Устройство для обработки материала в кипящем слое Советский патент 1984 года по МПК F27B15/10 

Изобретение относится к энергетике, имической и металлургической промышленюсти. Известен аппарат с жидкостным кииящим слоем, который отапливается жидким топливом. Сжигание топлива возможно благодаря тому, что в объеме слоя расположена горизонтальная труба, плотно прикрепленная с одной стороны к стенке аппарата, образующая Г редтог1рк, в который вводится топливовоздупшая смесь 1. Недостатком данного устройства является высокая температура в предтопке, вследствие горения топливовоздушной смеси в свободном от частиц пространстве. При высокой температуре происходит интенсивное образование окислов азота как из азота воздуха, так и из топливного азота. Если использовать данное устройство в кипящем слоем с ожижающим агентом -воздухом, то при полном сгорании топлива в предтопке воздух, юдаваемый на ожижение, не будет участвовать в процессе горения, что существенно повысит коэффициент избытка воздуха; если поддерживать общий коэффициент избытка воздуха близким к 1,0, то несгоревщее топливо из предтопка будет подаваться в слой локально и, не успев перемешаться с воздухом, вынесется из объема кипящего слоя. Известны также устройства, в которых топливо подается непосредственно в объе.м слоя, с.мешанное со все.м воздухом, требующимся для горения, или с частью его 2. Од}1ако для качественного ожижения слоя воздухоподающие трубы в аппарате располагают обычно с тагом не более 0,3 м. Если смешивать топливо со все.м воздухом, то количество топливораспределителей будет равно числу возду.хоподводящих труб и составит примерно 10 -16 щтук на 1 м сечения слоя. В этом случае трудно добиться равномерной роздачи топлива по то пл и во р ас п р с де л и тел я м. Причем при частично.м смешивании топлива с воздухом, эти устройства не обеспечивают перемешивания этой топливовоздуи:ной с.меси с остальным воздухом. Кроме того, при пневматическом распылении топлива температура газов в факеле значительно превышает температуру слоя, что приводит к повыщению выхода окислов азота и, кроме того, может вызывать спекание материала слоя и ухудшение качества ко печного продукта в процессах обжига, и т. п. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для обработки материала в кипящем слоем, содержаniee корпус, насадку промежуточного теплоносителя; подовую плиту, воздухоподводящие трубы с отверстиями и узел распределения жидкого то |лива с отверстиями 3. При подаче топлива в кипящий слой изза малой дальнобойности топливной струи и очень быстрого испарения топлива, попавшего на частицы с высокой температурой, 1 1убина проникновения топлива в слой очень мала. Поэтому для равномерного распределения топлива по сечению кипящего слоя описанных топливораспределителей требуется значительное катичество, что является недостатком при Г1рименении известного устройства для про.мыщленных установок с кипящим слоем больщой плоц.1.ади поперечного сечения. Медленное перемешивание топлива с воздухом обуславливает необходимость слоя большой высоты для обеспечения полного смещения топлива и воздуха. Это снижает эффективность использования топлива за счет увеличения затрат на воздуходувные средства. Целью изобретения является повышение полноты сгорания топлива. Поставленная цель достигается те.м, что в устройстве для обработки материала в кипящем слое, содержащем корпус, насадку про.межуточного теплоносителя, подовую плиту, воздухоподводящие трубы с отверстиями и узел с отверстиями распределения жидкого топлива с отверстиями, узел распределения жидкого топлива )асположен горизонтально между уровнем отверстий воздухоподводящих труб и подовой плитой, при этом его отверстия направлены на подовую плиту. На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат с кипяплим слоем промежуточного теплоносителя с разделенными систе.мами воздухо- и топливоподачи; на фиг. 2 - график равномерности распределения топлива; на фиг. 3 - график зависи.мости потери от недожога от коэффициента избытка воздуха. Аппарат с кипящи.м слое.м про.межуточного теплоносителя содержит ПОДОГ;УЮ плиту 1, воздухоподводящие трубы 2 с отверстиями 3 и топливораспределительное устройство 4. Действие аппарата и eiO эффективность в сравнеьши с известнь ми покажем на примере аппарата, отапливаемого жидким гопливо.м. При расположении топливораспределительного устройства 4 .между уровнем отверстий 3 воздухоподводящих труб 2 и подовой плитой 1 из-за отсутствия перемешивания частиц, интенсифицир ющих испарение топлива в кипянхем слое, жидкое топливо не испаряется непосредственно около точки ввода, а растекается по подовой плите 1. При определенном рас.ходе топлива, зависяпгем как от свойств самого топлива, так и от характеристик материала слоя и геометрии аппарата, на подовой плите 1 образуется слой топлива, со свободной поверхности которого происходит испарение. Это способствует более равномерному начальному распределению паров топлива по сечению аппарата по сравнению с известными устройствами. Дополнительное перемешивание за счет воздействия струй из выходных отверстий 3 воздухоп од водящих труб 2 способствует еше лучшей равномерности распределения горючих. Кроме того, расположение топливораспределительного устройства 4 между уровнем отверстий 3 воздухоповодяших труб 2 и подовой плитой 1 позволяет выполнять это устройство неохлаждаемым и полностью устраняет возможность забивания топливных отверстий частицами промежуточного теплоносителя. Технические решения, заложенные в основу аппарата с кипяшим слоем промежуточного теплоносителя, исследованы на лабораторной установке диаметром 0,176 м, отверстия воздухоподводяш,их труб располагались на высоте 0,1 м от подовой плиты. Топливораспределительное устройство располагалось на высоте 0,02 м от подовой плиты. Во время исследований использовалось дизельное топливо и мазут М40. Промежуточным теплоносителем был электрокорунд с размером зерен 0,8 мм. Опыты показали полную равномерность газового состава на высоте 0,1 м от отверстий воздухоподводящих труб, что свидетельствует о равномерном распределении топлива (фиг. 2). Равномерное распределение топлива способствует его более эффективному использованию. Сжигание топлива с потерями тепла от недожога меньшими 0,5% при коэффициента избытка воздуха 1,0 стало возможно при высоте кипяш.его слоя в неожиженном состоянии 0,2 м (фиг. 3), что значительно меньше, чем в аналогичных аппаратах. Экономический эффект перехода от базового аппарата к предлагаемому обеспечивается за счет уменьшения коэффициента избытка воздуха ( ci ) и высоты слоя в неожиженном состоянии. Уменьшение d приводит к уменьшению потерь с уходящими газами и уменьшению нагрузки воздуходувки (уменьшение объема воздуха). Снижение высоты слоя вызывает уменьшение нагрузки воздуходувки (уменьшение сопротивления аппарата).

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА В КИПЯШЕМ СЛОЕ, содержащее корпус, насадку про.межуточного теплоносителя, подовую плиту, воздухоподводящие трубы с отверстиями и узел распределения жидкого топлива с отверстиями, отличающееся тем, что, с целью повьпиения полноты сгорания топлива, узел распределения жидкого топлива расположен горизонтально между уровнем отверстий воздухоподводящих труб и подовой плитой, при этом его отверстия направлены на подивую плиту. TonAuSo фиг.1