Аппарат для проведения тепло-массообменных процессов Советский патент 1980 года по МПК B01J19/04 B01D53/08 

Изобретение относится к области тепломассообменных процессов в системе газ - твердая фаза преимущественно процессов адсорбции на порошкообразном адсорбенте, и может быть использовано в химической промышленности, радиохимии, цветной металлургии, пищевой и цементной промышленности. Известен аппарат для проведения тепломассообменных процессов в сиетеме газ - твердый сыпучий материал, а именно для сушки песка в пневмопотоке с одйовременным процессом транс портирования. Аппарат включает две емкости, соединенные материалопроводсм, и устройство подачи газа, установленное на материсшопроводе. Сырой песок из емкости подается в материалопровод, где подхватывается горячим газом и транспортируется в приемную емкость 1 . Недостатком этого устройства явля ется то, что в нем осуществляется од нократный контакт твердой и газообразной фазы, и для того, чтобы произошло полное взаимодействие твердой и газообразной фаз, необходимо увели чивать длину материалопровода. Это приводит к увеличению габаритов всего устройства и энергозатрат. Если говорить о данном устройстве применительно к другим тепломассообменным процессам, например для гщсорбции на порошкообразном адсорбенте, то однократный контакт твердой и газовой фаз,осуществляемый в данном устройстве, не обеспечивает полное использование адсорбционной емкости адсорбента. Твердая фаза, которая еще могла бы-вступать в тепло--или массообмен с газовой фазой,удаляется из устройства. Целью изобретения является повышение степени использования твердого материала, например повышение степени использования адсорбционной емкости адсорбента. Указанная цель достигается тем, что устройство подачи газа снабжено корпусом и коллектором,выполненным в виде трубы из пористого газопроницаемого материала, установленной в корпусе. Целесообразно установить коллектор таким образом, чтобы он был равноудален от емкостей, а внутренний диаметр его выполнить равным внутреннему диа метру материалопровода.

На фиг. 1 показан аппарат, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на Фиг. 1.

Аппарат включает две емкости 1 и 2, соединенные материалопроводом 3, устройство 4 для подачи газа, снабже мое корпусом 5, коллектором 6 и штуцером 7 подачи газа.

Для каждой емкости предусмотрены съемные крышки 8 и 9 с фильтрующими устройствами и выпускные устройства 10.

Аппарат работает следующим образо

Порошкообразный или пылевидный твердый сыпучий материал загружается в одну из емкостей, например емкость

1,после чего емкость 1 закрывается крышкой 8, которая уплотняется при помощи прокладки. При этом выпускные устройства 10 закрыты. Технологичес,кий газ подается через штуцер 7, попгадает в корпус 5 и оттуда через пористый коллектор 6 попадает в материалопровод 3. Ввиду разности гидравлических сопротивлений емкости 1, загруженной материалом, и порожней емкости 2 газ устремляется в порожнюю емкость 2. В материалопроводе 3 между коллектором 6 и емкостью 1 создается разрежение, частицы материала, находящиеся в емкости 1, засасываются в эту зону и подхваченные струей газа, поступающего в коллектор 6, перемещаются по материалопроводу 3 в емкость2. В емкости 2 газ отделяется от частиц материала на фильтрующем устройстве и удаляется

из аппарата.

Газ подается в материалопровод 3 со скоростью, достаточной для перемещения материала по материалопроводу 3 и для создания и поддержания в емкости 2 псевдоожиженного состояния материала. Так как гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя материала в емкости 2 меньше, чем гидравлическое сопротивление плотного слоя материала в емкости 1, то материал из емкости 1 под действием газа продолжает поступать в емкость

2.Перегрузка продолжается до тек пор, пока гидравлические сопротивления слоев в емкостях 1 и 2 не вырав;няются. Почти весь материал оказывается перегруженным в, емкость 2 и гголько незначительное количество матриала остается в материалопроводе 3

и в конусном днище емкости 1. В какой-то момент гидравлическое сопротиление плотного слоя материала, оставшегося в конусном днище емкости 1 и материалопроводе 3, становится меньше гидравлического сопротивления

псевдоожиженного слоя материала в еМ кости 2, и большая часть газа, подаваемого в коллектор б, начинает поступать в емкость 1 через плотный слой оставшегося в материалопроводе 3 и конусном днище емкости 1 материала и ожижает его. Количество газа, поступающего в емкость 2, и его скорость становятся недостаточными для псевдоожижения. Псевдоожиженный слой в емкости 2 начинает оседать и уплотняется, гидравлическое сопротивление его быстро возрастает и уже весь газ, подаваемый в коллектор 6, поступает в емкость 1, перемещая материал обратно из емкости 2 по материалопроводу 3 в емкость 1. Таким образом осуществляется челночное перемещение материала из одной емкости в другую.

Тепломассообменные процессы между твердьпл сыпучим материалом и газом протекают во время челночного переЛещения твердого сыпучего материала-г что обеспечивает полное его использование в процессе за счет многократного контакта со свежим технологическим газом.

Надежная рабста аппарата обеспечивается при условии размещения коллектора равноудаленным от емкостей и выполнении внутреннего диаметра коллектора, равным внутреннему диаметру материалопровода.

Формула изобретения 1.Аппарат для проведения тепломассообменных процессов в системе газ твердый сыпучий материал, преимущестЛнно процессов адсорбции, включающий две емкости, соединенные материалопроводом, устройство подачи газа, установленное на материалопроводе, отличающийся тем, что, с Целью повышения степени использования твердого материала, например адсорбционной емкости адсорбента, устройство подачи газа снабжено корпусом и коллектором, выполненным в виде трубы из пористого гизопроницаемого материала, установленной в корпусе.

2. Аппарат по п. 1, отличающий с я тем, что коллектор равноудален от елйсостей, а внутренний диаметр его равен внутреннему диаметру материалопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Безлюдный П.П. Исследование пневмотранспорта песка при высокой температуре воздуха. Канд. диссертация. Киевский инженерно-строительный институт. Киев, 1969, с. 17.

97///9У/.

У///////////Л

в S

/ /

W ///////.$$$$

И