UA126981C2 - Сушильний бункер, а також розмельно-сушильний комплекс, який включає в себе такий бункер - Google Patents

Abstract

Сушильний бункер для просушування гранульованого матеріалу, який включає в себе: корпус (12) бункера, який утворює напірну камеру (13) для гранульованого матеріалу і який має верхню частину і нижню частину, вхідний отвір (20) матеріалу для гранульованого матеріалу, розташований у верхній частині, вихідний порт (26) матеріалу в нижній частині, засоби (36) для впуску гарячого сушильного газу в корпус бункера, і випускний отвір газу, розташований у верхній частині. Засоби (36) для впуску гарячого сушильного газу включають у себе декілька газових трубок (40), розташованих такими, що тягнуться по суті вертикально у верхній частині, причому кожна газова трубка має випускний отвір (40.1) газу на її нижньому кінці і з'єднана на її верхньому кінці (40.2) з кільцевим газопроводом (38), який має газовий отвір для приймання потоку сушильного газу, причому газові трубки розподілені по кільцевому газопроводу.

Description

Галузь техніки

Загалом, даний винахід відноситься до сушильних бункерів для просушування гранульованих матеріалів різних типів. Такі сушильні бункери можуть використовуватися в ряді випадків практичного застосування і, насамперед, у розмельно-сушильному комплексі.

Рівень техніки

Гранульовані матеріали використовують у різних галузях промисловості і їх можна одержувати з різноманіття матеріалів, наприклад, із мінеральних, органічних або синтетичних матеріалів. Більшість гранульованих матеріалів містить у собі значну кількість захопленої вологи, а деякі з них навіть проявляють гігроскопічні властивості.

Тому гранульовані матеріали традиційним способом попередньо нагрівають і просушують у сушильних бункерах, продуваючи через них нагріте (сухе) повітря або, в більш широкому сенсі, сушильний газ. Як правило, сушильний газ надходить у сушильний бункер через подвійне днище або сопла, розташовані в нижній, збіжній на конус частині бункера. Сухе повітря спрямовується потоком вгору через гранульовану шихту, нагріваючи гранульований матеріал і видаляючи з нього вологу. Вологе повітря виходить потім з бункера через випускний отвір в його даху.

Для багатьох промислових технологічних процесів просушування і/або попереднє просушування насипного матеріалу має важливе значення, оскільки воно може впливати на робочі характеристики, ефективність і/або безпеку технологічного процесу.

Для наочності розглянемо приклад з металургійної промисловості. У УМО 2017/102810, наприклад, розкрита сутність попереднього просушування вихідного матеріалу, насамперед вихідного (сирого) вугілля, вище по потоку від розмельно-сушильного комплексу. Фактично, підвищений вміст вологи у вихідному матеріалі, що піддається технологічній обробці, тобто піддається помелу і просушуванню, чинить негативний вплив на продуктивність млина тонкого помелу. Іншими словами, максимально можлива вихідна потужність млина тонкого помелу зменшується зі збільшенням вмісту вологи у вихідному матеріалі (вище заданого порогового значення вмісту вологи).

За рахунок попереднього просушування вихідного матеріалу в сушильному бункері вище по потоку від млина тонкого помелу потрібна потужність, а отже, і типорозмір встановленого млина

Зо тонкого помелу можуть бути зменшені. Потрібна потужність по просушуванню, а отже, і витрата сушильного газу в розмельно-сушильному комплексі також можуть бути зменшені, зменшуючи в такий спосіб типорозміри і потужності, насамперед, труб для технологічного газу, обладнання (наприклад, багатосекційний циклон або мішковий фільтр) для сепарації відпрацьованого сушильного газу з просушеного твердого матеріалу і основного вентилятора сушильного газу.

У конфігурації комплексу згідно з М/О 2017/102810 гарячий газ для попереднього просушування нагнітають у сушильний бункер через декілька сопел (на одному або декількох рівнях) на зовнішній окружній поверхні циліндричної або зрізаної нижньої конічної частини корпусу бункера. При тому, що це дуже розповсюджене рішення, спостереження показали, що цей спосіб компонування не завжди забезпечує рівномірне просушування гранульованого матеріалу з огляду на специфічні структури потоку сушильного газу. Іншими словами, певна частина вихідного матеріалу не буде попередньо висушуватися або тільки незначно буде попередньо висушуватися, у той час як інша частина матеріалу може виявитися майже повністю просушеною або навіть перегрітою. У разі, якщо цей попередньо не рівномірно просушений матеріал не буде доведений до однорідного стану під час вивантаження в млин тонкого помелу нижче по потоку, робочі режими в млині тонкого помелу можуть змінюватися аж до хаотичних і призводити до неоднорідних властивостей тонко розмеленого матеріалу.

Технічна задача

Задача даного винаходу полягає в наданні сушильного бункера покращеної конструкції, яка забезпечує, насамперед, більш однорідне просушування шихти з гранульованого матеріалу.

Загальний опис винаходу

Даний винахід виходить з того факту, що традиційне компонування сушильних бункерів, як продемонстровано, наприклад, у УМО 2017/102810 і обумовлена нею структура потоку газу суперечать припущенню про проточно-наскрізний пристрій попереднього просушування, в якому газ і твердий матеріал рухаються по суті потоком/переміщаються в протилежних напрямках струму.

Власне, автор даного винаходу помітив, що газ для попереднього просушування, нагнетений через зовнішні стінки такого бункера попереднього просушування, проходить через вихідний матеріал здебільшого в напрямку поперечного струму. Це призводить до того, що тільки частина потоку вихідного матеріалу (та, яка припадає на найбільш крайній кільцевий бо простір у горизонтальному поперечному перерізі бункера) безперервно "зачіпається" газом для попереднього просушування з температурою вхідного рівня, у той час як вихідний матеріал, що сходить здебільшого в центральну зону бункера, безперервно контактує з газом для попереднього просушування з меншими рівнями температури і, треба думати, з меншою інтенсивністю подачі. Як наслідок, залежно від експлуатаційних умов попереднє просушування може не бути рівномірним, частина вихідного матеріалу попередньо може не висушуватися або може попередньо висушуватися тільки незначно, у той час як інша частина матеріалу може виявитися майже повністю просушеною або навіть перегрітою. Як згадувалося вище, використання такого не рівномірно попередньо просушеного матеріалу може призводити (до розвитку) мінливого, хаотичного або навіть небезпечного робочого режиму на подальших технологічних стадіях/етапах обробки.

Для вирішення вищевказаної проблеми даний винахід пропонує сушильний бункер для просушування гранульованого матеріалу, що включає в себе: - корпус бункера, який задає напірну камеру для гранульованого матеріалу і має верхню частину і нижню частину, - вхідний отвір матеріалу для гранульованого матеріалу, розташований у верхній частині, - вихідний порт матеріалу в нижній частині, - засоби для впуску гарячого сушильного газу в корпус бункера, і - випускний отвір газу, розташований у верхній частині.

Згідно з важливим аспектом винаходу засоби для впуску гарячого сушильного газу включають у себе декілька газових трубок, розташованих так, що вони тягнуться по суті вертикально у верхній частині, причому кожна газова трубка має вихідний отвір газу на її нижньому кінці і з'єднана на її верхньому кінці з кільцевим газопроводом, який має газовий отвір для прийому потоку сушильного газу, причому газові трубки розподілені за кільцевим газопроводом. Переважно, газові трубки тягнуться вниз до зони від 25 95 до 50 95 по висоті (Н) корпусу.

Як було пояснено в контексті рівня технікию, периферійний впуск сушильного газу в традиційні сушильні бункери створює проблеми з рівномірністю обробки. Газ виявляє тенденцію залишатися у зовнішній периферії бункера, так що тільки зменшені витратні кількості сушильного газу досягають центральної частини бункера, маючи знижені температури.

Зо На відміну від цього, запропонований сушильний бункер включає в себе вдосконалені засоби для впуску гарячого сушильного газу в сушильний бункер. Застосування комплекту вертикальних газових трубок дозволяє впускати декілька потоків гарячого сушильного газу в гранульований матеріал у потрібних точках, щоб сприяти його більш однорідному току через гранульований матеріал. Крім того, оскільки газові трубки тягнуться всередину верхньої частини корпусу бункера, частина гранульованого матеріалу вже виявиться попередньо нагрітою за рахунок контакту з газовими трубками і кільцевим газопроводом (при умові установки всередині корпусу бункера).

Як передбачається, газ для попереднього просушування буде протікати, головним чином, у напрямку вгору по вертикалі через вихідний матеріал, забезпечуючи в такий спосіб більш однорідне попереднє просушування у вихідному матеріалі, що переміщається через бункер у напрямку вниз по вертикалі. Повне просушування і перегрівання частини вихідного матеріалу виключені. Розподільне трубопровідне розведення для гарячого сушильного газу не вимагає зовнішньої теплоізоляції. Теплові втрати передаються у відпрацьований газ для попереднього просушування, який виходить з бункера, і балансуються регулюванням температури на виході відпрацьованого газу для попереднього просушування. Гарячий сушильний газ не контактує ні з корпусом бункера, ні з розвантажувальним конвеєром вивантажного маніпулятора, який може бути передбачений в основі корпусу, які здебільшого оберігаються вологим або попередньо просушеним вихідним матеріалом від впливу істотно більш високих температурних рівнів.

Така конструкція сушильного бункера являє собою особливий інтерес щодо бункерів з коефіцієнтом форми (висота, віднесена до діаметра), який дорівнює 1,5 і менше того. Декілька розподілених по колу/по окружності газових трубок доводить потік гарячого сушильного газу до кількох точок у самій товщі гранульованого матеріалу.

Кількість газових трубок і площа їхнього внутрішнього поперечного перерізу можуть визначатися, наприклад, на основі гідродинамічних розрахунків або моделювання з урахуванням характеристик вихідного матеріалу. Як відомо з рівня техніки, реальний розподіл газу для попереднього просушування всередині вихідного матеріалу обумовлений, головним чином, характеристиками вихідного матеріалу, насамперед розподілом за класом крупності.

Переважно, кільцевий газопровід розташований всередині корпусу в його верхній частині.

При цьому кільцевий газопровід може розташовуватися за межами корпусу з проходженням 60 вертикальних газових трубок через дах корпусу.

На кільцевому газопроводі передбачена певна кількість вертикальних газових трубок. У варіантах конструктивного виконання, з кільцевим газопроводом з'єднані принаймні чотири такі газові трубки, переважно, рівновіддалені одна від одної.

Газові трубки можуть бути розташовані на уявному колі (38.1) з діаметром від 0,45 до 0,75, більш переважно від 0,50 до 0,65, внутрішнього діаметра корпусу.

В одних варіантах конструктивного виконання газові трубки є прямими трубками, відкритими на обох кінцях. В інших варіантах конструктивного виконання газові трубки мають нижню частину, яка розширюється вниз. Насамперед, газові трубки можуть бути задані як виконані у формі сплющеного конуса трубки, причому вузький кінець з'єднаний з кільцевим газопроводом, а газова трубка на її вихідному порту подає струмінь газу пласкої форми.

У варіантах конструктивного виконання, нижня частина газової трубки може бути обладнана дроселюючим пристосуванням для адаптивного регулювання вихідної швидкості гарячого сушильного газу, який виходить з трубки. Такі дроселюючі пристосування, переважно, розташовані всередині газових трубок.

Переважно, нижче вхідного отвору матеріалу розташований розподільний елемент матеріалу, насамперед конус-розподільник, для розкидання гранульованого матеріалу.

Кільцевий газопровід і розподільний елемент, переважно, розташовані концентрично, наприклад, приблизно на одній висоті.

У варіантах конструктивного виконання, сушильний бункер може мати одну або декілька таких відмінних рис: - вхідний отвір матеріалу розташований по центру в даху корпусу бункера, - вхідний отвір матеріалу включає в себе сопло, - корпус бункера має по суті плоску донну стінку, в якій, переважно, по центру розташований вихідний порт матеріалу, - на віддаленні від донної стінки корпусу розташований відхильний елемент, розташований так, щоб закривати вихідний отвір матеріалу, - у нижній частині (корпусу) розташований збиральний засіб, щоб примусово направляти гранульований матеріал у сторону вихідного отвору матеріалу, - газові трубки мають нижню частину, що розширюється вниз.

Ці та інші варіанти конструктивного виконання відповідно до даного винаходу викладені в доданих залежних пунктах формули винаходу.

Згідно з іншим аспектом предметом винаходу є також розмельно-сушильний комплекс для одержання тонкоподрібненого сухого матеріалу з великошматкового матеріалу, причому розмельно-сушильний комплекс включає в себе: - джерело нагрітого сушильного газу для забезпечення нагрітого сушильного газу із заданою температурою, - обладнання тонкого помелу для тонкого помелу і просушування великошматкового матеріалу для одержання тонкоподрібненого сухого матеріалу, - сушильний бункер відповідно до першого аспекту винаходу, передбачений вище по потоку від обладнання тонкого помелу, для просушування великошматкового матеріалу, - транспортувальні пристосування для транспортування великошматкового матеріалу із сушильного бункера в обладнання тонкого помелу, - трубопроводи для подачі нагрітого сушильного газу в обладнання тонкого помелу і сушильний бункер, і - сепаратор нижче по потоку від обладнання тонкого помелу для збору і сепарації тонкоподрібненого сухого матеріалу із сушильного газу.

Короткий опис креслень

Додаткові відмінні риси та переваги даного винаходу стануть очевидними з наведеного нижче детального опису декількох - таких, що не обмежують суть винаходу, - варіантів конструктивного виконання з посиланням на додані креслення, де:

Фіг. 1: ескіз варіанта конструктивного виконання запропонованого сушильного бункера,

Фіг. 2: схема варіанта конструктивного виконання розмельно-сушильного комплексу, який відрізняється наявністю сушильного бункера за фіг. 1,

Фіг. 3: ескіз альтернативної конструкції кільцевого газопроводу з газовими трубками, і

Фіг 4: ескіз ще одного варіанта конструктивного виконання газової трубки для пристосування під впуск гарячого сушильного газу.

Опис переважних варіантів конструктивного виконання

На фіг. 1 показана принципова схема запропонованого сушильного бункера 10. Він включає в себе корпус 12, який має, загалом, трубчасту зовнішню стінку 14, яка тягнеться вздовж бо центральної осі А, який закритий на обох кінцях відповідно донною стінкою 16 і верхньою стінкою 18 або дахом. Переважно, зовнішня стінка 14 є кільцевою і незначно сходиться на конус у нижній частині корпусу (частина у формі зрізаного конуса). При цьому ця умова не є обмежувальною, і зовнішня стінка може мати прямокутну або квадратну форму поперечного перерізу.

Корпус 12 задає напірну камеру 13 для гранульованого матеріалу, що тимчасово зберігається в ній для цілей просушування. Вхідний отвір 20 матеріалу для гранульованого матеріалу розташований у верхній частині корпусу, насамперед у центрі даху 18.

Гранульований матеріал подають через живильну трубу 22, яка з'єднана з вхідним отвором 20.

Переважно, у вхідному отворі 20 матеріалу встановлене (не показане) сопло під безпосереднє з'єднання кінця живильної труби 22 з вхідною частиною сопла. У процесі експлуатації живильна труба 22, як правило, може бути з'єднана з (не показаним) накопичувальним бункером вище по потоку, який містить матеріал, що підлягає просушуванню в сушильному бункері 10. По ходу живильної труби може бути розташована поворотна заслінка 24 для регулювання потоку гранульованого матеріалу в сушильний бункер 10 і попередження збурювальних ефектів від впливу різного тиску (атмосферний, надмірний або тиск нижче атмосферного) всередині верхньої частини бункера по робочому зв'язку з накопичувальним бункером вище по потоку.

Посилальним позначенням 26 позначений вихідний порт матеріалу в донній частині. У цьому варіанті донна стінка 16 є плоскою, а вихідний порт матеріалу розташований у ній по центру, вздовж осі А. Гранульований матеріал, який надходить через вхідний отвір 20, під дією сили тяжіння буде падати в бункер 10 і накопичуватися в ньому.

У нижній частині, над донною стінкою 16 розташований відхильний елемент 28, розташований на віддаленні від неї так, щоб закривати вихідний порт 26. У цьому варіанті відхильний елемент 28 має конічну форму з окружністю (основи конуса) більше, ніж окружність вихідного отвору 26. Це виключає формування стовпа з матеріалу по вертикалі над вихідним отвором 26. Навпаки, гранульований матеріал буде налягати на плоске днище 16 по периферії відхильного елемента 28. Передбачений збиральний засіб, у цьому випадку - горизонтальний скребок або вивантажний маніпулятор 30 для вивантаження матеріалу через вихідний отвір 26.

Як правило, скребок конструктивно може бути виконаний у вигляді горизонтальної лопаті, встановленої на поворотному валу, який приводиться в дію від блоку електродвигуна.

Зо У процесі експлуатації до вихідного отвору 26, як правило, приєднана розвантажувальна труба 32, щоб направляти просушений гранульований матеріал на наступну ділянку обробки або використання залежно від практичного застосування/техпроцесу. Поворотна заслінка 34 дозволяє регулювати потік, який виходить через розвантажувальну трубу 32, і попереджати збурювальні ефекти від впливу різного тиску (атмосферний, надмірний або тиск нижче атмосферного) всередині нижньої частини бункера по робочому зв'язку з обладнанням нижче по потоку, як правило, млином тонкого помелу.

Посилальним позначенням 36, загалом, позначено засоби для впуску гарячого сушильного газу в корпус бункера, які включає в себе кільцевий газопровід 38 і певну кількість газових трубок 40, які розташовані такими, що тягнуться по суті вертикально у верхній частині корпусу бункера. Кожна газова трубка 40 має випускний отвір 40.1 газу на її нижньому кінці і з'єднана на її верхньому кінці з кільцевим газопроводом. Кільцевий газопровід 38 має (тут не показаний) газовий отвір для прийому потоку сушильного газу з живильного магістрального газопроводу 42, який проходить через дах 18. У цьому варіанті конструктивного виконання кільцевий газопровід 38 являє собою кільцевий трубопровід з круглим поперечним перерізом (торус), причому це рішення не є обмежувальним і можуть бути передбачені інші конфігурації.

Отвір 44 для випуску газу розташований у верхній частині, а саме - в даху 18. До отвору 44 для випуску газу приєднана газовипускна труба 46 для відведення відпрацьованого сушильного газу на фільтрувальне обладнання, перш ніж скидати його в атмосферу.

Нижче вхідного отвору 20 матеріалу розташований розподільний елемент 48, переважно віддентрований по одній лінії з віссю А. Розподільному елементу 48 надано форму для радіального розкидання матеріалу, що падає на нього. У цьому випадку він має форму конуса, при цьому йому може бути надана форма купола або дзвону або будь-яка інша функціонально аналогічна форма.

Розподільний елемент 48 виконаний з можливістю заходу всередину кільцевого газопроводу 38, (розташовуючись) приблизно на одній висоті з ним. Таким чином, матеріал, що надходить із вхідного отвору 20 матеріалу, падає на розподільний елемент 48 і радіально направляється під кільцевий газопровід 38, у сторону вертикальних газових трубок 40.

Використані в цьому контексті вирази "верхня частина" і "нижня частина" відповідно позначають ділянки бункера вище і нижче центрової лінії В (на відстані посередині між бо верхньою і нижньою стінками).

Для покращеного передавання сушильного газу газові трубки 40 можуть бути розташовані на уявному колі з діаметром від 0,45 до 0,75, більш переважно від 0,50 до 0,65, розміру внутрішнього діаметра корпусу (бункера). Це уявне коло на фіг. 1 відповідає вказаній посилальним позначенням 38.1 кільцевій центровій лінії кільцевого газопроводу 38.

Переважно, газові трубки тягнуться вниз до зони від 25 95 до 50 95 по висоті (Н) корпусу. Ця зона або горизонтальний пояс вказані на фігурі посилальним позначенням 41. Тут необхідно відзначити: при тому, що газові трубки 40 простягаються через верхню частину (тобто, принаймні через одне відділення верхньої частини) для контакту з вхідним потоком гранульованого матеріалу, випускні отвори 40.1 газових трубок 40 найчастіше можуть знаходитися в нижній частині (нижче лінії В, яка припадає на середину висоти), причому випускні отвори 40.1 трубок знаходяться в межах горизонтального пояса 41.

Тепер звернемося до фіг. 2, яка стосується практичного застосування запропонованого сушильного бункера в ув'язці з розмельно-сушильним комплексом 100. Насамперед, сушильний бункер використовують у комплексі 100 як бункер попереднього просушування вологого великошматкового насипного матеріалу, наприклад, вугілля або шлаку, що піддається технологічній обробці в комплексі 100.

У розмельно-сушильному комплексі 100 вихідний матеріал, наприклад, великошматковий шлак або вугілля, зберігають у накопичувальному бункері 110 вихідного матеріалу, розташованому вище по потоку перед млином 130. Запропонований сушильний бункер, наприклад, представлений на фіг. 1 бункер, позначений посилальним позначенням 120, розташований між накопичувальним бункером 110 і млином 130. Для виконання переробки у висушений порошкоподібний матеріал, наприклад, у порошкоподібний шлак або вугілля, попередньо просушений вихідний матеріал може подаватися із сушильного бункера 120 в млин 130 за допомогою конвеєра 125 зі змінною швидкістю руху (змінною пропускною здатністю), наприклад, за допомогою скребкового ланцюгового конвеєра зі змінною швидкістю руху і/або ротаційного живильника.

Решта складу комплексу 100, скоріше, традиційна і аналогічна до відомих розмельно- сушильних комплексів, див., наприклад, УМО 2017/102810.

Сушильну енергію підводять за допомогою генератора 120 сушильного газу змінної

Зо продуктивності, який працює на спалюванні паливного газу. Наскільки це доступно, паливний газ, переважно, являє собою низькокалорійний газ із низьким вмістом водню, наприклад, доменний газ. Низький вміст водню обмежує вміст водяної пари в одержаному сушильному газі, збільшуючи, таким чином, ефективність просушування. Як правило, генератор 120 сушильного газу включає в себе також вентилятор повітря для горіння і додатковий малопотужний пальник

З5 для висококалорійного паливного газу, наприклад, природного газу або коксового газу, необхідного для розігріву установки і, при можливості, для підтримки горіння низькокалорійного паливного газу.

Традиційно, оскільки в режимі, близькому до стехіометричного горіння з виключенням високої концентрації кисню в топковому газі, навіть при використанні низькокалорійного паливного газу рівні температури гарячих топкових газів виходять на величину близько 1000 "С і вище, тобто в декілька разів більше, ніж це може бути прийнятно всередині млина і при контакті з вологим вихідним матеріалом, насамперед просушеним вугіллям, то в гарячий топковий газ, одержаний всередині генератора 120 сушильного газу, має підмішуватися велика витратна кількість рециркуляційного відпрацьованого сушильного газу з температурою приблизно в 100 "С. Рециркуляційний відпрацьований сушильний газ надходить з трубопроводу 170. Це дозволить вийти на відповідну температуру сушильного газу на вході в млин 130 в діапазоні від приблизно 200 "С до менш 400 "С у випадку з вугіллям, при цьому її фактичне потрібне значення обумовлюється, насамперед, вмістом вологи у вихідному матеріалі.

У типових розмельно-сушильних комплексах 100 тонкий помел, зазвичай - розмелювання і просушування вихідного матеріалу здійснюють, здебільшого паралельно, всередині млина 130.

Матеріал розмелюють, наприклад, між обертовими валками, розмельними кулями тощо і поворотним розмельним столом або помельною чашею, а вологу випаровують при контакті з гарячим сушильним газом. Сушильний газ транспортує розмелений матеріал у сортувальний пристрій, зазвичай вбудований у верхню частину млина 130. Великошматковий матеріал видаляють з потоку сушильного газу і повертають на розмельний стіл або в помельну чашу, а дрібнозернистий (тонкоподрібнений) матеріал за допомогою оостиглого відпрацьованого сушильного газу зі збільшеним вмістом водяних парів транспортують через трубопровід 135 у розташоване нижче по потоку обладнання 140 для сепарації газу і твердих частинок, у цьому випадку - багатосекційний циклон, хоча може використовуватися і звичайний мішковий фільтр.

Порошкоподібний матеріал, сепарований з відпрацьованого сушильного газу за допомогою обладнання 140, перевантажують у розташоване нижче по потоку обладнання 150 для зберігання або транспортування, наприклад, у накопичувальний бункер дрібнозернистого матеріалу/продукту (порошкоподібного вугілля), транспортувальну воронку, насос для порошкових матеріалів тощо.

Потрібно відзначити, що відпрацьований сушильний газ направляють на рециркуляцію через трубопровід 170 у генератор 120 сушильного газу і підмішують у гарячий топковий газ для одержання гарячого сушильного газу з відповідним рівнем температури на вході в млин. Більшу частину цього гарячого сушильного газу подають потім, загалом, у млин 130, а іншу частину подають через трубопровід 175 на бункер 120 попереднього просушування і нагнітають в нього.

Як було пояснено в прив'язці до фіг. 1, гарячий сушильний газ, нагнетений у бункер 120 попереднього просушування, проходить через ліжко вихідних матеріалів, підігріває вихідні матеріали, випаровує частину вологи з вихідних матеріалів, остигає і виходить з бункера 120 в його верхній частині. Відпрацьований сушильний газ, який виходить з бункера 120 попереднього просушування, очищають у розташованому нижче по потоку мішковому фільтрі 180 для відпрацьованих газів і в кінцевому підсумку скидають в атмосферу через витяжну трубу 190 для відпрацьованих газів, дрібнозернистий твердий матеріал, сепарований із відпрацьованих газів, перевантажують у бункер 150 для дрібнозернистого матеріалу/продукту. Вихідний матеріал зі зменшеним вмістом вологи перевантажують із бункера 120 попереднього просушування в млин 130 для переробки у висушений дрібнозернистий матеріал.

Бункер 120 попереднього просушування дозволяє зменшувати вміст вологи у вихідному матеріалі вище по потоку перед млином 130, у результаті забезпечуючи зменшення витрат сушильного газу, який подається на млин 130 (у межах кордонів фіксованого діапазону витрати сушильного газу, заданого в напрямку млина), обумовлене цією витратою сушильного газу зменшення потужності і типорозміру обладнання 140 для сепарації газу і твердих речовин, зменшення продуктивності головного вентилятора сушильного газу 171 і, в кінцевому підсумку, зменшення типорозміру млина 130.

Рівень тиску в контурі, загалом, контролюють (за допомогою регулювання потоку відпрацьованих газів) таким чином, щоб нижче по потоку від генератора 120 сушильного газу і

Зо вище по потоку перед млином 130 і накопичувальним 120 бункером вихідного матеріалу (можливо, неточність - сушильним 120 бункером - прим. перекладача) мати відповідний рівень надлишкового тиску для подачі сушильного газу на заданій витраті через накопичувальний бункер 120 вихідного матеріалу і розташований нижче по потоку мішковий фільтр 180 зі скиданням в атмосферу через витяжну трубу 190 (трубу для відпрацьованих газів).

Обговорення

Повернемося до рівня техніки. Як зазначалося вище, в УМО 2017/102810 розкрита сутність попереднього просушування вихідного матеріалу, насамперед вихідного вугілля, вище по потоку від розмельно-сушильного комплексу. За рахунок попереднього просушування вихідного матеріалу в сушильному бункері вище по потоку від млина тонкого помелу потрібна потужність, а отже, і типорозмір встановленого млина тонкого помелу можуть бути зменшені. Потрібна потужність по просушуванню, а отже, і витрата сушильного газу в розмельно-сушильному комплексі також можуть бути зменшені, зменшуючи в такий спосіб типорозміри і потужності, насамперед, труб для технологічного газу, обладнання (наприклад, багатосекційний циклон або мішковий фільтр) для сепарації відпрацьованого сушильного газу з просушеного твердого матеріалу і основного вентилятора сушильного газу.

У розмельно-сушильному комплексі згідно з УМО 2017/102810 (див. фіг. 2) система попереднього просушування вихідного матеріалу спочатку була інтегрована (на ділянці) вище по потоку від млина тонкого помелу. Газ для попереднього просушування і сушильний газ одержують спільно в одному і тому ж генераторі сушильного газу. У випадку зі збільшенням потужності вже існуючого розмельно-сушильного комплексу в результаті додавання обладнання попереднього просушування відхідний газ від існуючого комплексу за допомогою нового вентилятора відхідного сушильного газу можна було б подавати на новий генератор газу для попереднього просушування, підігрівати його до вхідної температури газу для попереднього просушування за рахунок підмішування гарячого топкового газу, одержаного в цьому генераторі газу для попереднього просушування і направляти потім у власне обладнання попереднього просушування.

Було запропоновано здійснювати попереднє просушування всередині бункера попереднього просушування, який функціонує як проточно-наскрізна сушарка, тобто гарячий газ для попереднього просушування рухається потоком по суті в напрямку вгору по вертикалі через бо насипний матеріал, що міститься в бункері, у той час як цей насипний матеріал повільно сходить у напрямку вниз по вертикалі. З переміщенням газу через насипний матеріал тепло від газу передається на твердий матеріал, твердий матеріал і волога в рідкій фазі нагріваються, а поверхнева волога частково випаровується і захоплюється газом. Остиглий газ для попереднього просушування з підвищеним вмістом вологи виходить з бункера в його верхній частині а попередньо просушений і (в обмеженій мірі) підігрітий твердий матеріал вивантажують в основі бункера і направляють у млин тонкого помелу нижче по потоку.

Умови попереднього просушування сильно залежать від розподілу вихідного матеріалу за гранулометричним складом. Чим дрібніший цей вихідний матеріал, тим більша площа тепло- і парообмінної поверхні на одиницю об'єму матеріалу. З іншого боку, температура остиглого газу для попереднього просушування, який виходить з бункера, повинна підтримуватися на достатньо високому рівні, щоб виключити будь-яке надходження води в рідкій фазі в розташоване нижче по потоку обладнання з мішковими фільтрами (або аналогічне обладнання для сепарації газу і твердих речовин), яке призначене для очищення газу для попереднього просушування перед тим, як скидати його в атмосферу. Це, якщо в розрахунок не береться повторне нагрівання відпрацьованих газів для попереднього просушування нижче по потоку від бункера попереднього просушування, означає, що залежно від розподілу вихідного матеріалу за гранулометричним складом повинна контролюватися і обмежуватися площа тепло- і парообмінної поверхні всередині бункера, а отже, в кінцевому підсумку, і висота наповнення вихідного матеріалу, що знаходиться в бункері і перетинається потоком газу для попереднього просушування.

Споживання енергії попереднього просушування, яка віддається вихідному матеріалу, і обмеження за вхідною температурою газу для попереднього просушування, обумовлене температурними обмеженнями з боку оброблюваного матеріалу, а також з боку обладнання, в результаті визначають діапазон можливих значень для витрат газу для попереднього просушування, а отже, і діапазон значень для площі внутрішнього поперечного перерізу і внутрішнього діаметра бункера попереднього просушування, грунтуючись на діапазонах прийнятних значень для швидкостей газу всередині бункера і результуючих з цього втрат тиску.

Площа внутрішнього поперечного перерізу бункера попереднього просушування в цьому випадку обумовлює також і рівень заповнення бункера, який підлягає контролю, як зазначено в

Зо попередньому абзаці. Необхідний контроль і обмеження висоти наповнення вихідного матеріалу, включеного в процес попереднього просушування, тобто в процес перенесення тепла і маси (водяної пари), стали причиною поділу звичайного обладнання, яке вміщає в себе вихідний матеріал, вище по потоку від млина на верхній бункер для зберігання вихідного матеріалу або накопичувальний бункер і нижній, розташований нижче по потоку бункер попереднього просушування вихідного матеріалу, всередині якого здійснюють фактичне попереднє просушування і в якому площу поверхні для перенесення тепла і маси, а отже, і висоту наповнення можна легко вимірювати і контролювати залежно від умов перенесення тепла і маси і результуючих з них температурних рівнів.

Для обмеження потрібної висоти як бункера для зберігання вихідного матеріалу або накопичувального бункера, так і бункера попереднього просушування вихідного матеріалу, було запропоновано обладнати кожен з них донним розвантажувальним пристроєм вивантажного маніпулятора, виключаючи, таким чином, громіздкі, великі за висотою нижні конічні частини, які обумовлюють використання додаткових дорогих металоконструкцій, пропонуючи при цьому тільки обмежений додатковий обсяг для зберігання.

У бункері попереднього просушування згідно з ММО 2017/102810 гарячий газ для попереднього просушування нагнітають у бункер попереднього просушування через декілька сопел (на одному або декількох рівнях) на зовнішній окружній поверхні циліндричної або зрізаної нижньої конічної частини корпусу бункера. Ця компоновка і обумовлена нею структура потоку газу, проте, суперечать припущенню про проточно-наскрізний пристрій попереднього просушування, в якому газ і твердий матеріал по суті рухаються потоком/переміщаються в протилежних напрямках току, як було описано вище. Фактично, газ для попереднього просушування, нагнетений через зовнішні стінки (такого) бункера попереднього просушування, проходить через вихідний матеріал здебільшого в напрямку поперечного току. Це призводить до того, що тільки частина потоку вихідного матеріалу (та, яка припадає на найбільш крайній кільцевий простір у горизонтальному поперечному перерізі бункера) безперервно "зачіпається" газом для попереднього просушування з температурою вхідного рівня, у той час як вихідний матеріал, що сходить здебільшого в центральну зону бункера, безперервно контактує з газом для попереднього просушування з меншими рівнями температури і, треба думати, з меншою інтенсивністю подачі. Як наслідок, попереднє просушування не буде рівномірним, частина 60 вихідного матеріалу не буде попередньо висушуватися або буде попередньо висушуватися тільки незначно, у той час як інша частина матеріалу може виявитися майже повністю просушеною або навіть перегрітою. У випадку, якщо цей попередньо не рівномірно просушений матеріал не буде доведений до однорідного стану під час вивантаження в млин тонкого помелу нижче по потоку, робочі режими в млині тонкого помелу можуть змінюватися аж до хаотичних і призводити до неоднорідних властивостей тонко розмеленого матеріалу. Крім того, обичайка бункера попереднього просушування, принаймні, на ділянках сопел для впуску газу для попереднього просушування повинна витримувати вхідний температурний рівень газу для попереднього просушування.

Ефекти від винаходу

Запропонований сушильний бункер, як пояснено, наприклад, із посиланням на фічг. 1, оснований на використанні покращеної схеми впуску та розподілу газу для попереднього просушування, розрахованої на більш рівномірний розподіл газу і тепла, що призводить до більш однорідного попереднього просушування. Вихідний матеріал, що піддається попередньому просушуванню, через розташований в даху бункера центральний вхідний отвір вихідного матеріалу подають всередину бункера 10 і розкидають за допомогою конуса- розподільника 48 в кільцеву циліндричну зону, яка межує з трубками 40 для впуску гарячого сушильного газу. Гарячий сушильний газ виходить із випускних отворів 40.1 в нижніх кінцях трубок, проникає в насипний матеріал, розповсюджується, рухається потоком вгору через насипний матеріал, вгорі виходить з обсягу, заповненого насипним матеріалом і, на 20 завершення, витікає з бункера через розташований в даху 18 отвір 44 для випуску відпрацьованого газу для попереднього просушування. Попередньо просушений матеріал збирають конвеєром 30 вивантажного маніпулятора в донній частині і вивантажують через центральний вихідний порт 26 вихідного матеріалу.

Швидкість потоку через вхідний отвір вихідного матеріалу можна регулювати, як правило, за допомогою зміни швидкості повороту поворотної заслінки 24 над соплом для впуску вихідного матеріалу в бункер попереднього просушування відповідно до величини уставки по виходу порошкоподібного вугілля з розмельно-сушильного комплексу нижче по потоку.

Продуктивність генератора газу для попереднього просушування регулюють відповідно до величини уставки з тепловідбору від газу для попереднього просушування за умовами

Зо забезпечуваної інтенсивності попереднього просушування і швидкості потоку через вхідний отвір вихідного матеріалу. Рівень наповнення вихідного матеріалу всередині бункера регулюють за допомогою зміни швидкості донного розвантажувального пристрою вивантажного маніпулятора в найнижчій частині бункера відповідно до величини уставки з вихідної температури відпрацьованого газу для попереднього просушування (вихідна температура відпрацьованого газу для попереднього просушування залежить від площі поверхні тепло- і масообміну в насипному матеріалі і, як наслідок, від рівня наповнення).

Як передбачається, газ для попереднього просушування буде протікати, головним чином, у напрямку вгору по вертикалі через вихідний матеріал, забезпечуючи в такий спосіб більш однорідне попереднє просушування у вихідному матеріалі, що переміщається через бункер у напрямку вниз по вертикалі. Повне просушування і перегрівання частини вихідного матеріалу виключені. Розподільне трубопровідне розведення для гарячого сушильного газу не вимагає зовнішньої теплоізоляції. Теплові втрати передаються у відпрацьований газ для попереднього просушування, який виходить з бункера, і балансуються регулюванням температури на виході відпрацьованого газу для попереднього просушування. Гарячий сушильний газ не контактує ні з корпусом бункера, ні з розвантажувальним конвеєром вивантажного маніпулятора, які здебільшого оберігаються вологим або попередньо просушеним вихідним матеріалом від впливу суттєво більш високих температурних рівнів.

Кількість вертикальних трубок 40 для впуску гарячого сушильного газу і площа їх внутрішнього поперечного перерізу, яка обумовлює швидкість сушильного газу на виході з трубок, можуть визначатися, наприклад, на основі гідродинамічних розрахунків або моделювання.

У варіанті конструктивного виконання на фіг. 1 газові трубки 40 являють собою прості прямі трубки круглого поперечного перерізу з двома відкритими кінцями: нижній кінець 40.1 задає випускний отвір, а верхній кінець 40.2 з'єднаний з кільцевим газопроводом 38, який задає пристрій підведення гарячого сушильного газу.

На фіг. З показаний ескіз пристрою 38' для впуску гарячого сушильного газу. Кільцевий газопровід 38! аналогічний такому на фіг. 1. У цьому випадку газові трубки 40' задані, загалом, як виконані у формі зрізаного конуса трубки. Як можна бачити, трубка 40" має перехідний профіль - від круглого або квадратного вхідного поперечного перерізу на її верхньому кінці 40.2" бо до щілиноподібного вихідного поперечного перерізу на її нижньому кінці 40.1", причому трубка

40 уширюється в напрямку вниз. Перевага такої конфігурації полягає в тому, що газ для попереднього просушування розповсюджується по більшій кільцевій поверхні у формі диска для розподілу газу, ніж можна очікувати від нижніх секцій трубок круглого поперечного перерізу.

У деяких випадках, а саме, якщо розподіл (матеріалу) за гранулометричним складом невідомий чи якщо не можна розраховувати на те, що він буде залишатися незмінним протягом експлуатаційного терміну служби сушильного бункера, переважним є включення в кожну вертикальну газову трубку пристосування для регулювання вихідної швидкості гарячого сушильного газу, який виходить із трубки. Можлива конструкція такого пристосування проілюстрована на фіг. 4. (На фігурі) можна розпізнати кільцевий газопровід 38" і пряму вертикальну трубку 40" з її верхнім кінцем 40.2", приєднаним до газопроводу 38" ії нижнім випускним кінцем 40.1". У своїй нижній частині трубка 40" має внутрішнє кільцеве потовщення 50 з конічною поверхнею 52, розгорнутою в напрямку вгору (тобто, вгору по потоку).

Дроселюючий елемент 54 з конічною бічною поверхнею 56 взаємодіє з поверхнею 52 потовщення, задаючи кільцевий прохід 58 для сушильного газу. Дроселюючий елемент 54 є аксіально переміщуваним у трубці 40" щодо потовщення, забезпечуючи в такий спосіб зміну ширини кільцевого проходу 58 і, таким чином, регулювання вихідної швидкості, а в результаті і радіус розподілу гарячого сушильного газу, який викидається з випускного отвору 40.1" в трубці.

Аксіальне/лпоздовжнє переміщення дроселюючого елемента 54 може спричинитися, наприклад, за допомогою штока 60, представленого на фіг. 4 пунктирною лінією, який тягнеться через трубку 40" і кільцевий газопровід 38", через верхню частину бункера і крізь дах 18. Шток 60 може бути пов'язаний із виконавчим елементом 52, розташованим за межами бункера.

Варто відзначити, що вихідний матеріал, засипаний у бункер і який сходить вниз, може створювати великі навантаження, насамперед, на вертикальні трубки 40 для впуску гарячого газу. Тому трубки 40 можуть бути армовані радіально розташованими ребрами жорсткості і/або стабілізовані за допомогою розпірок з використанням, наприклад, відтяжних і притискних стрижнів відповідної форми.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Зо 1. Сушильний бункер для просушування гранульованого матеріалу, який включає в себе: - корпус (12) бункера, який утворює напірну камеру (13) для гранульованого матеріалу і має верхню частину і нижню частину, - вхідний отвір (20) матеріалу для гранульованого матеріалу, розташований у верхній частині, - вихідний порт (26) матеріалу в нижній частині, - засоби (36) для впуску гарячого сушильного газу в корпус бункера, і - випускний отвір газу, розташований у верхній частині, який відрізняється тим, що засоби (36) для впуску гарячого сушильного газу включають у себе декілька газових трубок (40), розташованих так, що тягнуться, по суті, вертикально у верхній частині і тягнуться вниз до зони від 25 до 50 95 по висоті (Н) корпусу, причому кожна газова трубка має вихідний отвір (40.1) газу на її нижньому кінці і з'єднана на її верхньому кінці (40.2) з кільцевим газопроводом (38), який має газовий отвір для приймання потоку сушильного газу, причому газові трубки розподілені за кільцевим газопроводом.

   2. Сушильний бункер за п. 1, причому газові трубки (40) розташовані на уявному колі (38.1) з діаметром від 0,45 до 0,75, більш переважно від 0,50 до 0,65 внутрішнього діаметра корпусу.

   3. Сушильний бункер за п. 1 або п. 2, причому кільцевий газопровід (38) розташований всередині корпусу у його верхній частині.

   4. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, причому з кільцевим газопроводом з'єднані принаймні чотири газові трубки, переважно рівновіддалені одна від одної.

   5. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, причому вхідний отвір (20) матеріалу розташований по центру в даху корпусу бункера.

   6. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, причому вхідний отвір (20) матеріалу включає в себе сопло.

   7. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, причому нижче вхідного отвору матеріалу розташований розподільний елемент (48) матеріалу, насамперед конус-розподільник, для розкидання гранульованого матеріалу.

   8. Сушильний бункер за п. 7, причому кільцевий газопровід (38) і розподільний елемент (48) розташовані концентрично, переважно приблизно на одній висоті.

   9. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, причому корпус (12) має, по суті, плоску донну стінку (16), в якій, переважно по центру, розташований вихідний порт (26) матеріалу. 60 10. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, причому на віддаленні від донної стінки

   (16) корпусу розташований відхильний елемент (28), розташований так, щоб закривати вихідний отвір (26) матеріалу.

   11. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, який включає в себе збиральний засіб (30), розташований у донній частини, щоб примусово направляти гранульований матеріал у сторону вихідного отвору (26) матеріалу.

   12. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, причому газові трубки (40") мають нижню частину, яка розширюється вниз.

   13. Сушильний бункер за п. 12, причому газові трубки (40) виконані у формі сплющеного конуса трубки, причому вузький кінець з'єднаний з кільцевим газопроводом, а газова трубка на її вихідному порту подає струмінь газу пласкої форми.

   14. Сушильний бункер за одним із попередніх пунктів, причому нижня частина газової трубки (40") обладнана дроселюючим засобом (54) для адаптивного регулювання вихідної швидкості гарячого сушильного газу, який виходить із трубки.

   15. Застосування сушильного бункера за одним із попередніх пунктів, у розмельно-сушильному комплексі, насамперед для вугілля або шлаку.

   16. Розмельно-сушильний комплекс для одержання тонкоподрібненого сухого матеріалу з великошматкового матеріалу, причому розмельно-сушильний комплекс включає в себе: - джерело (120) нагрітого сушильного газу для забезпечення нагрітого сушильного газу із заданою температурою, - обладнання (130) тонкого помелу для тонкого помелу і просушування великошматкового матеріалу для одержання тонкоподрібненого сухого матеріалу, - сушильний бункер (120) за одним із пп. 1-14, передбачений вище за потоком від обладнання тонкого помелу, для просушування великошматкового матеріалу, - транспортувальні пристосування (125) для транспортування великошматкового матеріалу із сушильного бункера в обладнання тонкого помелу, - трубопроводи (175) для подачі нагрітого сушильного газу в обладнання тонкого помелу і сушильний бункер, і - сепаратор (140), розташований нижче за потоком від обладнання тонкого помелу, для збору і сепарації тонкоподрібненого сухого матеріалу із сушильного газу.

   й Ме ї З с у 78 і З ку де » з Ми иа яв їз я зх й ОК. х у Зах шо, М - ;

   43. щи и У с еМОДчІ ЖЕ Б я сіні - зу т Гі я Б В Я й шк ше ше Ї ї В ї ж свя ! яви ї ' мн і як ; х з - ЗВ Е е г дви не Ї Я ортв я г о ! Ши й я З З 1 3 ї я я 3 з х 1 1 . Е песо? 4 3 У -к у 4 ен М ШИ; | ; А ши зак Я ж І і и: вх | ОК 1 і ЕК дет РО ; Ка х ї З З Ето я У З в ей йк 1 М . Ми . | 8 х І і жтсююннк тк Ух Кен ть х 3 й я ч х ї ї я Ки ж хі : : 4 й Кк ж ї я Ка ЗК т 1 3 М ження скджннтюфннннтх лчччкчю отити лечо кет дже ек скккннх дтенюннтя деп ек перренну г я ! і и її ще їй ! чи КУ ши ше т Е : зд ї 1 3 ї Е о у СН с : х 1 з і і В : Я ях ши ше ЕЕ З / Н к Я З Яр ла й і Є " й у оо ВЕ г Ї й . ' и Е п ї З ь. Ї чин / ! ож з х . ! ко теку і -- 3 х х с худ до «х ЩО - їн КК, ре я шок Бо

   Фіг. 1