АППАРАТ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ Советский патент 1972 года по МПК B01J8/24 

Изобретение относится к алпаратам для проведения масоообменных лроцессов ;в кинящем слое и может быть применено для лроцессов обжига и сушкн, например, раствора сульфата натрия.

Известен аяпарат с -киляндим слоем, содержащий корлус и размещенную внутри него газораспределительную решетку.

С целью обеспечения равномерного псеодоожижения .материала внутри корлуса лредлагаемого алларата лад решеткой размещен диффузор с углом раскрытия 8-25° и соосно усталовленный (внутри neiro конус с обтекателем IB нижней части и лолаТ|Ка.ми, укрепленными шариирно. Кроме того, решетка жестко связана с .копусом.

Иа чертеже схематически изображен предлагаемый алиарат.

Аппарат включает цилиндрический корпус J, внутри которого установлена газораспределительная решетка 2, делящая внутренний объем аопарата ла надрешеточную 3 к лодрещеточную 4 камеру. На решетке 2 лежит слой лсевдоожиженного .материала, являющийся зоной активиого тепломассообмена между .материалом и ожижающим агентом (газом).

удаления отраоотанного газа, окно о для .подсвета, окно 9 для наблюдения за процессом и с.мывное устройство, включающее трубу 10 для лодачи жидкости, палример воды, укрелленной на корпусе 1 посредством шарового шарнира 11, с установленными на ней вентилем 12 н распылителем 13.

В лод.рещеточной камере установлены штуцер М для лодачи газа, налример горячих

.лродуктов сгорания из тоночиого устройства, и ЛЮК 15 ДЛЯ очистки от провала со встроен(ным в него штуцером 16 с вентилем 17 для удаления жидкости лри работе смывного устройства. От воздействия высокотемиературных газов корпус / защищен футеровкой 18. BiHyTpH лодрешеточной камеры 4 расиоложено газораспределительное устройство, состоящее из установленных но оси алиарата диффузора 19, Примыкающего стороиой с

большим диа.метром к решетке 2, и конуса 20, установленного внутри диффузора 19 соосно с ИИ.м вергпиной |В;верх та.к, что .между ними остается свободное («лснвое) сечение для нрохода газа. Диффузор 19 имеет угол раскрытля 8-22°.

Его .больший (.ВЫХО.ДЛОЙ) диаметр лринимается, исходя из необходимой ллощади аКтивиой зоны решетки 2. Кольцевой бортик 21 на ием служит для лоддерживания решетки 2

узла к iKOpinycy 1. Входная кромка диффузора имеет плавное закругление 22 для улучшения аарадинамичеокой характеристики.

Конус 20 короче диффузора 19, но имеет одинаковый с ним угол раскрытия, его основание лежит в плоскости наименьшего сеченйя диффузора. К основанию -нриварено днище 23, вы полненное в виде обтекателя, диаметр которого у основания принимается, исходя ИЗ необходимости обеснечения достаточного зазора для прохода газа.

В зазоре устаиовлен регистр с налраозляющими лопатками 24, которые крепятся к диффузору 19 и ко,нусу 20 шарнирами 25 и 26, благодаря чему лопаткам можно придавать любой наклон.

Футероека /8 образует в штуцере 14 канал для входа горячих газов из топочного устройCTiBa. Если через канал возможно лояадание Прямого излучения от факела горяш,его топлива на диффузор 19, то в канале устанавливают экранирующую стенку 27 из огнеупорного материала, например шааютного кирлича, свободную для .прохода газа, но затеняющую факел.

Футеровка 18 в нижней части имеет экран 28 из жаропрочного металла для защиты от попадания влаги во время работы смьивного устройства.

Работает аппарат следующим образом.

На решетку 2 загружают исходный слой продукта и в штуцер 14 подают горячие газы. Газы перетекают окзвозь экранирующую стенку 27, поступают в подрешеточную камеру 4, заполняют ее, обтекаю г снаружи диффузор 19, вдоль его поверхности спускаются вииз, огибают входную кромку 22, входят во внутренний кольцевой зазор и по лелп дви/кутся вверх внутри диффузора. Проходя лопатки 24 (регистр), газы достигают газораси1)еделительной решетки 2 и через нее попадают в кипящий слой, где вступают в контакт с материалоМ. Отработанные газы удаляют из tuiпарата через щтуцер 7.

После того как слой .достигнет необходимых пара1Метров, начинают подавг ть в аппарат исходный материал через загрузочное устройство 5 И включают устройство 6 для выгрузки roToiBoro продукта.

Если сырье поступает в виде жидкости, например раствора, в качестве загрузочных, устройств моЛСно пользоваться также распылнтельны.ми форсунками, располагаемыми над уровнем слоя, или другими известнььми устройствами.

При обезвоживании растворов и, в особенности, кристаллогидратов, рещетка и вертикальные стенки аппарата зарастают монолитами («козла:ми), которые состоят из прочно сх)вативщихся .между собой частиц различных модификаций готового продукта (кристаллы, гранулы), иногда с примесью исходного продукта. Во избежание выхода аппарата из строя необходима его периодическая очистка.

Аппарат очищают от «козлов после его ociaHOBKn с частичного охлаждения.

Сначала прекращают подачу сырья при работающем разгрузочиом устройстве 6 И одионременно снилсают тем нературу газа, после чего устройство 6 останавливают, прекращают подачу газа и, не открывая аппарата, снижают температуру футеровки 18 до 200- 300°С IB зависимости от материала.

Для очистки ап1парата открывают вентиль 12 для поступления воды и щаровым шарниром // направляют трубу 10 на нужные участки стен и решетки. Для интенсификации работы целесообра3|но иметь на устройстве

сменные сопла 13 или установить сразу несколько 1мониторов со сменными соплами. Контроль за очисткой осуществляют через окно 9, а окно 8 используют для подсвета. Во время промывания аппарата следят за

тем, чтобы вода перетекала по тракту устройства для выгрузки готового продукта.

Вся смывная вода вместе с растворенными и взмученными в ней веществам стекает во внутреннюю полость диффузора 19 и далее в

нижнюю часть еодрешеточной камеры 4, защищенную экраном 28 от влаги.

Благодря наличию диффузора 19 расстояние от оси канала в штуцере 14 до рещетки 2, диаметр канала и скорость газов IB нем не

влияют на качество псевдоожижения материала.

Сам диффузор при малом угле раскрытия обладает .малым .коэффициентом местного сопротивления и высокой способностью к выравнивапию поля скоростей газового потока, движущегося внутри него, благодаря благоприятным условиям для перемещения газа в направлениях, перпендикулярных основному движению.

По оси диффузора устройства устанавлен конус 20 с таким же углом раскрытия, имеющий Обтекаемое днище 23. Таки.м образом, газ входит не по всем.у сечанию диффузора, а лишь в кольцевой зазор, что значительно

улучщает газораспределение, так как лопатки 24 регистра гасят в потоке тангенциальные составляющие скорости, возникщие при обтекании им диффузора по наружной Стороне, и этим также Способствуют выравниваПИЮ ПОля Скоростей. Лопатки выполнены поворотными на щарНирах 25 и 26 для облегчения наладки.

При работе аппарата температура газораспреДелительного устройства может .достигать,

в зависимости от принятого режима, ДО 650- 750°С. Благодаря тому, что конструкция строго симметрична п укреплена в кор.пусе аппарата только подвеской за бортик 21, она может свободно расширяться как в осевом, так

и в радиальном направлениях, причем в последнем случае бортик 21 скользит нижней своей плоскостью по опорному кольцу па корпусе аппарата 1.

при этом она скользит по верхней плоскостн бортш а 21. Поскольку решетка, как и газораспределительное -устройство, вытюлнена из металла, их коэффициенты температурного расширения близки и взаимно.е перемещение невелико, что резко снижает опасность температурной деформации решетки.

конец опорной стойки 29, посредством которого осуществляется «репление 30 це1Нтра решетки 2, остается непоивижлым при лЮбоМ температуриом режиме независимо от изменений температуры. Благодаря этому предотвращается Еозникновение в решетке изгибающих моментов, которые в известных конструкциях крепления являются неизбежными и приводят к деформация.м.

Перечисленные благоприятные обстоятельства позволяют ВЫПОЛНИТЬ решетку из тонколистового (5-8 мм) материала, что увеличивает ее долгове ч.ность, та-к как снижается разность температур ъгежду нижней и верхней ее поверхностями, предотвращается коробление и выпучивание.

Предмет изобретения

1.Аппарат с кипящим слоем, содержащий корпус и размещенную внутри иего газораспределительную решетку, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерного псевдоожижения материала, внутри корпуса под решеткой размещен диффузор с углом раскрытия 8-25° и соосно установленный внутри него конус с обтекателем в нижней части и лоиатками, укрепленными шарнирно.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что решетка жестко связана с конусо:м.

15

12

10 11

19

28