Теплообменник

.":г Отбкй МГ " "ф ОГГИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Я Союз Советских Социалистических Республик.3 по делам изобретеии и открытий(45) Дата опубликова описания 30.04.8(72) Авторы изобретени Иностранцыорж Серль и Робер (Франция) Иностранная фирмАлюминиум Пешин (Франция)(54) Изобретение относится к технике тепло- обмена и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности.Известен теплообменник, содержащий обогреваемый кожух и по меньшей мере одну теплообменную секцию с вертикальными циркуляционными трубами нисходящего и восходящего потоков дисперсного материала, последние из которых размещены в кожухе,1. В кожухе размещены и трубы нисходящего потока.Недостатком известного теплообменника является низкая экономичность.Цель изобретения - повышение эконо. мичности.Поставленная цель достигается тем, что трубы нисходящего потока дисперсного материала выполнены диаметром, превышающим диаметр труб восходящего потока, и имеют суммарную теплообменную поверхность, не превышающую суммарную тепло- обменную поверхность труб восходящего потока.Кроме того, трубы нисходящего потока дисперсного материала могут быть расположены вне кожуха.На фиг. 1 схематически изображена схема установки, включающеи оппсываемыи теплообменник; на фиг. 2 - теплообменник в вертикальном разрезе; на фиг. 3 - вариант теплообменника.5 Установка преимущественно для получения сухой безводной окиси алюминия (фиг. 1) содержит вращающуюся обжиговую печь 1 с вводом 2 приточного воздуха и выводом 3 дымовых газов, вводом 4 и вы О водом 5 дисперсного материала (гидроокиси алюминия). Перед печью 1 по ходу движения дисперсного материала расположен теплообменник 6 с кожухом 7, имеющим подводящий 8 и отводящий 9 патрубки для 15 дымовых газов, а также загрузочный 10 иразгрузочный 11 патрубки обрабатываемого материала. Загрузочный патрубок 10 подключен к питателк 12. Дымовые газы пз кожуха 7 через патрубок 9 отводятся в 20 электрофильтр 13 и далее в вытяжную трубу 14,Теплообменник 6 представляет собой аппарат (фиг. 2), в котором осуществляется самопроизвольное псевдоожижение дисперс ного материала за счет выделяющихся изнего при обработке паров или газов. Он содержит размещенные в кожухе 7 вертикальные циркуляционные трубы нисходящего315 й %восходящего 16 потоков дисперсного материала, которые в каждой из теплообменных секций соединены вверху через камеру 17 перемешивания и внизу через камеру 18 псевдоожижения. Камеры 17 соединены одна с другой последовательно при помощи перетоков 19.Диаметр труб 15 превышает диаметр труб 16, но суммарная теплообменная поверхность труб 15 не превышает суммарной теплообменной поверхности труб 16.В варианте теплообменника (фиг. 3) труба 15 расположена вне кожуха 7,Теплообменник работает следующим образом,Влажная гидроокись алюминия подается через патрубок 10 непосредственно в камеру 17 перемешивания первой секции, где она благодаря завихрениям, создаваемым кипящим слоем, тесно перемешивается с уже сухой окисью алюминия, имеющей температуру 130 - 160 С, являющуюся средней температурой этой секции, Окись алюминия, выходящая через патрубок 11 из теплообменника 6, содержит еще около 11% химически связанной воды при температуре порядка 300"С, являющейся средней температурой выходной секции, Действительно, тригидрат окиси алюминия теряет примерно 300 С две молекулы воды, а последняя молекула отщепляется только примерно при 700 С во вращающейся печи 1,Основное сопротивление теплообмену оказывает пленка дымовых газов. Конструкция, в которой газ-теплоноситель (дымовые газы), поступающий из печи 1, движется снаружи труб 15 и 16 и перпендикулярно к ним, является наиболее целесообразной. Получаемые коэффициенты теплообмена составляют порядка 50 ккал/мч для труб диаметром 50 мм и температуры газа-теплоносителя 500 С при скорости газа порядка 6 - 8 м/с, Поверхность теплообмена, необходимая для получения 1000 т обожженнойокиси алюминия в день, составляет порядка 1500 м при превращении гидроокиси алюминия, содержащей 15% гигроскопической воды и имеющей температуру 60 С, в окись алюминия, содержащую 11/о химически связанной воды и имеющую температуру 300 С. Такой теплообменник, приспособленный для работы с вращающейся печью, позволяет экономить 15 - 20 кг жидкого топлива на тонну 10 15 20 25 30 35 40 45 50 обожженной окиси алюминия без заметног увеличения потребления электроэнергии по сравнению с известными теплообменниками.Опытная установка, аналогичная изображенной на фиг, 2, но имеющая только одну секцию, содержит трубу 15 диаметром 222 мм, длиной 5 метров, т. е. с площадью поверхности 3,5 м, и шестнадцать труб 16 диаметром 54 мм, длиной 5 метров, т. е. с общей площадью поверхности 13,6 м. Поверхность теплообмена труб 16 в четыре раза превышает поверхность теплообмена труб 15. Коэффициент теплообмена для труб диаметром 54 мм составляет 50 ккал/ м ч град, а для труб диаметром 222 мм - 25 ккал/м ч град.Перепад температур между трубами 15 и 16 достигает 5 - 20 С в,зависимости от расхода подачи и рециркуляции, Следовательно, выделение водяного пара в трубах 16 гораздо интенсивнее, чем в трубе 15 тем более, что при некоторых температурах реакция дегидратации очень чувствительна к температуре. Соответствующая скорость нисходящего потока в трубе 15 достигает 1,5 - 3 м/мин. Циркулирующая масса в 4 - 8 раз превышает массу, выдаваемую теплообменником в единицу времени. Формула изобретения1. Теплообменник, содержащий обогреваемый кожух и по меньшей мере одну тепло- обменную секцию с вертикальными циркуляционными трубами нисходящего и восходящего потоков дисперсного материала, последние из которых размещены в кожухе, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, трубы нисходящего потока дисперсного материала выполнены диаметром, превышающим диаметр труб восходящего потока, и имеют суммарную теплообменную поверхность, не превышающую суммарную теплообменную поверхность труб восходящего потока.2. Теплообменник по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что трубы нисходящего потока дисперсного материала расположены вне кожуха.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мю 251133, кл, Р 280 19/04, 1966.