Аппарат с кипящим слоем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.Ъ 111.1970 (№ 1475002 23-26) М. Кл. В ОЦ 9/18 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11.1V,1972, Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 23Л .1972

Комитет по делам иаобретеиий и открытий ори Совете Мииистоов

СССР

УДК 66.096.5(088.8) Лвторы изобретения

С. И. Вайнюнский, Б. С. Казарновский, Л. Я. Липшиц и В. A. Себалло

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии

Заявитель

АППАРАТ С КИПЯ1ЦИМ СЛОЕМ

Изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных .процессов:в кипящем слое и может быть применено для процессов обжига и суш<ки, например, раствора сульфата натрия.

Известен аппарат с кипящим слоем, содержащий,корпус и размещенную внутри него газорас пределительную решетку.

С целью обеспечения равномерного псевдоожижения материала внутри кор пуса предлагаемого аппарата под решеткой размещен диффузор с углом раскрытия 8 — 25 и соосно установленный внутри него конус с обтекателем la нижней части и лопатками, укрепленными шарнирно. Кроме того, решетка жестко связана с конусом.

На чертеже, схематически изображен .предла,гае;мый аппарат.

Лппарат включает цилиндрический;корпус

1, внутри которого установлена газораспределительная решетка 2, делящая внутренний объем а ппарата на надрешеточную 8 и .подрешегочную 4 камеру. На решетке 2 лежит слой псевдоожиженного,материала, являю цийся зоной актгтв ного тепломассообмена между материалом и ожижающим агентом (газом) .

В .пределах надрешеточной камеры 8 на корпусе 1 установлены загрузочное устройство

5 для исходного продукта, устройство б для выгрузки готового продукта, штуцер 7 для удаления отработанного газа, окно 8 для,подсвета, окно 9,для наблюдения за процессом и смывное устройство, включающее трубу 10 для подачи жидкости, например воды, укрепленной на корпусе 1 посредством шарового шарнира 11, с установленными На ней вентилем 12 и распылителем 18.

В,подрешеточной камере установлены штуцер 14 для подачи газа, например горячих продуктов сгорания из топочного устройства, и люк 15 для очистки от провала со встроенным в него штуцером 16 с вентилем 17 для удаления жидкости при работе смывного устройства. От воздействия высокотемпературных газов корпус 1 защищен футеровкой 18.

Виутри подрсшеточной камеры 4 расположено газораспределительное устройство, состояшее из установленных по оси аппарата диффузора 19, примыкающего стороной с

20 большим диаметром к решетке 2, и конуса 20, установленного внутри диффузора 19 соосно с ним вершиной вверх так, что между ними остается свободное («живое») сечение для прохода газа. Диффузор 19 имеет угол раскрыт.ия 8 — 22 .

Его больший (выходной) диаметр принимается, исходя из необходимой площади активной зоны решетки 2. Кольцевой бортик 21 на Hpм служит для поддерживания решетки 2

30 и одновременно для крепления вссго этого

334995 узла к кор1пусу 1. Входная кромка диффузора имеет, плавное закругление 22 для улучшения аэродинамической характеристики.

Конус 20 короче диффузора 19, но имеет одинако1вый с ним угол раскрытия, его основание лежит в плоскости наименьшего сечения .диффузора, К основанию приварено д нище 28, выполненное в лиде обтекателя, диаметр которого у основания принимается, исходя из необходимости обеспечения достаточного зазора для прохода газа.

В зазоре установлен регистр с направляющими лопатками 24, которые, крепятся и диффузору 19 и конусу 20 шарнирами 25 и 26, благодаря чему лопаткам можно придавать любой наклон.

Футеро1вка 18 образует в штуцере 14 канал для,входа горячих газов из топочного устройства. Если через канал возможно попада ние прямого излучения от факела горящего топлива на диффузор 19, то в канале устанавли1вают экраниру ющую степку 27 из огнеупорного матер иала, например шамотного кирпича, свободную для:прохода газа, но затеняющую факел.

Футеровка 18 в нижней части имеет экран

28 из жаропрочного металла для защиты от попадания влаги во время работы с,lbIIBFIQT устройства.

Работает аппарат следующим образом.

На решетку 2 загружают исходный слой продукта и;в штуцер 14 подают горя гие газы.

Газы перетекают оивозь экранирующую стенку 27, поступают в подрешеточную камеру 4, заполняют ее, обтекаюг снаружи диффузор

l9, вдоль его .поверхности спускаются вниз, огибают, входную кромку 22, входят ио внутренний кольцевой зазор и по нему двн.кугся вверх внугрп диффузора. Проходя:IQIIBTK.I 2 (регистР) > газь1 достигя1от газорасп11еде.гительной решетки 2 и через нее попадают в кипящий слой, где,всгупают в контакг " материалом, Отработанные газы удаляют из аппарата через штуцер 7.

После того как слой, достигнет пеобход11мых пара|метров, начинают подав:TI в аппа; з1 исходный материал через загрузочное устройство 5 и включают устройсгво 6 для выгрузки готового продукта.

Если сырье .поступает в виде жидкости, например раствора, в качестве загрузочных, устройств можно по7b3oваться также распылительными форсунками, располагаемыми на1д уровнем слоя, или,другими известными устройства1ми.

При обезвоживании растворов и, в особенности, кристаллогидратов, решетка и вертикальные стенки аппарата зарастают монолитами («козлами»), которые состоят из прочно cxBBTHBøHõñÿ,ìåæäó собой частиц различных модификаций готового, продукта (кристаллы, гранулы), иногда с,примесью исходного продукта. Во изоежание выхода аппарата из строя необходима его пер11одическая очистка.

Аппарат очищают от «козлов» после его ос1анозки с ча,.тичного охлажденич.

Сначала прекрагцают подачу сырья при работз1ощем разгрузочном уcTipoHOTBp. 6 н од;iuBpeменно снижа1о; те п1ературу газа, после чего устройство 6 ocTBHBiB;IHBBIQT, прекращают подачч газа и, не открьгвая аг1пар "та, снижают температуру футеровки 18 до 200—

300 С 1в зависимости от материала

10 Для очистки аппарата открывают, вентиль

12 для поступления воды и шаровым шарниром 11 направляют трубу 10 на нужные участки стен и решетки. Для интенсификации работы целесообразно иметь на устройстве

15 сменные со1пла 18 или установить сразу несколько мониторо1в со сменными соплами.

Контроль за очисткой осущест1вляют через окно 9, а окно 8 используют для подсвета.

Во время промывания ап парата следят за

20 тем, чтобы, вода перетекала,по тракту устройства,для выгрузки готового продукта.

Вся с мывная вода вместе с растворенными н 1взмученными в ней веществами стекает во внутреннюю полость диффузора 19 и далее в

25 нижнюю часть 1подрешеточ ной камеры 4, защищенную экраном 28 от влаги, Благодря наличию,диффузора 19 расстояние от оси 1канала FB штуцере 14,до решетки 2, диаметр канала и скорость:галазов IB нем не

30 влияют на;качество псевдоожижения материала.

Сам,диффузор при малом угле раскрытия обладает, малым,коэффициентом местного сопротивления и высокой способностью к вырав35 ниванию поля скоростей газового,потока, движущегося внутри него, благодаря благоприятным условиям для перемещения газа в направлениях, перпендикулярных основному движению.

40 По оси диффузора устройства установлен конус 20 с таким же углом раскрытия, имеющий обтекаемое днище 28. Таким образом, газ входит не по всему сечению диффузора, а лишь в кольцевой зазор, что значительно

45 улучшает,газораспределение, так .как лопатки 24 регистра гасят в потоке тангенциальные составляющие скорости, возникшие при оотекании им диффузора по наружной стороне, и этим также способствуют выравнива50 нию поля скоростей. Лопатки выполнены поворотными на шарнирах 25 и 26 для облегчения наладки.

При работе ап парата температура газораспределительного устройства может достигать, 55 в зависимости от принятого режима, до б50—

750 С. Благодаря тому, что конструкция строго симметрична и у креплена в корпусе аппарата только подвеской за бортик 21, она может свободно расширяться как IB осевом, так

60 и IB радиальном направлениях, 1причем в последнем случае бортик 21 скользит нижней своей плоскостью по опорному кольцу,иа корпусе аппарата 1.

Газораспределительная решетка 2 под

65 влиянием температуры также расширяется, 334995

Составитель H. Каповская

Техред Т. Ускова

Редактор Е. Левина

Корректор Т. Миронова

Заказ 1404/16 Изд. № 592 Тираж 445 Под|шсное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Со.етс Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 при этом она скользит по верхней плоскости бортика 21. Поскольку решетка, как и газораспределительное устройство, выполнена нз металла, их коэффициенты температурного раоширения близки и взаимное перемещение невелико, что резко снижает опасность температурной деформации решетки.

Верхний конец опорной стойки 29,,посредством которого осуществляется крепление 80 центра решетки 2, остается неподвижным при любом температурном режиме независимо от изменений температуры. Благодаря этому предотвращается возникновение в решетке изгибающих моментов, которые в известных конструкциях крепления я вляют ся неизбежными и приводят к деформациям.

Перечисленные благоприятные обстоятельст ва позволяют выполнить решетку из тонколистового (5 — 8 и и1) .материала, что увеличивает ее долговечность, так как снижается разность температур между нижней и верхней ее поверхностями, предотвращается коробление и вы пучивание.

Предмет изобретения

1. Лппарат с кипящим слоем, содержащий ,корпус и размещенную внутри него газораспределительную решетку, отличающийся тем, что, с целью ооеспечения равномерного псевдоожижения материала, внутри корпуса под решеткой размещен диффузор,с углом раскрытия 8 — 25 и соосно установленный внутри него конус с обтекателем в нижней части и лопатками, укрепленными шарнирно.

2. Аппарат по п, 1, отличающийся тем, что решетка жестко связана с конусом.