, but equal in area with a smooth transition between them.
Установка по а. с. N 421874, рассматриваемая как прототип изобретения, содержит шахту, устройство для загрузки материала и газоходы. Газоход, по которому в установку поступают греющие газы, соединен с вращающейся печью, например, для обжига клинкера. Материал, подвергаемый термообработке, загружается в теплообменник сверху. Продукт термообработки выгружается из нижней части теплообменника. Обработанные газы направляются на очистку в циклоны, а уловленный продукт возвращается в теплообменник, смешиваясь с основным продуктом. Installation by a. from. N 421874, considered as a prototype of the invention, contains a shaft, a device for loading material and flues. The flue through which the heating gases enter the unit is connected to a rotary kiln, for example, to burn clinker. The material subjected to heat treatment is loaded into the heat exchanger from above. The heat treatment product is discharged from the bottom of the heat exchanger. Treated gases are sent for treatment to cyclones, and the captured product is returned to the heat exchanger, mixing with the main product.
Переменное сечение шахты обеспечивает изменение поля скоростей таким образом, что разница между скоростью потока в центре и на периферии уменьшается и исключает раздельное движение материала по периферии, а газа - по центру шахты, при этом улучшается теплообмен. A variable section of the shaft provides a change in the velocity field in such a way that the difference between the flow velocity in the center and on the periphery is reduced and eliminates the separate movement of the material along the periphery, and gas - in the center of the shaft, while heat transfer is improved.
Однако прототип сохраняет указанные недостатки, присущие вертикальным теплообменникам с верхней загрузкой и нижней выгрузкой, то есть высокий пылевынос и невозможность получения продукта с заданными свойствами. Следует отметить, что снижение пылевыноса достижимо за счет увеличения сечения вертикального теплообменника и соответственно его металлоемкости и габаритов. However, the prototype retains these disadvantages inherent in vertical heat exchangers with top loading and bottom unloading, that is, high dust removal and the inability to obtain a product with desired properties. It should be noted that a reduction in dust removal is achievable by increasing the cross section of the vertical heat exchanger and, accordingly, its metal consumption and dimensions.
Технической задачей изобретения являются возможность получения продуктов с заданными свойствами (например, крупностью и влажностью) при малых металлоемкости теплообменника и теплопотерях. Установка позволяет получать готовый продукт при нижней выгрузке из теплообменника и при верхней - выносе продукта в систему пылеулавнивания. An object of the invention is the ability to obtain products with desired properties (for example, particle size and humidity) at low metal consumption of the heat exchanger and heat loss. The installation allows you to get the finished product at the lower discharge from the heat exchanger and at the top - removal of the product into the dust collection system.
Технический эффект достигается благодаря тому, что теплообменник имеет по высоте переменные сечения различных площадей, причем площади максимального и минимального сечений находятся в соотношении 1,5-15, а загрузочное устройство расположено между сечениями с максимальной и минимальной площадями. The technical effect is achieved due to the fact that the heat exchanger has variable sections of different areas in height, moreover, the areas of maximum and minimum sections are in the ratio of 1.5-15, and the loading device is located between the sections with maximum and minimum areas.
На чертеже показана предлагаемая установка для термообработки порошкообразного материала. The drawing shows the proposed installation for heat treatment of powdered material.
Установка включает топку 1, вертикальный теплообменник 2 с загрузочным 3 с разгрузочным 4 устройствами, систему пылеулавливания, состоящую из циклонов 5 и 6. Вертикальный теплообменник выполнен с пережимом 7 и имеет расширение 8. The installation includes a furnace 1, a vertical heat exchanger 2 with a loading 3 with an unloading 4 devices, a dust collection system consisting of cyclones 5 and 6. The vertical heat exchanger is made with pinch 7 and has an extension of 8.
Установка работает следующим образом. Installation works as follows.
Исходный материал с влажностью до 20% подается в вертикальный теплообменник с помощью загрузочного устройства, которое расположено выше пережима, но ниже расширения. Термообработка протекает во взвешенном состоянии, а теплоагентом являются газы из топки, подаваемые под пережим. По мере увеличения концентрации в газовом потоке материал в зависимости от требований к качеству продукта либо проваливается через пережим и выгружается из нижней части теплообменника, либо выносится в систему пылеулавливания, где классифицируется по крупности. The source material with a moisture content of up to 20% is fed into the vertical heat exchanger using a loading device, which is located above the pinch, but below the expansion. Heat treatment occurs in suspension, and the heat agent is the gases from the furnace, supplied under pinch. As the concentration in the gas stream increases, depending on the product quality requirements, it either falls through the pinch and is discharged from the bottom of the heat exchanger, or is taken out to the dust collection system, where it is classified by size.
Суть изобретения заключается в том, что конструкция теплообменника, имеющего переменное сечение различной площади (пережим и расширение), позволяет вести термообработку материала при различных скоростях газов по высоте. Причем эти скорости достаточно высоки и соответственно габариты и металлоемкость теплообменника невелики, а указанные пределы соотношения площадей сечений в расширении и пережиме позволяют получать продукт с заданными свойствами. The essence of the invention lies in the fact that the design of a heat exchanger having a variable cross-section of various sizes (pinch and expansion) allows heat treatment of the material at different gas velocities in height. Moreover, these speeds are quite high and, accordingly, the dimensions and metal consumption of the heat exchanger are small, and the indicated limits of the ratio of the cross-sectional areas in expansion and pinch make it possible to obtain a product with desired properties.
Например, при получении подсушенного гидроксида Al или сушке сульфата калия соотношение площадей, указанных в заявке, минимальное и составляет 1,5-5; при получении сухого или термореактивного гидроксида Al это соотношение максимальное (до 15), см. примеры изобретения. For example, upon receipt of dried Al hydroxide or drying of potassium sulfate, the ratio of the areas indicated in the application is minimal and is 1.5-5; upon receipt of dry or thermoset Al hydroxide, this ratio is maximum (up to 15), see examples of the invention.
На данной установке в широком диапазоне можно регулировать конечную влажность продукта, его грансостав, величину удельной поверхности (для термореактивного гидроксида Al). On this installation, in a wide range, you can control the final moisture content of the product, its grain size, specific surface area (for thermosetting Al hydroxide).
Расположение загрузочного устройства между сечениями с максимальной и минимальной площадями (расширением и пережимом) позволяет по сравнению с верхней загрузкой снизить нежелательный пылевынос продукта. The location of the loading device between the sections with maximum and minimum areas (expansion and pinch) allows to reduce undesirable dust removal of the product compared to the top loading.
Таким образом, предлагаемая установка при снижении потерь с пылевыносом, металлоемкости и теплопотерь обеспечивает возможность получения продукта с заданными свойствами. Thus, the proposed installation while reducing losses with dust removal, metal consumption and heat loss provides the ability to obtain a product with desired properties.
Пределы соотношения площадей указанных сечений обеспечивают работу установки в оптимальном режиме. The limits of the ratio of the areas of these sections ensure the operation of the installation in optimal mode.
При данной площади минимального сечения (пережима) и соотношении менее 1,5 значительно возрастает аэродинамическое сопротивление теплообменника и резко возрастает вынос продукта в систему пылеулавливания, крайне затруднительна регулировка качества продукта. With a given minimum cross-sectional area (pinch) and a ratio of less than 1.5, the aerodynamic resistance of the heat exchanger significantly increases and the product is drastically transferred to the dust collection system; it is extremely difficult to adjust the quality of the product.
При соотношении площадей сечений более 15 (при заданной площади пережима) производительность установки резко снижается, увеличиваются теплопотери и металлоемкость теплообменника, качество продукта не поддается регулировке. If the ratio of the cross-sectional areas is more than 15 (for a given pinch area), the productivity of the installation decreases sharply, heat losses and the heat consumption of the heat exchanger increase, and the quality of the product cannot be adjusted.
Пример 1. Получение сухого гидроксида алюминия (влажность < 1%). Соотношение площадей расширения и пережима приблизительно 5,0 (диаметры соответственно 1,3 м и 0,6 м). Example 1. Obtaining dry aluminum hydroxide (humidity <1%). The ratio of expansion and pinch areas is approximately 5.0 (diameters 1.3 m and 0.6 m, respectively).
При начальной влажности материала 18%, температуре газов 400oC, удельном расходе природного газа 31 нм3/т, производительность установки приблизительно 10 т/ч. Сухой продукт выносится из теплообменника, улавливается в циклонах и электрофильтре и классифицируется на 3 фракции со средним диаметром 56, 21 и 5,4 мкм. При смешении продуктов разных фракций в определенном соотношении может быть получен продукт требуемой крупности в диапазоне 5,4-56 мкм.When the initial moisture content of the material is 18%, the temperature of the gases is 400 o C, the specific consumption of natural gas is 31 nm 3 / t, the productivity of the plant is approximately 10 t / h. The dry product is removed from the heat exchanger, trapped in cyclones and an electrostatic precipitator and classified into 3 fractions with an average diameter of 56, 21 and 5.4 microns. When mixing products of different fractions in a certain ratio, a product of the required size can be obtained in the range of 5.4-56 microns.
Пример 2. Получение термоактивированного гидроксида алюминия. Example 2. Obtaining thermally activated aluminum hydroxide.
Установка работает на режиме выноса готового продукта из теплообменника. Соотношение площадей приблизительно 9,0 (диаметры сечений соответственно 1,5 и 0,5 м). При начальной влажности 18%, содержание ППП в продукте 7%, удельной поверхности 195 м2/г, температуре греющих газов приблизительно 1000oC, удельном расходе природного газа 134 нм3/т производительность составляет приблизительно 2,5 т/ч. Крупность, содержание ППП, удельная поверхность и химическая активность продукта - регулируемые параметры.The installation operates in the mode of removal of the finished product from the heat exchanger. The area ratio is approximately 9.0 (cross-section diameters are 1.5 and 0.5 m, respectively). With an initial moisture content of 18%, the SPP content in the product is 7%, specific surface area 195 m 2 / g, heating gas temperature approximately 1000 o C, specific consumption of natural gas 134 nm 3 / t productivity is approximately 2.5 t / h. The size, the content of the SPP, the specific surface area and the chemical activity of the product are adjustable parameters.
Пример 3. Получение подсушенного гидроксида алюминия (конечная влажность 2-8%). Example 3. Obtaining dried aluminum hydroxide (final moisture content of 2-8%).
Установка работает на режиме "провала" продукта. The installation works in the "failure" mode of the product.
Соотношение площадей сечения - 1,7 (диаметры сечений соответственно приблизительно 1,0 м и 0,75 м). При начальной влажности 18%, конечной - 4%, температуре греющих газов приблизительно 400oC, удельном расходе природного газа приблизительно 24 нм3/т производительность составляет 13 т/ч.The ratio of the cross-sectional areas is 1.7 (cross-section diameters of approximately 1.0 m and 0.75 m, respectively). When the initial humidity of 18%, the final - 4%, the temperature of the heating gases is approximately 400 o C, the specific consumption of natural gas is approximately 24 nm 3 / t, the productivity is 13 t / h.
Пример 4. Получение сухого сульфата калия. Example 4. Obtaining dry potassium sulfate.
Установка работает на режиме "провала" продукта и частично на его выносе. Соотношение площадей сечений приблизительно 4,5 (соответственно диаметры 0,75 м и 0,35 м). При начальной влажности 10%, 10%, конечной - 0,5%, температуре греющих газов 600oC, удельном расходе пр. газа 16 нм3/т производительность установки составляет 5 т/ч. Крупность продукта поддается регулировке.The installation operates in the "failure" mode of the product and partially in its removal. The ratio of the cross-sectional areas is approximately 4.5 (respectively, the diameters of 0.75 m and 0.35 m). At an initial humidity of 10%, 10%, final - 0.5%, a temperature of heating gases of 600 o C, a specific flow rate of gas of 16 nm 3 / t the productivity of the installation is 5 t / h. The size of the product is adjustable.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97104367A RU2115079C1 (en) | 1997-03-20 | 1997-03-20 | Plant for thermal treatment of powdery material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97104367A RU2115079C1 (en) | 1997-03-20 | 1997-03-20 | Plant for thermal treatment of powdery material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2115079C1 true RU2115079C1 (en) | 1998-07-10 |
| RU97104367A RU97104367A (en) | 1998-11-10 |
Family
ID=20190998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97104367A RU2115079C1 (en) | 1997-03-20 | 1997-03-20 | Plant for thermal treatment of powdery material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2115079C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2202746C2 (en) * | 2001-06-19 | 2003-04-20 | Шишкин Сергей Федорович | Device for heat treatment of wet noncaking loose materials |
| RU2213697C1 (en) * | 2002-01-08 | 2003-10-10 | Шишкин Сергей Федорович | Method of heat treatment of powder material and reactor and plant for realization of this method |
-
1997
- 1997-03-20 RU RU97104367A patent/RU2115079C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2202746C2 (en) * | 2001-06-19 | 2003-04-20 | Шишкин Сергей Федорович | Device for heat treatment of wet noncaking loose materials |
| RU2213697C1 (en) * | 2002-01-08 | 2003-10-10 | Шишкин Сергей Федорович | Method of heat treatment of powder material and reactor and plant for realization of this method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1120713A (en) | Combustion control system for burning installation with calcining burner | |
| EA010276B1 (en) | Method and apparatus for heat treatment in a fluidized bed | |
| CA2905969A1 (en) | Coal and mineral slurry drying method and system | |
| US9759486B2 (en) | Mineral slurry drying method and system | |
| US5997289A (en) | Rotary calciner with mixing flights | |
| US20140144072A1 (en) | Coal drying method and system | |
| AU683514B2 (en) | A process for production of ceramic powders by spray drying | |
| RU2115079C1 (en) | Plant for thermal treatment of powdery material | |
| US5908291A (en) | Continuous cross-flow rotary kiln | |
| CN109140905A (en) | A kind of drying apparatus of vibrating fluidized bed and drying means | |
| JP2840579B2 (en) | Fluidized bed classifier | |
| US3669432A (en) | Process for producing cement from cement slurry and a plant for carrying out the process | |
| RU2219129C2 (en) | Plant for heat treatment of aluminum hydroxide | |
| JPS6086374A (en) | Rotary kiln for baking cement raw material | |
| JP2002224556A (en) | Fluidized bed | |
| RU2219128C2 (en) | Plant for heat treatment of aluminum hydroxide | |
| RU2105944C1 (en) | Combined drier | |
| JPH09268013A (en) | Production of fine powder slaked lime by utilizing fluidized bed | |
| JPH09268012A (en) | Production of fine powder slaked lime by utilizing fluidized bed | |
| SU904415A1 (en) | Chain curtain of rotary furnace | |
| SU1703931A2 (en) | Rotary drum for heat treatment of friable materials | |
| JPS629372B2 (en) | ||
| SU946070A1 (en) | Installation for a thermal treatment of powders | |
| JPS6342311Y2 (en) | ||
| US3518778A (en) | Apparatus for improving heat exchange between a gaseous carrier medium and solids suspended therein |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080321 |