Теплообменный аппарат для обработки сыпучих материалов Советский патент 1992 года по МПК F27B15/00 

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике, химической промышленности, в частности; касается теплообменных аппаратов для сыпучих материалов и может быть использовано, например, при производстве соли.

Известны аппараты псевдоожиженного или кипящего слоя, применяемые для термообработки сыпучих материалов, например, одноступенчатый прямоугольный охладитель системы Бюттнера со слоем высотой 500...1000 мм.

Такие охладители, как и значительное большинство теплообменников кипящего слоя, обеспечивают высокие значения коэффициентов тепло- и массообмена, высокую однородность температур по всему объему слоя.

Недостатком известных охладителей является повышенное истирание материала слоя и значительный унос материала из слоя, вызванные высокими скоростями ожи- жающего агента, в 5...7 раз превышающими минимально необходимую скорость псевдоожижения, что приводит к потерям готового продукта и загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к данному изобретению является теплообменный аппарат для Обработки сыпучих материалов, содержащий корпус с входным и выходными торцами, щелевую несущую решетку и воздухораспределительную решетку.

Горячие частицы через сетку для задержания комков ссыпаются в торец охладителя на кипящий слой, а охлажденные выгружаются в противоположном конце аппарата, чем обеспечивается перекрестное движение потоков материала и воздуха.

Недостатком известного решения является то, что эти скорости в 2...3 раза превышают минимально необходимые скорости псевдоожижения, поэтому унос материала из слоя является достаточно большим, а затраты энергии на процесс - высокими.

ё

VI

00

со ю

ON СО

Целью изобретения является снижение уноса материала из слоя и сокращение энергозатрат.

На чертеже представлен продольный разрез теплообменного аппарата.

Теплообменный аппарат для сыпучих материалов состоит из корпуса 1, щелевой несущей решетки 2, воздухораспределительный решетки 3, входного 4 и выходного 5 торцов и источника 6 электрического напряжения высокого напряжения высокого потенциала с рабочим высоковольтным электродом 7. Рабочий электрод 7 размещен внутри корпуса аппарата над щелевой решеткой и изолирован относительно заземленного корпуса заземлением 8.

Теплообменный аппарат работает следующим образом.

Горячий материал через входной торец 4 корпуса 1 подается на взвешенный слой, находящийся на щелевой несущей решетке 2. Через воздухораспределительную решетку 3 подается воздух. Количество подаваемого воздуха определяется только условиями охлаждения материала. Как правило, этого количества воздуха недостаточно для перевода слоя в псевдоожиженное состояние, обеспечивающее высокие значения коэффициентов тепло- и массообмена. Скорость в слое может по этим условиям составлять 80.,.90% от скорости начала кипения. Источник 6 электрического напряжения через высоковольтный электрод 7, размещенный внутри корпуса 1 аппарата, создает электрическое поле, воздействие которого на слой материала существенно интенсифицирует двмжение частиц, что позволяет достичь высоких значений коэффициентов тепло- и массообмена в слое, как и в случае развитого псевдоожижения только при помощи воздуха, однако, при дополнительном использовании электрического поля скорости воздуха в слое значительно ниже, что и обеспечивает значительное уменьшение выноса материала из слоя. Охлажденный материал выгружается из аппарата через выходной торец 5.

Высоковольтный электрод 7 не имеет контакта с корпусом 1 благодаря изоляции, кроме того, корпус 1 соединен с заземлением 8, что обеспечивает отсутствие напряжения на корпусе 1 аппарата и безопасную его эксплуатацию.

Электродинамический псевдоожижен- ный слой может быть организован для частиц любой электропроводности. Однако, с повышением их электропроводности требуемая для псевдоожижения напряженность электрического поля уменьшается. Существенно уменьшается необходимая напряженность внешнего электрического поля, если псевдоожижение организуется одновременно газом и электрическим полем. В этом случае достаточно организовать электрическое поле напряженностью менее 1 кВ/см, причем, конкретное значение напряженности Е определяется величиной добавочной электродинамической силы, обеспечивающий псевдрожижение. В общем случае сила г q gE (q - полный заряд частицы). Для зарядки частиц в этом случае также необходимо меньшее поле, т.к. появ

ляется трибозарядка, которая определяет1- ся степенной зависимостью (e 2...3; dT - диаметр частиц). Конкретное значение напряженности для каждого аппарата и ус- ловий псевдоожижения представляют НОУ

ХАУ.

Уменьшение уноса составляет величину, близкую величине относительного снижения скорости в слое: если в прототипе она равна 2...3 критических скорости, то в заявляемом аппарате 0,8...0,9, т.е. снижение уноса составляет 2,5/0,85 2,9 раза.

Таким образом, создание электрического поля с помощью источника электрического напряжения позволяет по сравнению с

прототипом получить новый эффект: значительное ( в 3 раза) уменьшение выноса материала из слоя.

40

Формула изобретения

Теплообменный аппарат для обработки сыпучих материалов, содержащий корпус с входным и выходным торцами, щелевую несущую решетку и воздухораспределительную решетку, отличающий- с я тем, что, с целью снижения уноса материала из слоя и сокращения энергозатрат, он снабжен источником электрического напряжения высокого потенциала, рабочий

электрод котор ого размещен внутри корпуса аппарата над щелевой решеткой и изолирован относительно заземленного корпуса.

Воздух

Использование: в промышленной теплоэнергетике и химической промышленности для подогрева или охлаждения сыпучих материалов, например соли. Сущность изобретения аппарат содержит корпус с входным и выходным торцами. Рабочий электрод источника электрического напряжения высокого потенциала размещен внутри корпуса над щелевой решеткой и изолирован относительно заземленного корпуса. 1 ил.

4

yrS/

w

J

}

}

Ваздах .

}