Аппарат кипящего слоя

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

894312 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250380 (21) 2899044/29-33 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

Опубликовано 30.1281. Б оллетень Н948

Дата опубликования описания 30.1281 (5t)hA. Кл.

F 27 В 15/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5Ç) УДК 66.041.58 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АППАРАТ КИПЯЩЕГО СЛОЯ вызывает уменьшение скорости частиц, которые выпадают в псевдоожиженный слой. Освобожденные от частиц газы удаляются из устройства через проход j 2) .

Недостатком устройства является то, что размещение в надслоевом пространстве перегородки в форме канала уменьшает поперечное сечение аппарата, что способствует увеличению локальной скорости газа в этой зоне и выносу частиц нз аппарата.

Известна также печь для термической обработки сыпучих материалов, которая для уменьшения выноса обрабатываемого материала из печи содержит приводную наклонную. разделительную стенку, шарнирно укрепленную в своде печи рядом с гаэоотводом и перекрывающую 0,4-0,6 площади ее поперечного сечения (3).

Однако использование s качестве пылеотбойника поворотной стенки и шарнирного соединения, наряду со сложностью конструкции, ведет к снижению надежности работы устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является реактор кипящего слоя, в котором имеютИзобретение относится к оборудованию для осуществления процесса теплообмена в кипящем слое, например для охлаждения прокаленного глинозема при производстве алюминия, и может быть использовано в химической промышленности для сушки и охлаждения порошкообраэных материалов, в теплоэнергетике и др. отраслях, 30

Известны конструкции аппаратов кипящего слоя, в полости которых размещены различного типа устройства (сетки, решетки, спирали, цилиндры и др.) для обеспечения однородности псевдоожижения с целью интенсификации технологических процессов и сокращения выноса пыли. Эти насадки не выполняют роли теплообменных элементов (1) °

Известно устройство с псевдоожиженным слоем, в котором для уменьшения уноса частиц из аппарата в свободном пространстве над слоем размещена перегородка в форме канала.

Во время устройства газы, выделяющиеся из слоя, уносят частицы вещества, из которого состоит, этот слой.

Эти частицы вместе с газами ударяются о наружную поверхность канала, чтоЗ0

В.A. Седлецкая, В. И. Седлецкий, Г. B. Телятников;--ц-.-д-.-яухлеиов, В.Е.Сорока и Г.A.Êàèì

1, 1

r, l

Всесоюзный научно-исследовательский и ; проектный Институт1 алюминиевой, магниевой и электродной прамышденыасти...,., 894312 ся нагревательные элементы в виде горизонтальных трубчатых- змеевиков, погруженных в кипящий слой, причем трубы располагаются по направлению вдоль одной продольной оси. В свободном пространстве над кипящим слоем установлена выпуклая сводчатая перфорированная пластина, через которую газ отводится из камеры. Продольные края пластины расположены на некотором расстоянии от боковых стенок камеры, благодаря чему частицы, осаждающиеся на верхней поверхности пластины, через щели между краями пластины и боковыми стенками падают в кипящий слой (4).

Недостатком известного реактора l5 кипящего слоя является то, что на верхней стороне сводчатой перфорированной пластины, установленной в свободном пространстве над кипящим слоем, образуется слой неподвижного Щ материала, уносимого иэ реактора, что приводит к забиванию отверстий в перфорированной пластине. Кроме того, уменьшение поперечного сечения аппарата в зоне размещения пластины является причиной увеличения локальной скорости газов как через отверстия, так и в боковых зазорах между пластиной и стенками реактора, что способствует уносу частиц из аппарата через боковые зазоры, а не возвращению их в слой.

К недостаткам известного реактора следует также отнести размещение всех рядов теплообменных труб вдоль одной продольной оси„ что способствует уменьшению подвижности обрабатываемого материала и снижению величины коэффициента теплоотдачи.

Кроме того, процесс внешнего теплообмена и уменьшение пылевыноса из 40 указанного реактора осуществляется с помощью различных конструктивных узлов.

Целью изобретения является увеличение производительности за счет повышения эффективности теплообмена и снижения пылевыноса материала.

Укаэанная цель достигается тем, что в аппарате кипящего слоя, содержащем корпус, газораспределительную решетку, патрубки для загрузки и разгрузки материалов.и теплообменную насадку, состоящую из горизонтально расположенных труб, последние размещены равномерно по сечению аппарата 55 и установлены по высоте аппарата чередующимися рядами, смещенными отноа сительно друг друга под углом 30-90 при этом верхние ряды расположены над патрубком для разгрузки материала. ц

Кроме того, целесообразно трубы располагать в горизонтальной нлоскости с шагом,,,,равным 1,5-3 диаметра трубы,:а в вертикальной — с шагом равным 1-3 диаметра трубы. 65

На фиг. 1 изображен аппарат кипя щего слоя с перекрестным расположением рядов труб под углом 90, общий вид; на фиг. 2 — аппарат с перекрестным расположением рядов труб под острым углом, вид в плане.

Аппарат кипящего слоя содержит корпус 1, горизонтально расположенные трубы 2:, установленные по высоте аппарата чередующимися рядами, патрубок 3 для загрузки материала, патрубок 4 для разгрузки материала, гаэораспределительную решетку 5, расположенную в нижней части аппарата, перегородку б, которая делит аппарат на секции и обеспечивает перекрестное движение газа и материала

is аппарате, и патрубок 7 для выхода газа.

Аппарат работает следующим образом.

Дисперсный материал загружается в корпус 1 аппарата через патрубок 3 для загрузки. В агпарате материал псевдоожижается с помощью воздуха, подаваемого через газораспределительную решетку 5.

Для охлаждения (или нагревания) материала в аппарате размещена теплообменная насадка, состоящая иэ горизонтально расположенных труб 2, по которым подается охлаждающий (или нагревающий) агент.

Верхние ряды труб расположены над патрубком 4 для разгрузки материала.

Повышение коэффициента теплоотдачи в аппарате объясняется тем, что наличие в аппарате кипящего слоя мелких ячеек, образованных перекрестными рядами труб, расположенными под углом 30-90, способствует созданию более однородной структуры слоя, дроблению крупных газовых пузырей и больших агрегатов частиц, создает

| гомогенизацию слоя.

В то же время образование свободных ячеек в слое способствует сохранению большей подвижности материала, а подвижность материала обеспечивает повышение коэффициента теплоотдачи от поверхности к кипящему слою.

Размещение труб в пучке с шагом по горизонтали выбрано в пределах

1,5-3 диаметра труб, так как при шаге меньшем, чем 1,5 d трубы имеет место значительное загромождение слоя трубами, что уменьшает подвижность материала и вызывает падение коэффициента теплоотдачи с увеличением оптимальной скорости псевдоожижения.

Размещение труб по горизонтали с шагом большим 3 d трубы обеспечивает подвижность материала и повышение кбэффициента теплоотдачи, но при этом выиграша в количестве снимаемого тепла не .наблюдается, так как имеет место значительное уменьШение площади теплообменника при

894312 сохранении прежних размеров аппарата.

Относительно предельных величин вертикального шага, равных 1-3 dip, установлено, что влияние ячеек на повышение коэффициента теплоотдачи появляется в большей степени при шаге равном 1д и затем постепенно нивелируется, а при шаге равном Зд р значение коэффициента теплоотдачи приближается к значениям, пучка с шахматным расположением труб вдоль одной продольной оси, так как форма ячейки уже теряется ° Кроме того, при этом уменьшается и площадь самого теплообменника при сохранении прежних 15 размеров аппарата кипящего слоя.

Одновременно с повышением эффективности теплообмена конструкция аппарата способствует уменьшению выноса частиц из слоя при условии раэ- 26 мещения верхних рядов труб над патрубком для выгрузки материала, т.е. в свободном пространстве аппарата над уровнем кипящего слоя °

При этом размещение труб в пучке 75 необходимо выполнять перекрестно с шагом по горизонтальной оси, равным

1,5-3 диаметра трубы, чтобы перекрыть свободное поперечное сечение аппарата на пути движения газа с частицами материала, которые ударяются о нижнюю и боковые поверхности труб, что вызывает уменьшение скорос.ти частиц, и они возвращаются обратно в слой.

Формула изобретения

1. Аппарат кипящего слоя, содержащий корпус, газораспределительную решетку, патрубки для загрузки и разгрузки материала и теплообменную насадку, состоящую из горизонтально расположенных труб,. о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения производительности за счет повышения эффективности теплообмена и снижения пылевыноса материала, трубы размещены равномерно по сечению аппарата и установлены по высоте аппарата чередующимися рядами, смещенными относительно друг друга под углом 3090, при этом верхние ряды расположены над патрубком для разгрузки материала.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что трубы расположены в горизонтальной плоскости с шагом,равным 1,5-3 диаметра трубы, а в вертикальной — с шагом, равным 1-3 диаметра трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гельперин Н.И. Основы техники псевдоожижения. N., Химия, 1967, с. 131.

2.Патент Франции Р 2345208, кл. В 01 J 8/24, опублик. 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 559957, кл. F 27 В 15/00, 1975.

4. Патент ФРГ Р 2320614, кл. 31 a — 15/2, опублик. 1974.

894312

Составитель И.Иноземцева

Техред Ж. Кастелевич Корректор Л. Бокшан

Редактор С.Тараненко .Заказ 11434/59 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, .113035, Москва, E-35, Рауыская наб. д. 4/5.

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Аппарат кипящего слоя Аппарат кипящего слоя Аппарат кипящего слоя Аппарат кипящего слоя 

 

Похожие патенты:
Наверх