Аппарат кипящего слоя для тепловой обработки зернистого материала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и> 966474 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 01. 81 (21) 3238115/29-33

Р )М g> 3

F 27 В 15/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1510.82. Бюллетень №38

t$3) УДК 666.972. .125(088.8) Дата опубликования описания 15 . 10 . 82 (54) АППАРАТ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ

ОБРАБОТКИ ЭЕРНИСТОГО MATEPHMIA

Изобретение относится к технике тепловой обработки зернистого материала в аппаратах кипящего слоя и может быть использовано в металлур-. гической промышленности и промышленности стройматериалов °

Известен аппарат для тепловой обработки зернистого материала, шахта которого может быть выполнена в горизонтальном сечении круглой, прямоугольной, овальной и т.п. формы 1).

Однако наличие температурных градиентов по длине зоны приводит к неравномерному распределению газов по сечению форм, что снижает тепловую эффективность работы печи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

-аппарат кипящего слоя для тепловой обработки зернистого материала, со- держащий шахту с горизонтальным сечением вытянутой формы. Горизонтальное сечение может быть выполнено прямоугольной, овальной, трапецеидальной и др. формы, а отношение длины к ширине составляет 1,1-4,0 2), Однако шахта вытянутой формы с указанным отношением длины к ширине не позволяет организовать в ней теплотехнически наиболее совершенный режим перЕкрестного тока. В этом случае шахта работает в промежуточном тепловом режиме, который является более эффективным по сравнению . с режимом смешивающего тепяообменника, но менее совершенным, чем режим перекрестного тока.

Промежуточный режим обуславливается указанным отношением длинЫ шахты к ее ширине, так как в этом случае скорость направленного движения материала вдоль зоны сравнима со скоростью диффузионного перемешивания частиц. Кроме того, при тепловой обработке, например, охлаждении зернистого материала, температура кипящего слоя уменьшается по ходу движения обрабатываемого мате20 риала. Наличие те ратурного гр ди- ента по длине зоны приводит к уменьшению фактического расхода газа и, следовательно, чисел псевдоожижения.

Вследствие этого возникает неоднород25 ность кипящего слоя, увеличивается интенсивность перемешивания частиц материала, увеличивается диффузионная составляющая их скорости, что приводит к нарушению режима пере30 крестного тока.

966474

При отношении большей ширины сечения шахты к его меньшей ширине больше, чем в 1,9 число псевдоожижения 5S увеличивается по ходу движения материала при охлаждении обрабатываемого материала, когда снижается фактический расход газа, а при нагревании, когда фактический расход газа повы- 60 шается — уменьшается. И в том, и в другом случаях стабильность аэродина-, мического режима нарушается, что приводит к нарушению режима перекрестного тока. 65

Цель изобретения — достижение максимальной степени тепловой обработки.

Укаэанная цель достигается тем, что в аппарате кипящего. слоя для тепловой обработки зернистого мате- 5 риала, содержацем шахту с горизонтальным сечением в виде трапеции, отношения большого основания трапеции и высоты к ее меньшему основанию составляют соответственно 10

1,3:1,9 и 6,5:9,5, Исследования работы аппарата кипя щего слоя для тепловой обработки зернистого материала показывают, что режим перекрестного тока обеспечивается при значениях критерия

Пекле не менее 50. Такая величина критерия Пекле достигается в том случае, когда неоднородность кипящего слоя минимальная, а отношение длины сечения шахты к его ширине таково, что скорость направления движения материала вдоль шахты больше скорости диффузионного перемешивания. Эти условия выполняются при указанных отношениях большей ширины и длины сечения шахты к меньшей ширине.

При соотношениях большей ширины к меньшей ширине в пределах 1,31,9 числа псевдоожижения по длине сечения шихты остаются постоянными, что максимально возможно устраняет неоднородность кипящего слоя, приводящую к нарушению режима перекрестного тока. Пределы определены экспериментально, нижний предел при минимальном перепаде температуры слоя по длине сечения аппарата

300 С, верхний — при максимальном перепаде температуры 800 С. 40

При отношении большей ширины сечения шахты к его меньшей ширине меньше, чем в 1,3 раза, число псевдоожижения уменьшается по ходу движения материала за счет снижения 45 фактического расхода газа вследствие снижения температуры слоя при охлаж-. дении обрабатываемого материала, а в случае нагрева число псевдоожижения увеличивается эа счет увеличения фактического расхода газа вследствие повышения температуры слоя.

При соотношениях длины сечения шахты к его меньшей ширине в пределах 6,5-9,5 обеспечивается режим перекрестного тока, так как неоднородность слоя максимально снижена вследствие соблюдения указанных соот-. ношений большей к меньшей ширине и для обеспечения перекрестного тока (при условии Рв 50) достаточно отношение длины шахты к ее ширине, . равное 5. Так как ширина шахты по ходу движения материала переменная, то длина шихты больше ее максимальной ширины в 5 раэ, а меньшей в

5 (1,3-1,9) = 6,5-9,5.

При отношении длины сечения шахты к его ширине, меньшем 5, аппарат работает в режиме, промежуточном между режимом смешиваюцего теплообменника и режимом перекрестного тока, теплотехнически менее выгодном. Посколь-. ку сильно вытянутая форма конструктивно усложняет аппарат, достаточно ограничиться отношением длины к ширине, равным 5.

На фиг. 1 схематично изображен аппарат, общий вид, на фиг.. 2 — разрез А-А на фиг.

Аппарат кипящего слоя для тепловой обработки зерниотого материала содержит шахту 1 с горизонтальным сечением в вйде трапеции, загрузочное 2 и выгруэочное 3 устройства.

Обработка материала осуцествляется в кипящем слое 4, организованном на решетке 5 псевдоожижающим газом, подаваемым под решетку. Причем соотношение большей ширины G и длины сечения шахты к его меньшей ширине с составляет соответственно 1,3:1,9, 6,5:9,5.

Аппарат кипящего слоя работает следующим образом.

В шахту 1 аппарата обрабатываемый материал поступает через загрузочное устройство 2. В шахте происходит охлаждение или нагревание обрабатываемого материала в процессе теплообмена в кипящем слое 4 с псевдоожиженным газом, подаваемым под решетку 5.

Через выгруэочное устройство 3 мате= риал. выгружается из шахты 1 аппарата. Предлагаемое соотношение большей ширины а и длины Ь шахты сечения к era меньшей ширине с обеспечивает в кипящем слое шахты теплотехнически наиболее совершенный режим перекрестного тока, обеспечивающий наиболее полный теплообмен между псевдоожижающим агентом и обрабатываемым материалом, что позволяет достичь максимальную степень тепловой обработки и в конечном счете снизить удельный расход топлива, Формула изобретения

Аппарат кипящего слоя .для тепловой обработки зернистого материала, 966474

Wuz Z

Составитель и.Иноземцева

ТехредА.Бабинец Корректор Н.Король

Редактор И.Касарда

Заказ 7826/56 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 содержаций шахту с горизонтальным сечением в виде трапеции, о т л и ч а ю Ш и и с я тем, что, с целью достижения максимальной степени тепловой обработки, отношения большего основания трапеции и высоты к ее меньшему основанию составляет соответственно 1,3:1,9 и 6,5:9,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ионастырев A.Â. Производство извести. M. "Высшая школа", 1978, с ° 80.

2. Авторское свидетельство СССР

9678330, кл. F 27 В 15/02, 1977 (прототип) .