Аппарат для проведения процессов во взвешенном слое

 

1. АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ, содер жащий конический корпус с отверстиями в нижней части, коаксиально которой размещена газораспределительная камера, и цилиндроконический рассекатель , установленный по оси корпуса , отличающийся тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, он снабжен турбинным колесом, установленным в газораспределительной камер е. 2. Аппарат поп.1, отличающийся тем, что цилиндроконический рассекатель выполнен с высотой, равной высоте корпуса и снабжен лопастями , установленными между конической частью рассекателя и внутренней § поверхностью корпуса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ЕЕСПУБЛИК

69) (11) (бц В 01 J 8/18 з

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3490142/23-26 .(22) 07.09. 82 (46) 07. 11.84. Бюл. Ф 41 (72) В.Н. Сорокин, В.M. Полюхович

Г.Д. Лысенко и В.В. Романовский (71) Институт ядерной энергетики

АН Белорусской ССР (53) 66.095(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 880033339944, кл. В 01 J 8/18,,1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 122139, кл. В 01 J 8/18, 1959.

3. Авторское свидетельство СССР

У 456630, кл. В 01 J 8/18, 1975. (54) (57) 1. АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ПРОЦЕССОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ, содержащий конический корпус с отверстиями в нижней части, коаксиально которой размещена газораспределительная камера, и цилиндроконический рассекатель, установленный по оси корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, он снабжен турбинным колесом, установленным в газораспределительной камере.

2. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что цилиндроконический рассекатель выполнен с высотой, равной высоте корпуса и снабжен лопастями, установленными между конической частью рассекателя и внутренней Pg поверхностью корпуса.

351

1 1 l22

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может быть, использовано для проведения непрерывных процессов абсорбции, сушки, каталитических процессов во взвешенном слое °

Известен аппарат для проведения процессов во взвешенном слое, содержащий корпус, реакционную зону, перфорированную газораспределитель- 10 ную решетку, газораспределительный ресивер, подвижные вертикальные перегородки (1) .

Недостатками данного аппарата являются неравномерность взвешенного 15 слоя но сечению аппарата, а также наличие застойных зон у стенок и подвижных вертикальных перегородок аппарата, Известен также аппарат для прове- 20 дения процессов so взвешенном слое, в котором часть нсевдоожижающего агента подают через газораспределительную решетку для достижения псевдоожижения, а другую часть вво- 25 дят,через наклонные отверстия в сис-. тему .сопел для придания кипящему слою вращательного движения f2) .

Недостатками такого аппарата являются неоднородность псевдоожиже- 50 ния и наличие каналообразования во взвешенном слое, связанные с конструкцией неподвижных сопел, использование для получения закрученного диовременно гaso 35 распределительной решетки и наклонных отверстий с системой сопел.

- Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аппарат для проведения процессов во 40 взвешенном слое, содержащий конический корпус с щелевыми отверстиями в нижней части, коаксиально которой размещена газораспределительная камера и цилиндроконический рассекатель, 45, установленный по оси корпуса. В указанном аппарате закрученный взвешенный слой достигается тангенциальным вводом псевдоожижающего агента через направляющие и щелевые отверстия в нижней части аппарата. Для ликвидации застойные зоны в центре аппара. та и увеличения скорости теплоносителя в нижней его части установлен цилиндроконический рассекатель .13) .

Однако известный.апнарат имеет низкое качества обработки частиц нэ-за наличия кавалообразования в слое вследствие ввода псевдоожижающего агента в реакционную зону через неподвижные направляющие и высокие гидравлические потери, связанные с. наличием зоны отрыва в верхней части аппарата и вращения потока на выходе

Hs аппарата.

Целью изобретения является снижение эксплуатационных затрат, гидравлических потерь и повышение качества обработки частиц.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для проведения процессов во взвешенном слое, содержащий конический корпус с щелевыми отверстиями в нижней части, коаксиально которой размещена газораспределительная камера, и цнлиндроконический рассекатель, установленный по оси корпуса, снабжен турбинным колесом установленным в газораспределительной камере.

Кроме того, цилиндрический рассекатель выполнен с высотой, равной высоте корпуса и снабжен лопастями, установленными между конической частью рассекателя и внутренней поверхностью корпуса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат для проведения процессов во взвешенном слое содержит коничес кий корпус 1 с перфорированной решеткой 2, газораспределительную камеру 3 с турбинным колесом 4, днище 5, цилиндрический рассекатель 6, пластины 7, патрубки 8 для ввода псевдоожижающего агента (газа).

Корпус 1 с перфорированной решеткой 2 образует реакционную зону. В нижней части корпуса 1 коаксиально перфорированной решетке 2 установлена газораспределительная камера 3, цилиндрическую перфорированную решетку 2 охватывает турбинное колесо 4, установленное в газораспределительной камере 3. Реакционная зона и гаэораспределительная камера 4 снизу ограничиваются днищем 5, на котором,.по оси аппарата установлен цилиндроконический рассекатель 6, равный по высоте реакционной зоне. Между конической частью рассекателя 6 и верхней частью корпуса 1 установлены пластины 7. К газораспредепительной камере 3 тангенциально ее корпусу крепятся патрубки 8 для вво1122351 да псевдоожижающего агента. К кор4 пусу 1 крепятся патрубки для ввода частиц 9, для вывода псевдоожижаю, щего агента 10 и для вывода частиц 11.

Апйарат для проведения процессов во взвешенном слое работает следующим образом.

Через патрубки 8 псевдоожижающий агент подается в газораспределитель- 1О ную камеру 3, откуда через турбинное колесо 4, вращающееся от потока газа, и перфорированную решетку 2 закру- . ченный поток газа поступает в реакционную зону. В реакционной зоне газ 15 движется в кольцевой камере, образованной между рассекателем 6 и корпусом 1, и псевдоожижает частицы материала,. вводимые в аппарат через патрубок 9. Прореагировавшнй с частица- 2О ми газ удаляется из аппарата через патрубок 10. Закрученный поток псевдоожижающего агента, проходя между пластинами 7, раскручивается, что

:приводит к снижению его скорости и 25 восстановлению давления. Обработанные частицы удаляются из аппарата через патрубок 11. Проходя через вращающееся турбинное колесо 4, поток rasa закручивается, что приводит щ к устранению каналообразования в слое, Кроме того, вращающиеся лопасти турбинного колеса 4 выравнивают (осредняют) скорость потока по периметру газораспределительной камеры 3 .

35 что обеспечивает однородность закрученного псевдоожиженного 1слоя в целом.

Важной проблемой аппаратов со взвешенными слоями является подвод псевдоожижающего газа в реакционную

О .зону, так как этот фактор влияет на однородность слоя. Неоднородность .взвешенного слоя способствует воз1никновению в нем обратных вихревых течений, застойных зон (особенно у стенок аппарата), что приводит к

45 увеличению гидравлического сопротивления и снижению качества обработки частиц газом. Кроме того, в не-.. однородном слое псевдоожиженных частиц возможно каналообразование, которое может привести в процессах сушки к спеканию частиц, а в каталитических процессах к оплавлению катализатора и его неравномерному старению (дезактивацин).

Для получения однородного псевдо ожиженного слоя необходимо обеспечить равномерную подачу псевдоожижавщего агента в слой, которая может быть достигнута путем обеспечения переменной перфорации газораспределительной решетки, вращением газораспределительной решетки, закручиванием взвешенного слоя. В закрученньм взвешенном слое газ движется по винтовой траектории, чем усредняется скорость rasa на различных участках реакционной зоны, т.е. движение газа является однонаправленным, уменьшается количество обратных вихревых течений, застойных эон.

В известном устройстве закрученный взвешенный слой образуется при тангенциальном вводе газа через направляющие и щелевые отверстия пря- . моугольного сечения. При такой подаче псевдоожижающего газа не исключено каналообразованне в слое и возникновение застойных зон. Это объясняется тем, что направляющие, через которые подается газ, неподвижны и при возникновении неравномерного поля давлений в гаэораспределительной камере неизбежно возникает каналообразование в слое. В газораспределительной камере возникают (по окружности) участки с различным статическим давлением, что приводит к нерав.— номерному полю скоростей rasa, входящего в реакционную зону. В результате этого нарушается однородность взвешенного слоя. Так как при неподвижном газоподводящем устройстве (решетки, направляющие) избежать каналообразования и добиться однородности слоя невозможно, то в предлагаемом аппарате в гаэораспределитепьной камере установлено турбинное колесо, а щелевые отверстия вЫполнены в виде цилиндрической перфорированной решетки. При тангенциальном вводе газа в газораспределительную камеру под действием потока турбинное колесо начинает вращаться . При вращении турбинного колеса лопатки выравнивают поле скоростей газа на

1входе в реакционную зону. Кроме того, лопатки, вращаясь, закручивают газовый поток и обеспечивают его тангенциальный ввод через перфорированную решетку в реакционную зону.

Перфорированная решетка защищает турбинное колесо от попадания частиц и частично выравнивает по окружности

1122351

)ууцПц Заказ 8062/б Тираж 532

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 скорость газа, входящего в реакционную зону. Турбинное колесо в сочетании с перфорированной решеткой обеспечивает однородный закрученный взвешенный слой, что приводит к уст- 5 ранению отрывных зон, снижению гидравлического сопротивления и повышению качества обработки частиц.

В известном устройстве над цилиндроконическим рассекателем образуется зона отрыва с обратными течениями на этом участке. Вследствие этого в предлагаемом изобретении выполнение цилиндроконического рассекателя с высотой, равной высоте реакционной зоны, привело к устранению застойной зоны и снизило гидравлическое сопротивление.

С целью уменьшения уноса частиц из аппарата между конической частью рассекателя и корпусом аппарата установлены пластины, которые раскручивают поток газа на выходе. При этом частично снижается вектор скорости потока газа, что способствует уменьшению уноса частиц из-за снижения предела скорости витания и снижению гидравлических потерь при движении газа вне аппарата. Кроме того, восстанавливается давление потока rasa 30 на выходе из аппарата, что также снижает гидравлические потери аппарата в целом.

В предлагаемом изобретении достигается отсутствие каналообразования в слое при низких скоростях псевдоожижающего газа.

В известном изобретении для изменения подачи газа в реакционную зону необходимо поворачивать днище с направляющими, а в предлагаемом нет необходимости делать днище подвижным.

Регулирование подачи газа в реакционную зону можно осуществлять путем изменения подачи rasa в газораспределительную камеру, а турбинное колесо при вращении будет закручивать поток и выравнивать поле скоростей по окружности, препятствуя каналообразованию в слое при любой скорости газа (достаточной для псевдоожижения). При применении предлагаемого изобретения снижаются гиправлические потери на 30-35Х, повышается качест.во обработки частиц, что позволяет повысить производительность аппарата на 10-20Х, так как при увеличении качества обработки частиц путем обеспечения высокой однородности слоя

1быстрее достигается необходимая степень их обработки.