Аппарат для обжига и сушки зернистого материала в псевдоожиженном слое

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцналнстнчесннк

Республик

4 щ977915 (61 ) Дополнительное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 05. 11. 80 (21) 3002654/29-33 (51)М. Кл. с прнсоедниенневт заявки лв (23)Прнорнтет -

F 27 В 15/00

)Ьеудэретвевый квмктвт

CCCP ае аелвм кзоврвтвнмй и вткрыткй

Опубликовано 30.11.32. Бюллетень мв 44 (53) УДК 66.047. .451(088.8) Дата опубликования описания 02. 12.82 и Ленингрвдскии ордена Октябрьскои Революции и ордена, (71) Заявители «Трудового Красного Знамени технологический институт =- „ -. -- им. Ленсовета (54) АППАРАТ ДЛЯ ОБЖИГА И СУШКИ ЗЕРНИСТОГО

МАТЕРИАЛА В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

Изобретение относится к промыш ленности строительных материалов, цветной, черной металлургии и химической промышленности.

Известен аппарат для обжига зернистых материалов в псевдоожиженном слое, содержащий корпус с днищеи, в основании которого расположено на1правляющее устройство, имеющее профиль кривой Гаусса (13.

2 шению гидродинаиического режима псевдоожижения. Наоборот, при малой ширине направляющего устройства скорость газа в нижней части аппарата возрастает, зна .ительно растет и гидравлическое сопротивление аппарата, слой поднимается выше, при этом нижняя часть днища оголяется, что также нежелательно, так как увеличивает рабочий объеи аппарата и приводит к перегреву направляющего устройства при подаче в щели горячих газов с достаточно высокой температурой. Большое значение имеет и сам профиль кривой направляющего устройства, предназначенного для концентрации входящих газовых потоков.

Цель изобретения - повышение гидродинаиической устойчивости и интенсивности работы псевдоожиженного слоя.

Указанная цель достигается теи, что в аппарате для обжига и сушки зернистого материала в псевдоожиженном слое, содержащем корпус с днищеи, Однако произ льный профиль кр вой направляющего устройства не обеспечивает достаточно высокую гидродинамическую устойчивость и интенсив1S ность работы псевдоожиженного слоя, так как они существенно зависят от размеров и профиля кривой направляющего устройства. Так, например, при значительной ширине последнего ско-. 2o рость газа в нижнем сечении аппарата уменьшается и частицы малых диаметров оседают на поверхность направляю щего, устройства, что приводит к нару3 977915 в основании которого расположено направляющее устройство с профилем в виде кривой .Гаусса, ширина направляющего устройства равна

1 = md + n, $ где d - средний диаметр обрабатываемых частиц, мм;

rrr 10-12;

n = 60-80;. а высота составляет 0,5-0,6 ширины L. 1î

Кроме того, целесообразно, чтобы коэффициент, характеризующий профиль кривой направляющего устройства, был равен К =(6-10) 10 З.

На чертеже схематически изображен 1$ аппарат для обжига и сушки зернисто1-о материала в псевдоожиженном слое.

Аппарат содержит корпус 1 с желобообраэным днищем 2, в основании которого расположено направляющее устройство 3, имеющее профиль кривой нормального распределения Гаусса. Между направляющим устройством и боковыми стенками образованы щели 4 для подачи первичной кислородно-воздушной смеси. Дополнительные щели 5 для пода- чи вторичной кислородно-воздушной смеси расположены на боковых стенках на расстоянии 3-10 высот направляюЭО щего устройства от основания.

Отверстия 6 для подачи топлива такО же выполнены на боковых стенках и расположены:в шахматном порядке напротив друг друга под щелью 5 для подачи вторичной кислородно-воздушной смеси.

Патрубок 7 предусмотрен для загрузки, а патрубки 8 и 9 для выгрузки материала.

Возможны другие конструкции аппарата, применяющего направляющее устройство, имеющее профиль кривой Гаусса, к которым также применимо предлагаемое изобретение.

Устойчивость работы псевдоожиженного слоя в аппарате описанной конструкции существенно зависит от ширины . направляющего устройства, которая, в свою очередь, определяется от. среднего диаметра обрабатываемых частиц по соотношению

М

L md + rl е

Если rp .с 10 и п с 60, то ширина направляющего устройства существенно уменьшается, при этом скорость: газа в нижней части аппарата возрастает, значительно растет и гидравлическое сопротивление аппарата, слой поднимается выше, при этом нижняя часть дни4 ща оголяется что нежелательно так как увеличивается условный объем аппарата, что, в свою очередь, приводит к, перегреву напра вля еще го устрой ства при подаче в щели горячих газов с достаточно высокой температурой.

В случаях, если m о 12 и h 7 ЯО, то ширина направляющего устройства увеличивается, скорость газа в нижнем сечении аппарата уменьшается и частицы материала оседают на поверхность направляющего устройства, что приводит к потере устойчивости работы слоя и нарушению гидродинамического режима псевдоожижения.

Таким образом, каждому диаметру обрабатываемых частиц соответствует вполне определенный диапазон изменений ширины направляющего устройства.

Если рассматривать случаи определения L. npu m < 10, à n > 80 или наоборот при m > 12, à n < 60, то для того, чтобы L находилось в заданном диапазоне изменений, коэффициенты m и и перестают быть константами и становятся переменными величинами для каждого диаметра частиц.

Большое значение для работы слоя имеет и сам профиль кривой направляющего устройства, предназначенного для концентрации входящих газовых потоков, который описывается функцией вида

Кх

y h P

2 где 0 - высота направляющего устройства, мм; х и у - текущие координаты точек кривой по соответствующим осям мм

К - коэффициент, характеризующий профиль кривой, выбираемый в пределах от 6 10 Здо 10 10 З, С увеличением К возрастает крутизна профиля кривой направляющего устройства, кривая сжимается к центру, что способствует концентрации газовой струи и, следовательно, увеличению скорости потока в центральной части аппарата. Однако при увеличении

К ) 10 10 профиль кривой становится таким, что боковые газовые потоки при отрыве от направляющего устройства не только не концентрируются,а даже несколько закручиваются, т.е. слияния потоков не происходит и каждый из них движется симметрично, как бы в "своей половине аппарата".

9779

В этом случае происходит значительное снижение скорости газового пото" ка в центральной части аппарата.

Если К С 6 .10 З, то профиль кривой направляющего устройства становится более пологим, концентрация боковых газовых потоков заметно ухудшается и происходит уже не слияние, а скорее пересечение газовых потоков, в результате чего скорость газа в централь- tO ной части аппарата также снижается и происходит быстрое выравнивание скоростей газа по всему сечению аппарата. Аппарат работает следующим образом. 1 В результате подачи первичной кислородно-воздушной смеси через щель 4 смесь материала и ожижающего агента приобретает направленное перемещение.

При этом в центральной части слоя об- 20 разуется струя, попав в. которую частицы материала выносятся на поверхность слоя и отбрасываются к стенкам . аппарата.

В псевдоожиженном слое образуют- 2З ся три зоны движения материала: струя в центральной части - восходящий поток, пристеночная зона - нисходящий поток и промежуточная зона. Сжигание топлива осуществляется в центральной 30 части слоя. Сюда же для полноты сгоранил топлива подается вторичная кислородно-воздушная смесь.

Направляющее устройство служит для концентрации газового потока в центральной части псевдоожиженного слоя, поэтому профиль кривой направляющего устройства оказывает значительное влияние на скорость газового потока в ядре псевдоожиженного слоя. Так, на- 4в пример, с увеличением коэффициента

К, характеризующего профиль, кривая

Гаусса сжимается к центру, что способствует концентрации газовой струи и, следовательно, увеличению скорос" ти потока в центральной части аппара; та и наоборот. Правильно выбранные раз-!

1меры направляющего устройства в зави симости от среднего диаметра обра15 d батываемых частиц обеспечивают стабильность режима псевдоожижения без выполнения мелких частиц из слоя на поверхность направляющего устройства.

Оптимальwe диапазоны изменения ко" эффициентов в соотношениях для опре,,деления размеров и профиля кривой ! установлены экспериментально.

Размеры и профиль кривой направля" ющего устройства, определенные по приведенным соотношениям, обеспечива" ют гидродинамическую устойчивость работы слоя б-3 нарушения режима псевдоожижения и высокую скорость газовой струи в центральной части аппарата, что способствует интенсивности работы слоя при сравнительно невысоком гидравлическом сопротивлении аппарата. формула изобретения

1. Аппарат для обжига и сушки зер " нистого материала в псевдоожиженном слое, содержащий корпус с днищем, в основании которого расположено направляющее устройство с профилем в виде кривой Гаусса, о т л и ч а ю щ и и " с я тем, что, с целью повышения гидродинамической устойчивости и интенсивности работы псевдоожиженного слоя, ширина направляющего устройства равна

l,=md+n, где d - средний диаметр обрабатываемых частиц мм п1 = 10-12;

n - 60-80, а высота составляет 0,5-0,6 ширины,.l

2. Аппарат пэ и. 1, отличающийся тем, что коэффициент, характеризующий профиль кривой направ" ляющего устройства, равен К =(6-10)»

„10-3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 669165, кл. F 27 В 15/00, 1976 (прототип).

977915

Составитель И. Иноземцева

Редактор С. Пекарь Техоеа M.ÊîøòÓÐà Коооектоо 8, Поохненко

»»м»«««е««»««»««» »»«»»»»аа«8у« «. ««е»»»»»»««»ьъв«»««ъа«м » ю заказ 9195/5) Тираж 605 Подйисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж"35 Рамшская набд а. 4/5

«»»»«»»«««»«»««««««»««»«А»«»»5«l««»у»«»«»«»««««««ъю»««ъВ«« а филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4