Результат интеллектуальной деятельности: Установка для производства вспученного вермикулита

Изобретение относится к тепловым аппаратам и может быть использовано при производстве минеральных добавок (вермикулита) в комбикорме животным и птице.

Известна «Печь для обжига вермикулитовых концентратов» (пат. RU 110173 U1, F27B 15/04, F27B 15/10, 10.11.2011 г.), в которой между наружными и внутренними боковыми стенками корпуса печи образованы полости, заполненные гранулированным теплообменным материалом, а сама печь снабжена модулями обжига, установленными под углом друг к другу и снабженными электрическими нагревателями.

Подогрев концентрата осуществляется в основном за счет конвективного теплообмена, а не только энергией температурного излучения, что не обеспечивает равномерный нагрев концентрата.

Известны «Двухбарабанная печь для изготовления пористых заполнителей» (а.с. SU 1116284, F27B 7/02, 30.09.1984 г. Бюл. №36) и «Двухбарабанная печь для производства керамзита» (а.с. SU 1350458, F27B 7/02, 07.11.1987 г., Бюл. №41), в которых сырцовые гранулы газами подогреваются и поступают в барабан обжига, где температура 1100-1200°C и происходит интенсивное вспучивание, при температуре 900°C керамзит выгружается в холодильник.

Однако эти печи невозможно применять для производства вермикулита, т.к. в них не предусмотрено отделение породы от вермикулита, которая составляет 15-85% в сырце.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является «Двухбарабанная печь» ((пат. RU 2059956 С1, F27B 7/00, F27B 7/02, 10.05.1996 г. - принято за прототип, снабженная установленными друг под другом и под углом к горизонтали вращающимися барабанами с входными и выходными патрубками, горелочным устройством и пересыпной камерой.

Данная барабанная печь может обрабатывать только однородный материал, при этом не используется теплота, уносимая с отходящими газами и готовым продуктом, в результате очень низкий КПД печи.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение КПД установки и качества готового вспученного вермикулита.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для производства вспученного вермикулита, содержащей установленные друг над другом под углом к горизонтали вращающиеся барабаны с входными и выходными патрубками, горелочное устройство и пересыпную камеру и газоход, новым является то, что барабаны наклонены под углом α к горизонтали и на внутренней футерованной их поверхности установлены вдоль всей длины в шахматном порядке по радиусу огнеупорные лопасти, причем выходной патрубок верхнего барабана предварительной тепловой обработки посредством пересыпной камеры соединен с входным патрубком нижнего барабана вспучивания, а выходной патрубок нижнего барабана вспучивания через газоход с циклоном, содержащим вентилятор, и входным патрубком верхнего барабана предварительной тепловой обработки, при этом во входных патрубках верхнего барабана предварительной тепловой обработки и нижнего барабана вспучивания установлены распределительные усеченные конусы.

В промышленном животноводстве и птицеводстве уделяют повышенное внимание нейтрализаторам токсинов (Биовермикулит // [Электронный ресурс]. URL://uniis.ru/uv (дата обращения: 26.05.2016). Вспученный вермикулит - один из эффективнейших минеральных сорбентов. Он обладает высокой сорбционной емкостью, адсорбирует широкий спектр токсинов и выводит их из организма животных и птицы.

В скотоводстве вермикулит снижает негативное влияние на здоровье и продуктивность животных, кормов низкого качества, в частности силоса, и снижает риск возникновения заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Вспученный вермикулит применяют в свиноводстве в качестве носителя жира, его жироемкость составляет до 300 мас.%. Пропитка вермикулита рыбьим жиром позволяет создавать уникальный питательный корм. Вермикулит позволяет предотвратить диарею у молочных поросят, способствует их лучшему росту и сохранности.

В птицеводстве вспученный вермикулит повышает устойчивость организма к заболеваниям, повышает эффективность поедания корма, продлевает цикл пиковой продуктивности и качество яйца.

Вспученный вермикулит имеет своеобразную пластинчатую пористость, что обуславливает объемный вес 100-300 кг/м³, а в пустой породе - 2400-2700 кг/м³.

Угол наклона α равен 5-7° к горизонтали, определен опытным путем и является оптимальным для обеспечения равномерности расположения обрабатываемого материала по всему объему барабанов, т.к. угол естественного откоса отдельных частиц (кусков) сырья вермикулита составляет 45-85°.

Расположение огнеупорных лопастей вдоль всей длины барабанов в шахматном порядке по радиусу на внутренней футерованной их поверхности позволяет без пропусков перекрывать ее и при вращении барабанов захватывать обрабатываемый материал, поднимать вверх, который все время ссыпается и равномерно распределяется по всему объему.

Работа всех узлов установки по закольцованному кругу дает возможность использовать ее в непрерывном режиме, что повышает КПД, при этом циклон, оснащенный вентилятором, осуществляет отсос и выделение вспученного вермикулита из барабана вспучивания (как более легкая фракция), а также циркуляцию разогретого газа барабанов по замкнутой системе.

Распределительные усеченные конуса равномерно распределяет поступающее сырье во входных патрубках барабанов предварительной тепловой обработки и вспучивания в их цилиндрическом объеме и способствует всем частям рыхлой массы всесторонне обогреваться, что ускоряет процесс теплообмена и полного образования вспученного вермикулита.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом - схема установки для производства вермикулита.

Установка для производства вспученного вермикулита (фиг.) содержит расположенные друг над другом под углом α к горизонтали вращающиеся барабаны: верхний барабан предварительной тепловой обработки 1, внутри которого на футерованной поверхности 2 вдоль всей длины в шахматном порядке по радиусу установлены огнеупорные лопасти 3. На входе барабан предварительной тепловой обработки снабжен загрузочным бункером 4 и входным патрубком 5, внутри которого расположен распределительный конус 6, а на выходе - выходным патрубком 7, соединенным посредством пересыпной камеры 8 с входным патрубком 9 нижнего барабана вспучивания 10, внутри которого также расположен распределительный усеченный конус 11, при этом на футерованной поверхности 12 нижнего барабана вспучивания 10 вдоль всей длины в шахматном порядке по радиусу установлены огнеупорные лопасти 13. На входе нижний барабан вспучивания 10 снабжен горелочным устройством 14 с горелкой 15, а на выходе - выходным патрубком 16, который через газовод 17 сообщается с циклоном 18, имеющим вентилятор 19, и далее через трубопровод 20 - с входным патрубком 5 верхнего барабана предварительной тепловой обработки 1. Под выходным патрубком 16 нижнего барабана вспучивания 10 расположен теплообменник 21 с вентилятором 22, а сами барабаны снабжены приводами: 23 - верхний и 24 - нижний. Пересыпная камера 8, входные патрубки 5, 9 и выходные патрубки 6, 16 футерованы огнеупорным кирпичом.

Работает установка для производства вспученного вермикулита следующим образом. С помощью электроприводов 23, 24 верхний барабан предварительной тепловой обработки 1 и нижний барабан вспучивания 10 запускаются в работу. Включается вентилятор 19 циклона 18, а затем включается горелка 15 горелочного устройства 14. Обрабатываемый материал подается в загрузочный бункер 4 и далее пересыпается во входной патрубок 5 верхнего барабана предварительной тепловой обработки 1 и высыпается на наружную поверхность распределительного усеченного конуса 6, внутренняя поверхность которого обогревается отработанным топочным газом с температурой 500-600°C, поступаемым от барабана вспучивания 10 по газоводу 17, через циклон 18 и трубопровод 20. Материал, скопившийся под действием собственного веса в нижней части барабана предварительной тепловой обработки 1, захватывается огнеупорными лопастями 3, установленными на футерованной поверхности 2 вдоль всей длины барабана 1 в шахматном порядке по радису, поднимается вверх и по мере вращения барабана 1 все время ссыпается вниз, равномерно распределяясь по всему объему. При этом каждая частица (кусочек) обрабатываемого материала всесторонне обогревается потоком отработанного топочного газа и по мере перемещения попадает в выходной патрубок 7 барабана 1, а из него в смеси с воздухом через пересыпную камеру 8 поступает во входной патрубок 9 нижнего барабана вспучивания 10 и высыпается на наружную поверхность распределительного усеченного конуса 11, внутренняя поверхность которого обогревается от горелки 15 горелочного устройства 14 до температуры 1100-1200°C. Скапливаясь под действием собственного веса в нижней части нижнего барабана вспучивания 10, обрабатываемый материал захватывается огнеупорными лопастями 13, установленными на футерованной поверхности 12 вдоль всей длины барабана 10 в шахматном порядке по радиусу, поднимается вверх и по мере вращения барабана вспучивания 10 все время ссыпается вниз, равномерно распределяется по всему объему, что способствует всем частям рыхлой массы всесторонне обогреваться, при этом процесс полного образования вспученного вермикулита происходит при температуре обрабатываемого материала 600-700°C. Далее в выходном патрубке 16 нижнего барабана вспучивания 10 происходит отделение вспученного вермикулита от пустой породы, а именно пустая порода, как более тяжелая, высыпается в теплообменник 21, горячий воздух от которой (300-400°C) вентилятором 22 доставляется в комбикормовый цех для других технологических процессов (подогрев жира, мелассы и др. ингредиентов комбикормов). Готовый вспученный вермикулит, как более легкая фракция, засасывается вентилятором 19 циклона 18 через газовод 17 и оседает в циклоне 18 для охлаждения, дальнейшей его упаковки и складирования. Цикл замкнут, что увеличивает КПД установки, дает возможность использовать ее в непрерывном заданном режиме и повышает качество полученного вспученного вермикулита.