Секционированный аппарат для термообработки зернистых материалов

 

Использование: для термообработки зернистых материалов в псевдоожиженном слое, может найти применение в химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: секционированный аппарат дополнительно содержит вертикальный кожухотрубный теплообменник 3, установленный над газораспределительной решеткой 2, трубная доска теплообменника выполнена из отдельных элементов 4 с уплотнением 5 между ними, ограниченных индивидуальным корпусом 6, соответственно из одной или более смежных секций 1, перегородка 8 установлена с зазором 9 относительно решетки 2 и разделяет надрешетчатое пространство на две зоны 10, 11, перпендикулярно перегородке 8, между рядами труб теплообменника 3 дополнительно установлены пластины 12, проходящие через зоны 10, 11, при этом отношение высоты зазора 9 к ширине решетки одной зоны принимают равным HS = 0,2 - 0,6, где H - высота зазора, S - ширина решетки, а площадь зазора 9 к площади проходного сечения труб теплообменника в одной секции - равным F/F₁=0,4-0,6, где F - площадь зазора, F₁ - площадь проходного сечения труб. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для термообработки зернистых материалов в псевдоожиженном слое в области химической технологии и может найти применение в химической и других отраслях промышленности.

Известны сушилки в псевдоожиженном слое, содержащие цилиндрическую или прямоугольную камеру, газораспределительную решетку [1] Теплоноситель, например топочные газы, подается под решетку, проходит через слой материала, находящегося в камере, и приводит его в псевдоожиженное состояние. При этом происходит интенсивное высушивание материала при высоких значениях коэффициентов тепломассообмена.

Недостаток таких сушилок заключается в том, что при обезвоживании материалов при высоких температурах, необходимых для удаления химически связанной влаги, например, разрушения гидратов, может происходить гидролиз продукта и снижение его качества, например, фторид алюминия взаимодействует при высоких температурах с водой, содержащейся в топочных газах, с образованием фтористого водорода и гидроокиси алюминия.

Наиболее близким к предложенному изобретению является секционированный аппарат для термообработки зернистых материалов, содержащий газораспределительную решетку, переточные окна, размещенные в смежных секционных перегородках, патрубки подвода и отвода газа в каждой секции, устройства загрузки и выгрузки материала [2] Недостатком известного технического решения является ограниченная технологическая возможность и надежность при использовании высоких температур.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что аппарат дополнительно содержит вертикальный, кожухотрубный теплообменник, установленный над газораспределительной решеткой, межтрубное пространство которого подключено к системе подачи теплоносителя, причем верхняя по ходу движения газа трубная доска теплообменника выполнена из отдельных элементов с уплотнением между ними, ограниченных индивидуальным корпусом соответственно из одной или более смежных секций, а на нижней трубной доске в каждой секции укреплена перегородка, установленная с зазором относительно газораспределительной решетки и разделяющая надрешеточное пространство на две зоны, перпендикулярно перегородке между рядами труб теплообменника дополнительно установлены пластины, проходящие через две зоны, при этом каждая зона снабжена патрубком подвода газа и отношение высоты зазора между перегородкой и решеткой к ширине решетки одной зоны принимают равным H/S=0,2-0,6, где H высота зазора, S ширина решетки, а отношение площади зазора к площади проходного сечения труб теплообменника в одной секции равным F_з/F_т=0,4-0,6, где F_з площадь зазора, F_т площадь проходного сечения труб.

На фиг. 1 изображен секционированный аппарат, общий вид; на фиг. 2 аппарат в варианте, когда элемент верхней трубной решетки ограничен корпусом, например, двух смежных секций; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1 (фиг. 2); на фиг. 4 сечение Б-Б, на фиг. 1 (2).

Секционированный аппарат для термообработки зернистых материалов содержит секции 1, газораспределительную решетку 2, вертикальный кожухотрубный теплообменник 3, установленный над газораспределительной решеткой 2, межтрубное пространство которого подключено к системе подачи теплоносителя (на чертеже не показано), верхняя трубная доска теплообменника 3 выполнена из отдельных элементов 4 с уплотнением 5 между ними, ограниченных индивидуальным корпусом 6 соответственно одной или более смежных секций 1, нижнюю трубную доску 7, перегородку 8, установленную с зазором 9 относительно газораспределительной решетки 2, разделяющую надрешеточное пространство на две зоны 10, 11, пластины 12, расположенные между рядами труб теплообменника 3 перпендикулярно перегородке 8 и проходящие через зоны 10, 11 переточные окна 13, размещенные в смежных секционных стенках 14, патрубки 15, 16 подвода и отвода газа соответственно, устройства 17 загрузки и 18 выгрузки материала, патрубок 19 подвода теплоносителя в межтрубное пространство теплообменника 3 и патрубок 20 отвода теплоносителя.

Секционированный аппарат для термообработки зернистых материалов работает следующим образом.

Влажный зернистый материал подается в аппарат через устройство 17 загрузки материала, по патрубкам 15 поступает газ, например воздух, расход воздуха, поступающего в смежные зоны 10, 11, может быть при этом различный, в результате поступления воздуха материал псевдоожижается на газораспределительной решетке 2, живое сечение которой в каждой зоне 10, 11 может быть также различным или одинаковым в зависимости от режима работ, псевдоожиженный материал заполняет все секции 1 до уровня устройства разгрузки 18. В секциях 1 и между ними происходит интенсивная циркуляция материала через трубы теплообменника 3, одновременно через патрубок 19 в межтрубное пространство теплообменника 3 поступает теплоноситель, например топочные газы, в результате чего происходит нагрев и сушка или термообработка материала. В каждой секции 1 устанавливается своя рабочая температура материала, который перетекает из секции в секцию через переточные окна 13. Высушенный материал выводится из аппарата через устройство 18, насыщенный парами воды воздух удаляется через патрубки 16, охлажденный теплоноситель через патрубок 20.

Данный секционированный аппарат позволяет проводить обезвоживание гидратов, например пасты тригидрата фторида алюминия, что связано с изменением рабочей температуры материала в широком интервале температур: от температуры удаления свободной влаги 100^оС до температуры разрушения кристаллогидратов, в частности при обезвоживании фторида алюминия конечная температура продукта 500-600^оС.

Формула изобретения

1. СЕКЦИОНИРОВАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий газораспределительную решетку, переточные окна, размещенные в смежных секционных стенках, патрубки подвода и отвода газа в каждой секции, устройства загрузки и выгрузки материала, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вертикальный кожухотрубный теплообменник, установленный над газораспределительной решеткой, межтрубное пространство которого подключено к системе подачи теплоносителя, причем верхняя по ходу движения газа трубная доска теплообменника выполнена из отдельных элементов с уплотнением между ними, ограниченных индивидуальным корпусом соответственно из одной или более смежных секций, а на нижней трубной доске в каждой секции укреплена перегородка, установленная с зазором относительно газораспределительной решетки и разделяющая надрешеточное пространство на две зоны, а перпендикулярно перегородке между рядами труб теплообменника дополнительно установлены пластины, проходящие через две зоны, при этом каждая зона снабжена патрубком подвода газа и отношение высоты зазора между перегородкой и решеткой к ширине решетки одной зоны принимают равным 0,2-0,6, а отношение площади зазора к площади проходного сечения труб теплообменника в одной секции 0,4-0,6.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4