Способ импульсного псевдоожижения порошкообразных материалов Советский патент 1983 года по МПК B01J8/24 

,/

Э Эд X)

/- 11 Изобретете относится к технологии псевдоожижения пороткоо1бразчых материалов и может быть использовано для интенсификации различных химико - гехнол гических процессов. Известен способ псевдоожижения сыпучих и порошкообразных материалов, где псевдоожижение достигается за счет подачи под слой материала и ожижакицег агента 1 . Недостатками данного способа являются комкообрааовоние и возникновение застойных зон для случая псевдоожижени мелкодисперсных порошкообразных материалов. Известен способ псевдоожижения путем подачи ожижающего агента под слой материала с одновременньпу наложением пульсаций 2 . Недостатком известного способа является образование застойных: зон материала в нижней части аппарата с последующим уплотнением материала, кроме того, при малых расходах газа возможно полное прекращение ожижения и обрааовааке каналов. , Цель изобретения - получение рав - номерного псевдоожижения за счет устр нения комкования и,застойных зон. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу псевдоожижения в аппарате с газораспределительной решет кой путем подачи газа под слой материа ла с наложением пульсаций на ожижающи агент и последукшего его вывода из апп рата, подачу газа осушествл5пот непре- рьтно, а пульсации на ожижающий агент .наклааыпаюг при выводе газа из аппарат периодически путем открытия клапана в момент достижения рабочего давления В аппарате и закрытия - в момент начал tпадения давления на дне аппарата. При закрытом клапане, установленном на выходе газа, за счет непрерьтной подачи ожижакяцего агента (воздух) давление в аппарате повышается и выравнивается. Происходит насыщение порошкообразного материала сжатым газом. Когда давление в простргшстве над материат лом достигает величины, которая определяется для каждого материала и аппарата экспериментально, клапан открывают. В момент открытия клапана давление в пространстве над материалом начинает падать, что вызывает фильтрацию газа из материала в свободное пространство. Это, в свою очередь, приводит к возникновению в вер(шнх слоях порошкообразно 8 го материала градиента давления, оказывающего силовые воздействия на порошкообразный материал. Как только величина этого градиента превышает допускаемое значение ( Р ). определяемое физико- еханическими свойствами порошкообразного материала, происходит отрьт и рыхление слоя материала толщиной Л X , После рыхления верхнего слоя порошкобразного материала градиент дав ления возникает в нижележащих слоях, что через некоторое время приводит к отрыву и рыхлению нового слоя порошкообразного материала и т д. до тех пор, пока либо не прекратится процесс падения давления под порошкообразным материалом, либо не проаэрирует и перейдет в псевдоожиженное состояние весь материал. Из описания процесса перехода по- рошкобразного материала в псевдоожиженное состояние видно, что этот процесс вош;овой, т. е. фронт волны рыхления порошкообразного материала распространяется вглу материала с некоторой скоростью V P/St. Причем давление ожижающего агента перед фронтом волны рыхления равно величине рабочего, а за фронтом, в результате расширения по- рошкобразного материала и 4Йшьтрации газа в области с пониженнь1М давлением, давление ниже. Поэтому в момент достижения фронтом волны распределительной решетки происходит падение давления, что легко зафисксировать с помощью дат- чика давления. Однако в результате того, что подача сжатого газа в емкость не прекращается в момент подхода волны рыхления к распределительной решетке (перфодншцу) на некотором расстоянии Vi , слой порошкообразного материала этой толщины, лежащий на решетке, под воздействием напора: ожкжаюшего агента разрушается. Таким образом, волна рых / ления при непрерывной подаче ожижающего агента никогда не доходит до дна емкости. Слой толщиной Vl на распределительной ешетке рыхлится за счет возобновления одачи ожижакяцего агента, на дне аппаата происходит некоторое падение дав- ения. Это является достаточным показаелем того, что.весь материал перешел псевдоожиженное состояние. После этоо клапан закрывается и возобновляется роцесс набора давления в аппарате. Прк рохождении волны рыхления через поошкообразный материал происходит одноoHHoe по высоте и сечению псевдоожнжение материала что обеспечивает значительную интенсификацию тепломассообразных процессов, протекакацшс в псевдоожиженном слое. На фиг. 1 показана лабораторная установка пля осуществления предлагаемого способа. Установка состоит из стеклянной трубы 1, закрепленной во фланцах 2 и 3 и подключенной к источнику 4 сжатого воздуха. На верхнем фланце 2 распож жен электромагнитный клапан 5 и датчик 6 давлени51.° Нижний фланец 3 снабжен газо распределительным устройством и дат чиком 7 давления Датчики давления выведены на осциллограф 8. (теклянная труба заполняется порсшкообразным материалом (уголь, цемент), после чего ее подключают к источнику сжатого газа и приводят в действие элек рм агнитаоый клапан 5. Пример. Испытания проводят на лабораторной установке параметрами Диаметр, Д, мм .87 Высота, Н, мм. 15ОО Высота слоя материала, мм, 5О-10 Материал дисперсный Уголь, цемент Опыты по псевдоожиженшо порошкообразного материала (цемента) проводят известным и предлагаемым способами. 1. Подача и вывод ожижаюшего агенг та производится непрерывно. Клапан 5 открыт. Высота заоыпаемого слоя 250 мм. При скорости газа 0,5-1,0 м/с ожижается только 1/3 часть всего объема материала в верхней части аппарата, остальная часть остается в уплотненном состоянии, в которта воздух проделывает каналы. 2. Подача ожижающего агента проиэвош{1х:я непрерывно, а вывод - импульсно. Клапан 5 пеоиоднчески открэывается при достижении давления ваш1арате 1,5 1О. П При тех же скоростях газа, частоте 0,5-2 Га. и скважности 0,1-О,3 рабо-пи клапана достигается равномерное и качественное ожижение порсяикоо азного матертала по всей высоте. Каналообра- зования не наблюдается, Сравнительные опыты приведены в таблице (моделькьЛ материал цемент). Основным преимушеством предпага« Moix способа по сравнению с вэвест)1ым является равномерное и однородное псе доожижение порошкоо(% азных материалов во всем объеме аппарата.

СПОСОБ ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ в шларате с гвао/реюлрва/ытитвазвоЛ решетков путем шздачн газа под сяой материала с наложением пульсаций ва ожижокмоий агент и последуюшего его Bti хюоа из аппарата, отличающийс я тем, что, с целью получения ровно t мерного псевдоожижеввя за счет устране яяя комкования и застойных зон, Подачу газе осуществляют wenpefaimHo, а пульсавяя на ожижаюший агент накладывают при выводе газа из аппарата ле1яюдически путем открытия клапана в момент достижения рабочего в аппарате и закрытая - в момент начала падения давления на дне аппарата.

Без наложения пульсаций на выходе газа 25О

28ОЕсть

282- -.

285Возмозкны 30

i290Нет 60

Сналожением пульсаций Ыа выходе газа