УСТАНОВКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ Российский патент 1997 года по МПК B01J8/26 

Изобретение относится к аппаратному оформлению процессов получения карбонатов редких и рассеянных элементов, в частности карбоната лития.

Известны установки кипящего слоя (см. "Унифицированный ряд аппаратов кипящего слоя и обезвоживания, разработки ЛенНИИГипрохима". "Химическая промышленность", 1988, N 10, а.с. СССР N 163534, кл. F 26 b, патент Австралии N 479766, кл. C 01 D 7/00), содержащие печь кипящего слоя с механизмами загрузки и выгрузки.

Недостатком данных установок является низкая производительность, обусловленная неравномерным распределением исходного продукта по печи при его загрузке, а также наличие достаточно крупных комков продукта (влажного моногидрата гидроокиси лития).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка кипящего слоя по а.с. СССР N 370969, кл. B 01 J 9/20, 1973, прототип, содержащая многокамерную печь кипящего слоя с механизмом выгрузки, шнековый питатель с закрепленным на выходе измельчителем, холодильник и циклонную топку.

Недостатком данной установки является низкая производительность, обусловленная неравномерностью распределения исходного продукта по верхнему слою, низкой температурой верхнего слоя продукта, что снижает скорость карбонизации и сушки продукта.

Указанная совокупность признаков является существенной для достижения цели изобретения, т.к. обеспечение подачи нагретого воздуха под верхнюю решетку (с помощью теплообменника) позволяет увеличить температуру верхнего слоя продукта и соответственно, увеличить скорость карбонизации (температурный коэффициент скорости карбонизации равен 1, 2, т.е. при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость реакции увеличивается в 1, 2 раза (см. Краткий курс физической химии./ Под ред. С.М. Кочергина, Киев: Высшая школа, 1968, с. 259) и сушку продукта, а конструктивные особенности измельчителя обеспечивают равномерное распределение измельченного исходного продукта по всей поверхности решетки, что также интенсифицирует процессы карбонизации и сушки, а следовательно, увеличивается производительность установки.

На чертеже представлена установка кипящего слоя.

Установка состоит из печи 1 кипящего слоя, шнекового питателя 2, на выходе которого параллельно вертикальной оси расположен лопастной измельчитель 3, в корпусе 4 которого выполнено окно 5. Концентрично корпусу 4 расположены стержни 6, закрепленные в конусном отражателе 7. Печь 1 содержит верхнюю камеру 8, решетку 9 провального типа, переливные трубы 10, нижнюю камеру 11, в которой установлен теплообменник 12 под нижней решеткой 13 беспровального типа. Выходы теплообменника 12 расположены под верхней решеткой 9. Кроме того, печь 1 содержит механизм выгрузки 15. За печью 1 установлен холодильник газов 16, циклонная топка 17.

Установка кипящего слоя работает следующим образом.

Влажный моногидрат гидроокиси лития подается шнековым питателем 2 в верхнюю камеру 8 печи 1. При выходе из питателя 2 гидроокись захватывается лопастью измельчителя 3, выбрасывается с высокой скоростью в окно 5, часть ее, ударяясь о стержни 6, и другая часть, прошедшая между стержнями, ударяясь о конусный отражатель, рассеивается и равномерно распределяется на верхней решетке 9. Попадая на верхнюю решетку 9, влажный продукт в псевдоожиженном слое высушивается, обезвоживается и частично карбонизируется и по переливным трубам 10 протекает в нижнюю камеру 11, где на решетке 13 также в псевдоожиженном слое окончательно карбонизируется и обезвоживается. Готовый продукт механизмом выгрузки 15 выводится из печи. Топочный газ, содержащий CO, из циклонной топки 17 через холодильник 16 подается в нижнюю камеру 11 печи. В нижней камере 111 под решеткой 13 через теплообменник 12 пропускается воздух. Нагретый воздух из теплообменника 12 подается под верхнюю решетку. При работе печи, выполненной по прототипу, температура подаваемых в печь топочных газов ограничена 480 500^oC, при этом температура слоя продукта на нижней решетке составляет 410 430^oC, а температура слоя продукта на верхней решетке не превышает 250^oC. Увеличивать температуру верхнего слоя продукта и тем самым интенсифицировать процесс карбонизации и сушки за счет увеличения температуры подаваемых в печь топочных газов свыше 500^oC невозможно, т.к. это в силу свойств карбоната лития приводит к перегреву продукта на нижней решетке и заплавлению отверстий переливных труб.

Применение теплообменника для подогрева и подачи воздуха под верхнюю решетку обеспечивает увеличение температуры верхнего слоя до 350 370^oC, интенсифицирует процесс карбонизации и сушки и, следовательно, увеличивает производительность.

Таким образом, применение теплообменника и измельчителя с их конструкторскими особенностями и расположением позволяет интенсифицировать процессы карбонизации и сушки, тем самым увеличить производительность.

Сущность изобретения: установка содержит многокамерную печь кипящего слоя с механизмом выгрузки, шнековый питатель с измельчителем на выходе, холодильник, циклонную топку. В нижней камере под решеткой печи установлен теплообменник, выходы которого расположены под верхней решеткой печи и выполнены с насадками, имеющими тангенциальные пазы. Измельчитель установлен параллельно вертикальной оси печи, в корпусе которого выполнены окна и концентрично им расположены стержни, закрепленные в конусном отражателе. Применение теплообменника и измельчителя с их конструктивными особенностями и расположением позволило интенсифицировать процесс и тем самым увеличить производительность установки. 1 ил.

Установка кипящего слоя, содержащая многокамерную печь кипящего слоя с механизмом выгрузки, шнековый питатель с закрепленным на выходе измельчителем, холодильник и циклонную топку, отличающаяся тем, что в нижней камере печи под решеткой установлен теплообменник, выходы которого расположены под верхней решеткой печи, а измельчитель установлен параллельно вертикальной оси печи, в корпусе которого выполнено окно и концентрично ему расположены стержни, закрепленные в конусном отражателе.