ПРОКАЛОЧНАЯ БАРАБАННАЯ ПЕЧЬ
DRUM-TYPE ANNEALING FURNACE

Изобретение относится к области карбонизации мелкофракционных продуктов органического происхождения, в частности к процессу карбонизации с использованием радиационно-кондуктивного теплообмена, и может быть использовано в любых других производствах, где требуется прокалка продукта в контролируемой среде.
Известен способ термического разложения топлива в поле инфракрасного излучения (а.с. SU 167812, кл. С10В). Для реализации известного способа авторами предполагается использовать вертикальную реторту с установкой на ее стенках беспламенных горелок инфракрасного излучения.
Недостатком известного изобретения является то, что предложенное решение не позволяет передать лучистое тепло на всю глубину слоя продукта.
Известен термический модуль для получения углеродных сорбентов с вращающейся печью для карбонизации (RU 2095727, кл. F2B 7/04).
В известном изобретении в барабане для карбонизации осесимметрично закреплена реторта, в которой происходит карбонизация за счет кондуктивного нагрева горячим воздухом, а газы пиролиза полностью сжигаются.
Недостатком известного изобретения является отсутствие возможности глубокого химического использования полученных газов пиролиза, большая капиталоемкость и сложность аппаратурного оформления установки с промежуточным теплоносителем, затруднена возможность получения высоких температур прокалки продукта из-за отсутствия лучистого тепла.
Наиболее близкой по своей сущности к предлагаемому изобретению является установка для термического разложения углеродсодержащих материалов (а.с. SU 397729, кл. F27B 7/04).
Известная установка содержит вращающийся барабан с осесимметрично установленной в ней ретортой, сжигание полученных газов пиролиза ведется в кольцевом пространстве между ретортой и стенками барабана, обеспечивая таким образом наружный радиационно-кондуктивный обогрев реторты.
Недостатком известного изобретения является отсутствие возможности глубокого химического использования полученных газов пиролиза, перегрев стенок барабана, неравномерный обогрев реторты и барабана.
Задачей настоящего изобретения является создание прокалочной барабанной печи для карбонизации органических продуктов с использованием радиационно-кондуктивного теплообмена, обладающей простой и надежной конструкцией, позволяющей получать качественный твердый продукт карбонизации и газы карбонизации, пригодные для глубокой химической переработки.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что прокалочная барабанная печь содержит бункер исходного продукта, бункер готового продукта и установленный между ними с возможностью вращения барабан, при этом с целью обогрева барабан снабжен излучателем в виде осесимметрично закрепленной в нем с возможностью совместного вращения радиационной трубы, своими конечными частями размещенной в указанных бункерах, кроме того, радиационная труба в объеме бункера исходного продукта снабжена наружной шнековой навивкой, в объеме барабана - наружным продольным оребрением, а в объеме бункера готового продукта - наружным поперечным оребрением.
Наличие излучателя в виде радиационной трубы, размещенной по оси прокалочного барабана, позволяет:
- не перегреть стенки барабана выше температуры продукта, поскольку продукт экранирует стенки барабана от излучения, что увеличивает надежность работы барабана;
- обеспечить максимально возможный теплообмен между обрабатываемым продуктом и излучателем путем лучистого теплообмена, теплопередачи теплопроводностью и конвекцией с использованием псевдоожижения слоя продукта при вращении барабана, частично заполненного продуктом.
Наличие шнековой навивки на наружной поверхности радиационной трубы в бункере исходного продукта позволяет обеспечить соответствие расхода продукта скорости вращения барабана (чем быстрее вращается барабан, тем больше он загружается продуктом).
Продольное оребрение на радиационной трубе в объеме барабана позволяет увеличить площадь излучения и обеспечить псевдоожижение продукта.
Поперечное оребрение в бункере готового продукта позволяет продлить процесс прокалки карбонизированного продукта.
На фиг.1 изображена схема устройства, которое содержит бункер (1) исходного продукта, бункер (2) готового продукта, барабан (3), излучатель в виде радиационной трубы (4) со шнековой навивкой (5), продольным оребрением (6) и поперечным оребрением (7).
Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:
- барабан снабжен излучателем в виде осесимметрично закрепленной в нем с возможностью совместного вращения радиационной трубы;
- своими конечными частями излучатель размещен в бункерах исходного и готового продуктов и при этом в объеме бункера исходного продукта снабжен наружной шнековой навивкой, в объеме барабана - наружным продольным оребрением, а в объеме бункера готового продукта - наружным поперечным оребрением.
Печь работает следующим образом. Исходный продукт загружается в бункер (1), откуда при вращении барабана (3) с излучателем (4) с участием шнековой навивки (5) продукт заполняет барабан. Продвигаясь по барабану к бункеру (2), продукт подвергается механическому псевдоожижению продольными ребрами излучателя, прогревается за счет тепла излучения, конвекции и теплопроводности от затопленного в продукте излучателя и карбонизируется. Окончательная прокалка продукта происходит в бункере готового продукта, где поперечное оребрение излучателя позволяет обеспечить подвижность продукта и его дополнительный прогрев.
Газы карбонизации отводят на дальнейшую химическую переработку, например на фракционирование, с получением различных химических продуктов.
Тепло для работы излучателя может быть получено путем сжигания любого топлива, например природного газа, твердого топлива или неконденсируемых газов карбонизации, возможно использование также и электронагрева.
Таким образом, заявляемое устройство решает задачу создания прокалочной барабанной печи для карбонизации органических продуктов с использованием радиационно-кондуктивного теплообмена, обладающей простой и надежной конструкцией, позволяющей получать качественный твердый продукт карбонизации и газы карбонизации, пригодные для глубокой химической переработки.