Установка для термообработки дисперсных материалов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<"i735885
4i
1 в
I/
Ф.; (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву %56Э825 (22) Заявлено 20.12.76 (21) 2433818/06 (5I )М. Кл . с присоединением заявки .%
Г 26 В 17/10
Гасударственный комитет (23) Приоритет
Опубликовано 25,05.80. Бюллетень Юв19 по делан изобретений и открытий (5З ) М, K 66. 047. .754.5 (088.8) Дата опубликования описания 27.05.80
И. Т. Эльперин, В. Л. Мельпер, М. Я. Шлыков, И. В. Минеп, Е. И. Федорино, М. И. Скибинский, М. В. Сагарда, О. П. Островский и А. Н. Островский
Ордена Трудового Красного Знамени институт теплои массообмена им. А. В. Лыкова АН Белорусской CCP и Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (72) Авторы изобретения (7I) Заявители (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ
ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретенйе отнссится к термической обработке дисперсных материалов, преимущественно диспергированных растворов или суспензий, и может найти применение в химической, пищевой, энергетической, металлургической и других отрас5 лях промышленности.
Из основного авт. св. M 569825 известна установка для термообработки дисперсных материалов во встречных струях, о включающая, по крайней мере, три соосные разгонные трубы, расположенные с зазором, приемные камеры, соединяющие с помощью выводны (патрубков разгонные трубы с отводной магистралью через пере-, ключатель газового потока, Известная установка работает следующим образом. .
Поток газа-теплоносителя подают в равных количествах в крайние разгонные тру- о бы, в одну из них через питатели подают дисперсный материал, При поочередном подключении потоков.cпом,ощью переключателя к каждой из приемных камер в сооттствующей камере происходит соудареие встречных потоков газа, несущих частицы материала, которые, совершив ряд колебательных движений, переносятся из одной приемной камеры в другую и постепенно выносятся из установки.
Недостатком этей установки является возможность преждевременного выноса необработанного материала из оси соударения встречных потоков в отводную магистраль, Особенно это относится к раст ворам и суспензиям. Попытка увеличить интенсивность термообработки диспергированных растворов и суспензий повышением степени диспергирования приводит к раннему выносу их из зоны. встречи струй: а попытка увеличения крупности диспергированных частиц неэффективна в связи с низким коэффициентом внутреннего тепломассообмена. Кроме того, при термообреботке (сушке) высоковлажных материалов (растворов и суспензий) возникает опасность отложения материала на стенках разгонных труб, особенно вблизи встречных
7З 88 торцов их. Последнее нарушает стабизп ность процесса и приводит к периодическо- . му выводу установки иэ строя„
Пель изобретения — интенсификация и стабилизация процесса термообработки, а также повышение производительности установки.
Это достигается тем, что приемные камеры снабжены форсунками для ввода раст вора, соединенными с помощью трубопрово- О да, на котором установлен автономный пс.= реключатель, настроенный на частоту перекльочения газового потока, Оптимальная работа установки достигается при сушке на дисперсных инертных телах, взвешиваемых газовым потоком, и
" йри оснащении приемных камер ограничительными сетками, препятствующими выводу инертных тел иэ активной эОны B вы водные патрубки, 20
На чертеже схематически изображена предложенная установка.
Она содержит три расположенные на одной оси разгонные чрубы 1, 2 и 3, размещенные между собой с образованием регулируемых межторцовых зазоров, приемные камеры 4 и ", в которы: герметично введены торцы разгонных труб, соеди/ пенные между собой цилиндрическими сетками 6 и 7 с размером ячеек, меньшим размеров частиц инертной насадки, Разгонная труба 3 соединена с питателем 8 инертной насадки, В межторцовое пространство приемных камер через сетку введены
gc форсунки 9 и 10, соединенные с помощью трубопровода 11, на котором установлен нерекщочатепь 12. Раствор в установку подается через трубу 13. Приемные камеры соединены выводными патрубками 14 и 15 с осадительными устройствами, например циклонами, 16 и 17, имеющими емкости 18 и 19 для сбора конечного продукта. Пиклоны 16 и 17 в свою очередь соединены с перекщочателем 20 газового потока патрубками 21 и 22. Переключатель 20 потока содержит коленчатый вал
23, приводимый во вращение через ременную передачу 24 от электродвигателя 25.
На коленчатом. валу 23 расположены профилированные кулачки 26 и 27, связанные с попеременно открываемыми и закрываемыми клапанами 28 и 29. Перектпочатель
20 соединен с отводной магистралью 30.
Установка работает следующим образом. >
Газ-теплоноситель по разгонным трубам
1 и 3 в равных количествах подается от воздуходувки навстречу друг другу. Соударенйе потоков происходит либо в приемной
5 4 камере 4, либо в приемной камере 5 в зависимости от положения KJIGIIBHGB 28 и 29 переключателя 20 газового потока. После прогрева установки из питателя 8 в раэгонную трубу 3 вводят инертные тела (дисперсную насадку), взвешиваемую газовым потоком, в количестве, необходимом для поддержания B разгонных трубах (обычных для устанОвОк c o встречными струями ) Be
СОвых кОнцентраций твердой фазы (=
= 0,5 — 3 кг/кг, При открытом клапане 28 дисперсная насадка разгоняется газовым потоком в разгонных трубах 3 и 2, проникает по инерции в раэгонную трубу 1,Далее она совершает затухающие колебательные движения, имея максимальные концентрации в приемной камере 4, Отводу инертных тел с газовым потоком из приемной ка меры в выводной патрубок 14 препятствует цилиндрическая сетка, соединяющая торцы раэгонных труб 1 и 2 и имеющая размер ячеек, меньший размера инертных тел (предпочтительно в 1,02-1,2 раза).
Во время циркуляции инертной насадки вблизи приемной камеры 4 через трубу 13, переключатель 12 соленого раствора, настроенный на частоту переключения газового потока, и левую ветвь трубопровода
11 к форсунке 10 подается -высоковлажный материал, например, солевой раствор.
Впрыск раствора в приемку о камеру 4 во время нахождения в ней инертной насадки при максимальных концентрациях обеспечивает эффективное образование на инертных телах пленки раствора.
В связи с этим поверхность контакта диспергированной жидкой фазы с газообразной резко возрастает. Одновременно возрастает до необходимой величины время контакта фаэ. Образующаяся на инертном теле пленка раствора подсушивается, с одной стороны, за счет контакта с чагретой в газовом потоке инертной насадкой, с другой стороны, за счет эффективного теплэмассообмена при высоких относительных скоростях между инертной насадкой и потоком газа-теплоносителя. Высушенная пленка раствора во время периодических соударений инертных тел друг с другом в зоче встречи потоков отделяется от насадки и выводится с газовым потоком через сетку
6 и патрубок 14 в осадительное устройст во, например циклон, 16. B циклоне 16 частшы высушенного раствора отделяются от газа и вьптадают в емкость 18 для сбора конечного продукта, гаэ через патрубок 21 и переключатель 20 газового потока направляется в отводную магистраль 30.
735885 те- между раствором, инертными телами и гаую зовым потоком.
Зффективность предложенной установки определяется интенсификацией процесса, вызванной увеличением поверхности контакта фаз и знап:тельным ростом значений а-,коэффициентов межфазоюго тепло-массооба- мена. Кроме того, увеличивается время пребывания диспергированной жидкой фа- со 1о зы и гидродинами1ески активной зоне и о- предотвращается образование настылей на стенках разгонных труб, Все это приые водит к увеличению производительности установки и стабилизации условий ее ра1 1 бочы.
Расположение циклопа 16 до перекщоча ля 20 позволяет организовать стабильн работу последнего„ так как искщочается засорение перекГпОчателя потока
Через некоторое время, определяемое известным соотношением в зависимости от скорости газовых потоков и аэродин мических характеристик инертных тел,з крывают клапан 28 и открывают клапан
29. Инертные тела, завершившие проне колебаний в камере 4, разгоняются газ вым потоком в разгонной трубе 3 и совершают далее затухаккцие колебательн движении из трубы 2 в трубу 3 и наоб рот, В этот же момент переключатель 2 раствора соединяет трубу 13 с правой вет вью трубопровода 11 и форсункой 9.,Палее пропесс повторяется.
Следует отметить, что в некоторых случаях целесообразна установка дополнитель- о
: ных форсунок во внутренней полости разгонных труб 1, 2 или 3, что позволяет до контакта раствора с инертными телами
:проводить предварительную их сушку не25 посредственно в газовом потоке. СинхронHRR подача раствора и инертных тел В од ну и ту же приемну1о камеру обеспечивает оцтималы ые условия тепло-массообмена
Формула изобретения
1.Установка для термообработки дисперсных материалов по авт, св. «569825„ отличающаяся тем, что, с целью интенсификации и стабилизации процесса термообработки, приемные камеры снабжены форсунками для ввода раствора, соединенными с помощью,трубопровода, на котором установлен аьтономный перекжочатель, настроенный на частоту пере-. кхпОчения газового потока,
