Аппарат кипящего слоя для тепловой обработки зернистого материала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рц 966474(22) Заявлено 16.01.81 Р 1) 3238115/29-33 1 И М. Кл,з Р 27 В 15/00 с присоединением заявки М 9 -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 151082, Бюллетень Мо 38 53 УДК 666.972. .125(088.8) Дата опубликования описания 15 . 10 . 82(54) АППАРАТ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к технике тепловой обработки зернистого материала в аппаратах кипящего слоя и может быть использовано в металлур-. гической промышленности и промышленности стройматериаловИзвестен аппарат для тепловой обработки зернистого материала, шахта которого может быть выполнена в горизонтальном сечении круглой, прямо" угольной, 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 се" чением вытянутой формы. Горизонтальное сечение может быть выполнено прямоугольной, овальной, трапецеидальной и др. формы, а отношение длины к ширине составляет 1,1-4,0 21,Однако шахта вытянутой формы с указанным отношением длины к ширине не позволяет организовать в ней теплотехнически наиболее совершенный режим перЕкрестного тока. В этомслучае шахта работает в промежуточном тепловом режиме, который является более эффективным по сравнению .с режимом смешивающего теплообменника, но менее совершенным, чем режим перекрестного тока. Промежуточный режим обуславливается указанным отношением длинЫ шахты к ее ширине, так как в этомслучае скорость направленного движения материала вдоль зоны сравнимасо скоростью диффузионного перемеши вания частиц. Кроме того, при теп-ловой обработке, например, охлаждении зернистого материала, температура кипящего слоя уменьшается походу движения обрабатываемого мате риала. Наличие температурного гр ди-ента по длине зоны приводит к уменьшению фактического расхода газа и,следовательно, чисел псевдоожижения.Вследствие этого возникает неоднород ность кипящего слоя, увеличиваетсяинтенсивность перемешивания частицматериала, увеличивается диффузионная составляющая их скорости, чтоприводит к нарушению режима пере- ЗО крестного тока.30 Цель изобретения - достижениемаксимальной степени тепловой обработки.Укаэанная цель достигается тем,что в аппарате кипящего. слоя длятепловой обработки зернистого материала, содержащем шахту с горизонтальным сечением в виде трапеции,отношения большого основания трапеции и высоты к ее меньшему основанию составляют соответственно 101,3:1,9 и 6,5:9,5,Исследования работы аппарата кипящего слоя для тепловой обработкизернистого материала показывают,что режим перекрестного тока обеспечивается при значениях критерияПекле не менее 50. Такая величинакритерия Пекле достигается в томслучае, когда неоднородность кипящего слоя минимальная, а отношениедлины сечения шахты к его ширинетаково, что скорость направлениядвижения материала вдоль шахты больше скорости диффузионного перемешивания. Эти условия выполняются приуказанных отношениях большей шириныи длины сечения шахты к меньшей ширине.При соотношениях большей ширинык меньшей ширине в пределах 1,31,9 числа псевдоожижения по длинесечения шихты остаются постоянными,что максимально возможно устраняетнеоднородность кипящего слоя, приводящую к нарушению режима перекрестного тока. Пределы определеныэкспериментально, нижний предел приминимальном перепаде температурыслоя по длине сечения аппарата300 С, верхний - при максимальномперепаде температуры 800 С. 40При отношении большей ширины сечения шахты к его меньшей ширинеменьше, чем в 1,3 раза, число псевдоожижения уменьшается по ходу движения материала за счет снижения 45фактического расхода газа вследствиеснижения температуры слоя при охлаж-.дении обрабатываемого материала, ав случае нагрева число псевдоожижения увеличивается эа счет увеличенияфактического расхода газа вследствиеповышения температуры слоя. При отношении большей ширины сечения шахты к его меньшей ширине больше, чем в 1,9 число псевдоожижения55 увеличивается по ходу движения материала при охлаждении обрабатываемого материала, когда снижается фактический расход газа, а при нагревании, когда фактический расход газа повы шается - уменьшается. И в том, и в другом случаях стабильность аэродина-, мического режима нарушается, что приводит к нарушению режима перекрестного тока. 65 При соотношениях длины сеченияшахты к его меньшей ширине в пределах 6,5-9,5 обеспечивается режимперекрестного тока, так как неоднородность слоя максимально сниженавследствие соблюдения указанных соот-.ношений большей к меньшей ширинеи для обеспечения перекрестного тока(при условии Рв 7 У 50) достаточно отношение длины шахты к ее ширине, .равное 5. Так как ширина шахты походу движения материала переменная,то длина шихты больше ее максимальной ширины в 5 раэ, а меньшей в5 (1,3-1,9) = 6,5-9,5.При отношении длины сечения шахтык его ширине, меньшем 5, аппарат работает в режиме, промежуточном междурежимом смешивающего теплообменникаи режимом перекрестноготока, теплотехнически менее выгодном. Посколь-.ку сильно вытянутая форма конструктивно усложняет аппарат, достаточноограничиться отношением длины к ширине, равным 5,На Фиг, 1 схематично изображенаппарат, общий вид, на фиг,. 2 - разрез А-А на фиг. 1.АППарат КнпЯщЕГо слоя ДЛЯ ТЕПЛОвой обработки зерниетого материаласодержит шахту 1 с горизонтальнымсечением в вйде трапеции, загрузочное 2 и выгруэочное 3 устройства.Обработка материала осуществляетсяв кипящем слое 4, организованномна решетке 5 псевдоожижающим газом,подаваемым под решетку. Причем соотношение большей ширины О и длины Осечения шахты к его меньшей ширинес составляет соответственно 1,3:1,9,6,5:9,5.Аппарат кипящего слоя работаетследующим образом.В шахту 1 аппарата обрабатываемыйматериал поступает через загрузочноеустройство 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 материал, выгружается из шахты 1 аппарата. Предлагаемое соотношение большейширины О и длины Ь шахты сеченияк его меньшей ширине С обеспечиваетв кипящем слое шахты теплотехнически наиболее совершенный режим перекрестного тока, обеспечивающий наибо"лее полный теплообмен между псевдоожижающим агентом и обрабатываемымматериалом, что позволяет достичьмаксимальную степень тепловой обработки и в конечном счете снизитьудельный расход топлива,Формула изобретенияАппарат кипящего слоя .для тепловой обработки зернистого материала,966474 Составитель и.Иноземцеваедактор И.Касарда ТехредА.Бабинец Корректор Н.Король Тираж 645сударственного комитетаам изобретений и открытиа, Ж, Раушская наб. ПодписноССР 4/5 826/56ВНИИПИпо де13035, Мос Зака жгород, ул. Проектная т" ППП л содержаций шахту с горизонтальнымсечением в виде трапеции, о т л ич а ю Ш и й с я тем, что, с цельюдостижения максимальной степени тепловой обработки, отношения большегооснования трапеции и высоты к ееменьшему основанию составляет соответственно 1,3:1,9 и 6,5:9,5. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Монастырев А.В. Производствоизвести, М., "Высшая школа", 1978,с80.2. Авторское свидетельство СССРР 678330, кл. Е 27 В 15/02, 1977