Аппарат с псевдоожиженным слоем Советский патент 1982 года по МПК B01J8/44 

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам, предназначенным для термической переработки топлива, например, угля, в псевдоожиженном (кипящем) слое, и может быть применено при осуществлении каталитических реакций в кипящем слое в химической промышленности, отжиге огнеупорного сырья при производстве строительных материалов при низкотемпературном сжигании, твер дых топлив, газификации угля, сушке и, в частности, может быть использо вано в качестве топочного устройства для сушильных установок, под котлами энергетических установок, в газификаторах, а также в теплообменных устройствах. Известны аппараты с псевдоожи енным слоем для обжига руд, сжигания .бурых углей, содержащие реакционную камеру, узел загрузки Ьбрабатываемого материала, узел для ввода топлива и газораспределительную плиту с жестко прикрепленными к ней штуцерами , снабженными отверстиями СП. Недостатком известных, аппаратов является Низкая надежность и экономичность из-за частых остановок вследствие спекания золы топлива в кислородной зоне слоя и задержки крупных агломератов на газораспределительной плите Известны также аппараты для сжигания топлива во взвешенном состоянии, содержащие первичную топку с питателем, патрубками для подачи первичного и вторичного воздуха и подвижной полосниковой решеткой в которых использована вторичная топка со слоемгранулированного промежуточного теплоносителя во взвешенном состоянии с погруженной в него теплообменной поверхностью С 2 . Недостатком известного устройства является низкая экономичность из-за больших потерь горючих веществ и тепла со шлаков, а также ненадежность

из-за сложности подвижной колосниковой решетки и необходимости дополнительного оборудования для осуществления процесса регенерации шлаков

Наиболее близким техническим решением к изобретению является аппарат для обработки гранулированного материала, состоящий из камеры, узла загрузки материала, узла выгрузки и газораспределительного устройства, выполненного в в виде подвижно закрепленных в корпусе гладких роликов с пазами соединенных кинематически связанной с-ведомой и ведущей шестернями черйз цепную передачу с приводом 3L

Недостатком аппарата при его использовании в режиме кипящего слоя является то, что дальнобойность струй окислителя, поступающего в слой,; сохраняется постоянной во времеии на всей площади газораспределительного устройства. Это приводит к локальному каналообразованию, неравномерному распределению температуры по высоте слоя, перегреву слоя в кислородной зоне, агломерации материала слоя, попаданию горючих веществ в агломераты и, в результате, к низкой надежности и экономичности аппаратов.

Цель изобретения - Р .ышение надежности, эффективности i; экономичности за счет обеспечения пульсирующего псевдоожижения и предотвращения агломерации материала слоя

Поставленная цель достигается те Что в аппарате с псевдоожиженным слоем для термической переработки топлива, содержащем камеру с газораспределительным устройством, выполненным в виде системы вращающихся в одну сторону роликов с пазами, механизмом вращения роликов, питателем и узлами загрузки и выгрузки топлива и материала слоя, ролики газораспределительного устройства снабжены размещенными в шахматном порядке шипами, входящими в пазы сосед - них роликов, при этом в роликах дополнительно выполнены сквозные отверстия для подачи псевдоожижающего газа. Шипы способствуют удалению из топки крупных тяжелых включений, исключая тем самым возможные нарушения гидродинамики слоя.

Отверстия в роликах обеспечивают равномерное распределение температуры по высоте слоя за счет пульсирующего гидродинамического режима в локальных участках слоя, т.е. за счет изменения во времени дальнобойности и направления струй окислителя в этих участках и увеличения объема кислородной зоны с Это исключает появление значительных максимумов температуры в кислородной зоне, исклюмает спекание (агломерацию) материала слоя и тем самым уменьшает .потери горючих веществ топлива, Тое„ повышает экономичность, а также повышает надежность

На фиг. 1 изображен аппарат с псевдоожиженным слоем для термической переработки топлива, продольный разрез, на фиг„ 2 - разрез А-А на фиг,1о Аппарат состоит из камеры 1, соединенной с узлом загрузки топлива 2 и патрубком выгрузки 3. В нижней части камеры расположено газораспределительное устройство, наклонное или горизонтальное, выполненное в виде вращающихся в одну сторону роликов , снабженных шипами 5 и вырезами 6, выполненными соответственно на смежных роликах. В телах роликов просверлены сквозные отверстия 7, расположенные относител1 но друг друга в шахматном порядке, через которые в слой поступает часть псевдоожижающе- . го газа. Вращение роликов обеспечивается с помощью механизма вращения, состоящего из двигателя И и передами 9. В нижней части камеры встроен патрубок 1П для ввода псевдоожижающего агента, связанный через регулирующий клапан 11 с вентилятором 12,. К верхней части камеры подсоединен патрубок 13 для выхода газов, связанный с узлом очистки газов 14 и дымососом J5. Вентиль 16 служит для подачи воздуха на пневмотранспорт топлива, а вентиль 17 для обеспечения рециркуляции газообразных продуктов переработки топлива. Задвижка

18предназначена для выгрузки золы

и топлива из слоя, С помощью вентиля

19в слой подается-часть псевдоожижающего газа для предотвращения выгрузки непрореагироваашего топлива.

Предлагаемый аппарат работает следующим образом.

После розжига аппарата исходное топливо непрерывно подается в топку и псевдоожижается, например, воздухом. Включенный двигатель 8 обеспечивает вращение роликов 4, что обеспечивает непрерывное изменение направления ВЫХОДЯ1ЧИХ в слой струй псевдоожижающего агента, В результате исключается каналообразование, улучшается перемешивание, обеспечивается бо лее равномерное распределение температур по высоте слоя. После накопления в слое необходимого количества материала из патрубка 3 выгружается, избыточная часть слоя Если в слой попадают крупные куски топлива, негорючего материала или в нем образуются крупные агломераты золы, то они перемещаются шипами роликов к патрубку 3, через который они выпружаютсяо В этом случае открывается задвижка 18, с одновременной подачей части псевдоожижающего газа через вемтиль 19 в слой, для предотвращения выгрузки всего слоя и дообработки топлива, Благодаря пульсирующему режиму псевдоожижения обеспечивается равномерное распределение температур по высоте слоя, исключается образование застойных зон и каналов, снижается возможность образования крупных газовых пузырей, т.е, обеспечивается наилучший контакт твердой и газовой фазы. Это позволяет использовать предлагаемый аппарат как универсальный по топливу, увеличить предельные температуры в слое, уменьшить потерю горючих с выгрузкой т,е, повысить экономичность аппарата и его надежность.

Формула изобретения

Аппарат с псевдоожиженным слоем, например, для термической переработки топлива, содержащий камеру с газораспределительным устройством, выполненным в виде установленных вплотную горизонтальных роликов с пазами, вращаюцихся в одном направлении, питатель и узел выгрузки материала, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности и предотврацения агломерации материала путем обеспечения пульсирующего псевдоожижения ролики снабжены размещенными в шахматном порядке 1&ипами, входящими в пазы соседних роликов , при этом в роликах дополнительно выполнены сквоные отверстия для подачи псевдоожиженного газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Махорин К,Е, и Глухоманюк А,М Сжигание газов в псевдоожиженном сло К., Наукова думка, 1Э78, с, 7П-72.

2,Патент СССР № , кл, F 23 С 9/00, 1968,

3,Авторское свидетельство СССР Р 683800, кл„ В 01 J 8/kk. 1977,