Аппарат с кипящим слоем

Союа Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 24 Л 111.1970 ( 147500223-26)с присоединением заявкиМ, Кл 1 9/18 иоритет Комитет по делам иаобретеиий и открытий ори Совете Мииистоов СССРовательс алургни и и проектнь ППАРАТ ПЯ 1 ЦИМ СЛО ЕМ Изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных .процессов:в кипящем слое и может быть применено для процессов обжига и сушки, например, раствора сульфата натрия.Известен аппарат с кипящим слоем, содержащий,корпус и размещенную внутри него газораспределительную решетку.С целью обеспечения равномерного псеэдоожижения материала внутри корпуса предлагаемого аппарата под решеткой размещен диффузор с углом раскрытия 8 - 25 и соосно установленный внутри него конус с обтекателем в нижней части и лопаточками, 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 аппарата на надрешеточную 3 и подрешегочную 4 камеру, На решетке 2 лежит слой псевдоожиженного,материала, являю:цийся зоной актгтвного тепломассообмена между материалом и ожижающим агентом (газом).В пределах надрешеточной камеры 3 на корпусе 1 установлены загрузочное устройство 5 для исходного продукта, устройство б для выгрузки готового продукта, штуцер / для удаления отработанного газа, окно 8 для,подсвета, окно В,для наблюдения за процессом и смывное устройство, включающее трубу 10 для подачи жидкости, например воды, укреп ленной на корпусе 1 посредством шаровогошарнира 11, с установленными на ней вентилем 12 и распылителем 13.В,подрешеточной камере установлены штуцер 14 для подачи газа, например горячих 10 продуктов сгорания из топочного устройства,и люк 1 б для очистки от провала со встроенным в него штуцером 16 с вентилем 17 для удаления жидкости при работе смывного устройства. От воздействия высокотемператур ных газов корпус 1 загцицен футеровкой 18.Виутри подрсшеточной камеры 4 расположено газораспределительное устройство, состояшее из установленных по осн 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 рас крытия 8 - 22.Его больший выходной) диаметр принимается, исходя из необходимой плошади активной зоны решетки 2. Кольцевой бортик 21 на нем служит для поддерживания решетки 2 30 и одновременно для крепления вссго этогоузла к корпусу 1. Входная кромка диффузораимеет, плавное закругление 22 для улучшенияаэродинамической характеристики,Конус 20 короче диффузора 19, но имеетодинаковый с ним угол раскрытия, его основание лежит в плоскости наименьшего сечения диффузора, К основанию привареноднище 28, выполненное в диде 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 придаватьлюбой наклон.Футеровка 18 образует в штуцере 14 каналдля,входа горячих газов из топочного устройсгва. Если через канал возможно попаданиепрямого излучения от факела горящего топлива на диффузор 19, то в канале устанавливают экранирующую степку 27 из огнеупорного материала, например шамотного кирпича, свободную для прохода газа, но затеняющую факел,Футеровка 18 в нижней часги имеет экран28 из жаропрочного металла для защиты отпопадания влаги во время работы смывногоустройства.Работает аппарат следующим образом.На решетку 2 загружают исходный слойпродукта и;в штуцер 14 подают горячие газы.Газы перетекают сивозь экранирующую стенку 27, поступают в подрешеточную камеру 4,заполняют ее, обтекаюг снаружи диффузор19, вдоль его поверхности спускаются вниз,Огибают, входную кромку 22, входят ио внутренний кольцевой зазор и по нему двнжугсявверх внутри диффузора. Проходя лопатки 2регистр), газы достигают газораспределительной решетки 2 и через нее попадают вкипящий слой, где,вступают в коитакг " материалом, Отработанные газы удаляют из аппарата через штуцер 7.После того как слой, достигнет пеобход гмыхпараметров, начинают подавз 1 ч в аппл;ят исходный материал через загрузочное устройство 5 и выключают устройсгво 6 для выгрузкиготового продукта.Если сырье поступает в виде жидкости, например раствора, в качестве загрузочных,устройсов можно пользоваться также распылительными форсунками, располагаемыми надуровнем слоя, или,другими известными устройствами.При обезвоживании растворов и, в особенности, кристаллогидратов, решетка и вертикальные стенки аппарата зарастают монолитами (козлами), которые состоят из прочно схватившихся, между собой частиц различных модификаций готового, продукта (кристаллы, гранулы), иногда с,примесью исходного продукта. Во изоежание выхода аппарата из строя необходима его периодическаяочистка. Аппарат очищают от козлов после егоос 1 анозки с ча,.тнчного охлажденич.Сначала прекрягцают подачу сырья приработз 1 ощем разгрузочном устройстве 6 и одповременно снижа 1 от температуру газа, после чего устройство 6 останавливают, прекращают подачч газа и, не открывая аппарата, снижают температуру футеровки 18 до 200 -300 С в зависимости от материала10 Для очистки аппарата открывают,вентиль12 для поступления воды и шаровым шарниром 11 направляют трубу 10 на нужные участки стен и решетки. Для интенсификации работы целесообразно иметь на устройстве15 сменные сопла 18 или установить сразу несколько мониторов со сменными соплами.Контроль за очисткой осуществляют через окно 9, а окно 8 используют для подсвета.Во время промывания аппарата следят за20 тем, чтобы, вода перетекала,по тракту устройства,для выгрузки готового продукта.Вся смывная вода вместе с раствореннымии взмученными в ней веществами стекает вовнутреннюю полость диффузора 19 и далее в25 нижнюю часть 1 подрешеточной камеры 4, загцищенную экраном 28 от влаги,Благодря наличию,диффузора 19 расстояние от оси канала в штуцере 14,до решетки 2,диаметр канала и скорость,газов в нем не30 влияют на,качество псевдоожижения материала,Сам,диффузор при малом угле раскрытияобладает, малым,коэффициентом местного сопротивления и высокой способностью к вырав 35 ниванию поля скоростей газового потока,движущегося внутри него, благодаря благоприятным условиям для перемещения газа внаправлениях, перпендикулярных основномудвижению.40 По оси диффузора устройства установленконус 20 с танским же углом раскрытия, имеющий обтекаемое днище 28. Таким образом,газ входит не по всему сечению диффузора,а лишь в кольцевой зазор, что значительно45 улучшает ,газораспределение, так как лопатки 24 регистра гасят в потоке тангенциальные составляющие скорости, возникшие приоотекании им диффузора по наружной стороне, и этим также способствуют выравнива 50 нию поля скоростей. Лопатки выполнены поворотными на шарнирах 25 и 26 для облегчения наладки.При работе аппарата температура газораспределительного устройства может достигать,55 в зависимости от принятого режима, до б 50 -750 С. Благодаря тому, что конструкция строго симметрична и укреплена в корпусе аппарата только подвеской за бортик 21, она может свободно расширяться как в осевом, так60 и в радиальном направлениях, причем в последнем случае бортик 21 скользит нижнейсвоей плоскостью по опорному кольцу,иа кор 1 пусе аппарата 1.Газораспределительная решетка 2 под65 влиянием температуры также расширяется,Редактор Е. Левина Корректор Т. Миронова Заказ 1404/16 Изд.592 Тирагк 445 ПодгшсноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Со,етс Министров СССР Москва, Ж, Раушская паб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 при этом она скользит по верхней плоскости бортика 21. Поскольку решетка, как и газо- распределительное 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 гО 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 являются неизбежными и приводят к деформациям,Перечисленные благоприятные обстоятельства позволяют выполнить решетку из тонколистового (5 - 8 ил) материала, что увеличивает ее долговечность, так как снижается разность температур между нижней и верхней ее поверхностямипредотвращается коробление и выпучивание. Предмет изобретения1. Лппарат с кипящим слоем, содержащий,корпус и размещенную внутри него газорас пределительную 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.