Аппарат для обжига и сушки зернистого материала в псевдоожиженном слое Советский патент 1982 года по МПК F27B15/00 

(S) АППАРАТ ДЛЯ ОБЖИГА И СУШКИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ Изобретение относится к промышленности строительных материалов, цветной, черной металлургии и химической промыишенности . Известен аппарат для обжига зернистых материалов в псевдоомиженном слое, содержащий корпус с днищем, в основании которого располспкено натравляющее устройство, имеющее профиль кривой Гаусса 1. Однако произвольный профиль кривой направляющего устройства не обес печивает достаточно высокую гидродинамическую устойчивость и интенсивность работы псевдоожиженного слоя, так как они существенно зависят от размеров и профиля кривой направляющего устройства. Так, например, при значительной ширине последнего ско-Г рость газа в нижнем сечении аппарата уменьшается и частицы малых диаметров оседают на поверхность направляю щего .устройства, что приводит к нару шению гидродинамического ргакима псеедоожижения. Наоборот, при малой ширине направляющего устройства скорость газа в нихмей части аппарата возрастает, зна1-;ительно растет и гидравлическое сопротивление аппарата, слой поднимается выше, при этом нижняя часть дница оголяется, 4to также нежелательно, так как увеличивает рабочий объем аппарата и приводит к перегреву направляющего устройства при подаче в щели горячих газов с достаточно высокой температурой. Большое значение имеет и сам профиль кривой направляющего устройства, предназна- ченного для концентрации входящих газовых потоков. Цель изобретения - повышение гидродинамической устойчивости и интенсивности работы псевдоожиженногб слоя. Указанная цель достигается тем, что it аппарате для обжига и сушки зернистого материала в псевдоожиженном слое содержащем корпус с днищем. 3 , 977 в основании которого расположено направляющее устройство с профилем в ви де кривой Гаусса, ширина направляющего устройства равна, L в md + п, где d - средний диаметр обрабатываемых частиц, мм; гп - 10-12; . . п 60-80;, а высота составляет 0,5-0,6 ширины L. Кроме того, целесообразно, чтобы коэф{.)ициент, характеризующий профиль кривой направляющего устройства, был равен К (6-10)- 10Ч На чертеже схематически изображен аппарат для обжига и сушки зернистого материала в псевдоожиженном слое. Аппарат содержит корпус 1 с желобообразным днищем 2, в основании которогр расположено направляющее устройство 3 имеющее профиль кривой нормального распределения Гаусса, Меж ду направляющим устройством и боковыми стенками образованы щели для подачи первичной кислородно-воздушной смеси. Дополнительные щели 5 для пода чи вторичной кислородно-воздушной смеси расположены на боковых стенках на расстоянии 3-10 высот направляющего устройства от основания. Отверстия 6 для подачи топгЙ ва так же выполнены на боковых стенках и рас шахматном порядке напротив друг друга под щелью 5 для подачи вто ричной кислородно-воздушной смеси. Патрубок 7 предусмотрен для загрузки а патрубки 8 и 9 для выгрузки материала. Возможны другие конструкции аппара та, применяющего направляющее устройство, имеюидее профиль кривой Гаусса, к которым также применимо предлагаемо изобретение. Устойчивость работы псевдрожиженного слоя в аппарате описанной конструкции существенно зависит от ширины L, направляющего устройства, которая, в свою очередь, определяется от. среднего диаметра обрабатываемых частиц по соотношению L md п . Если П1 10 и п 60, то ширина направляющего устройства существенно уменьшается, при этом скорость, газа 8 нинней части аппарата возрастает, значительно растет и гидравлическое сопротивление аппарата, слой поднимается выше, при этом нижняя масть днища оголяется, что нежелательно, так как увеличивается условный объем аппарата, что, в свою очередь, приводит к,перегреву направляющего устройства при подаче в щели горячих газов с достаточно высокой температурой, В случаях, если m 12 и Ь 7 80, то ширина направляю1чего устройства увеличивается, скорость газа в нижнем сечении аппарата уменьшается и частицы материала оседают на поверхность направляющего устройства, что приводит к потере устойчивости работы слоя и нарушению гидродинамического режима псевдоожижения. Таким образом, каждому диаметру обрабатываемых частицсоответствует вполне определенный диапазон изменений ширины направляющего устройства. Если рассматривать случаи определения L при m 10, а п 8П или наоборот при m 12, а , то для того, чтобы L находилось в заданном диапазоне изменений, коэффициенты m и п перестают быть константами и становятся переменными величинами для каждого диаметра частиц. Большое значение для работы слоя имеет и сам профиль кривой направляющего устройства, предназначенного для концентрации входящих газовых потоков, который описывается функцией виДагде Гвысота направлякхцего устройства, мм; X и у - текущие координаты точек кривой по соответртвующим осям, мм; коэффициент, характеризующий профиль кривой, выбираемый в пределах рт 10-10, С увеличением К возрастает крутизна профиля кривой направляющего устройства, кривая сжимается к центру, что способствует концентрации газовой струи и, следовательно, увеличению скорости потока в центральной части аппарата. Однако при увеличении К 10-10 профиль кривой становится таким, что боковые газрвые пртоки при отрыве от направляющего устройства не только не концентрируются,а даже несколько закручиваются, т.е, слияния потоков не происходит и каждый из них движется симметрично, как бы в сноей половине аппарата.

В этом случае происходит значительное снижение скорости газового потока в центральной части аппарата.

Если К 6-1П, то профиль кривой направляющего устройства становится $ более пологим, концентрация боковых газовых потоков заметно ухудшается и происходит уже не слияние, а скорее пересечение газовых потоков, в результате чего скорость газа в централь- Ю ной части аппарата также снижается и происходит быстрое выравнивание скоростей газа по всему сечению аппарата.

iAnnapaT работает следующим образом. 15

В результате подачи первичной кислородно-воздушной смеси через щель k смесь материала и ожижающего агента приобретает направленное перемещение. При этом в центральной части слоя об-20 разуется струя, попав в которую частицы материала выносятся на поверхность слоя и отбрасываются к стенкам аппарата,

В псевдоожиженном слое образуют- И ся три зоны движения материала: струя в центральной части - восходящий поток, пристеночная зона - нисходящий поток и промежуточная зона. Сжигание топлива осуществляется в центральной 30 части слоя. Сюда же для полноты сгоранил топлива подается вторичная кислородно-воздушная смесь.

Направляющее устройство служит для концентрации газового потока в цент- jS ральной части псевдоожиженного слоя, поэтому профиль кривой направляющего устройства оказывает значительное влияние на скорость газового потока в ядре псевдоожиженного слоя. Так, на- 40 пример, с увеличением коэффициента К, характеризующего профиль, кривая Гаусса сжимается к центру, что способствует концентрации газовой струи и, следовательно, увеличению скорое- 45 ти потока в центральной части аппара та и наоборот.Правильно выбранные раз|меры направляющего устройства в зависимости от среднего диаметра обрабатываемых частиц обеспечивают ста.бильность режима псевдоожижения без выполнения мелких частиц из слоя на поверхность направляющего устройства.

Оптимадт ьные диапазоны изменения коэфОициентов в соотношениях для опре.деления размеров и профиля кривой установлены экспериментально.

Размеры и профиль кривой направляющего устройства, определенные по приведенным соотношениям, обеспечивают гидродинамическую устойчивость работы слоя бзз нарушения режима псевдоржижения и высокую скорость газовой струи в центральной части аппарата, что способствует интенсивности работы слоя при сравнительно невысоком гидравлическом сопротивлении аппарата.

йормула изобретения

1.Аппарат для обжига и сушки зернистого материала в псевдоожиженном слое, содержащий корпус с днищем, в основании которого расположено направляющее устройство с профилем в виде кривой Гаусса, отличающийс я тем, что, с целью повышения гидродинаг1ической устойчивости и интенсивности работы псевдоожиженного слоя, ширина направляющего устройства равна

L md-4 п, где d - средний диаметр обрабатываемых

частиц, мм; т 10-12; п 60-80, а высота составляет 0,5-0,6 ширины U.f

2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что коэффициент, характеризущий профиль кривой направляющего устройства, равен К (6-10) «10Ч

Источники информации. Принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 669165, кл. F 27 В 15/00, 1976 (прототип).

Л