Аппарат для проведения процессов во взвешенном слое

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (1) зб) В 01 ) 8/18 ВУ ю -оконичесвысотой,бжен лоу коничестреннейГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Институт ядерной энергетикиАН Белорусской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 803394, кл. В О 1 3 8/18, 1981.2. Авторское свидетельство СССРР 122139, кл. В 01 3 8/18, 1959.3. Авторское свидетельство СССРУ 456630, кл. В 01 7 8/18, 1975.(54) (57) 1. АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯПРОЦЕССОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ, содер жащии коническии корпус с отверстиями в нижней части, коаксиально которой размещена газораспределительная камера, и цилиндроконический рассе" катель, установленный по оси корпуса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, он снабжен турбинным колесом, установленным в газораспределительной камере.2. Аппарат по п.1, о т л и ч а щ и й с я тем, что цилиндркий рассекатель выполнен сравной высоте корпуса и сна пастями, установленными междкой частью рассекателя и внуповерхностью корпуса,351 1 1122Изобретение относится к аппаратамхимической технологии и может быть,использовано для проведения непрерывных процессов абсорбции, сушки,каталитических процессов во взвешенном слоеИзвестен аппарат для проведенияпроцессов во взвешенном слое, содержащий корпус, реакционную зону,перфорированную газораспределительную решетку, газораспределительныйресивер, подвижные вертикальные нерегородкиНедостатками данного аппаратаявляются неравномерность взвешенного 15слоя но сечению аппарата, а такженаличие застойных зон у стенок иподвижных вертикальных перегородокаппарата,Известен также аппарат для проведения процессов во взвешенном слое,в котором часть нсевдоожижающегоагента подают через газораспределительную решетку для достиженияпсевдоожижения, а другую часть вводят,через наклонные отверстия в сис-.тему сопел для придания кипящемуслою вращательного движения 2 .Недостатками такого аппарата являются неоднородность псевдоожижЕ- З 0ния и наличие каналообразования вовзвешенном слое, связанные с конструкцией неподвижных сопел, использование для получения закрученноговзвешенного слоя одновременно газораспределительной решетки и наклонных отверстий с системой сопел.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущноети являетсяаппарат для проведения процессов во 40взвешенном слое, содержащий конический корпус с щелевыми отверстиямив нижней части, коаксиально которойразмещена газораспределительная камера и цилиндроконический рассекатель, 4, установленный по оси корпуса. В указанном аппарате закрученный взвешенный слой достигается тангенциальнымвводом псевдоожижающего агента черезнаправляющие и щелевые отверстияв нижней части аппарата. Для ликвидации застойные зоны в центре аппара". та и увеличения скорости теплоносителя в нижней его части установленцилиндроконический рассекатель .13 .55 Однако известный апнарат имеет низкое качества обработки частиц нэ-за наличия кавалообразования в слое вследствие ввода псевдоожижающего агента в реакционную зону через неподвижные направляющие и высокие гидравлические потери, связанные с наличием зоны отрыва в верхней части аппарата и вращения потока на выходе из аппарата,Целью изобретения является снижение эксплуатационных затрат, гидравлических потерь и повышение качества обработки частиц.Поставленная цель достигается тем, что аппарат для проведения процессов во взвешенном слое, содержащий конический корпус с щелевыми отверстиями в нижней части, коаксиально которой размещена газораспределительная камера, и цилиндроконический рассекатель, установленный по оси корпуса, снабжен турбинным колесом установленным в газораспределительной камере.Кроме того, цилиндрический рассекатель выполнен с высотой, равной высоте корпуса и снабжен лопастями, установленными между конической частью рассекателя и внутренней поверхностью корпуса.На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Аппарат для проведения процессов во взвешенном слое содержит конический корпус 1 с перфорированной решеткой 2, газораспределительную камеру 3 с турбинным колесом 4, днище 5, цилиндрический рассекатель 6, пластины 7, патрубки 8 для ввода псевдоожижающего агента (газа).1Корпус 1 с перфорированной решеткой 2 образует реакционную зону, В нижней части корпуса 1 коаксиально перфорированной решетке 2 установлена газораспределительная камера 3, цилиндрическую перфорированную решетку 2 охватывает турбинное колесо 4, установленное в газораспределительной камере 3. Реакционная зона и гаэораспределительная камера 4 снизу ограничиваются днищем 5, на котором. по оси аппарата установлен цилиндроконический рассекатель 6, равный по высоте реакционной зоне. Между конической частью рассекателя 6 и верхней частью корпуса 1 установлены пластины 7. К газораспредепительной камере 3 тангенциально ее корпусу крепятся патрубки 8 для ввода псевдоожижающего агента. К корпусу 1 крепятся патрубки для ввода частиц 9, для вывода псевдоожижаю. щего агента 10 и для вывода частиц 11.Апйарат для проведения процессов во взвешенном слое работает следующим образом.Через патрубки 8 псевдоожижающий агент подается в газораспределитель О ную камеру 3, откуда через турбинное колесо 4, вращающееся от потока газа, и перфорированную решетку 2 закру- . ченный поток газа поступает в реакционную зону. В реакционной зоне газ 15 движется в кольцевой камере, образованной между рассекателем 6 и корпусом 1, и псевдоожижает частицы материала,. вводимые в аппарат через патрубок 9. Прореагировавшнй с частица О ми газ удаляется из аппарата через патрубок 10, Закрученный поток псевдоожижающего агента, проходя между пластинами 7, раскручивается, что приводит к снижению его скорости и 25 восстановлению давления. Обработанные частицы удаляются из аппарата через патрубок 11. Проходя через вращающееся турбинное колесо 4, поток газа закручивается, что приводит щ к устранению каналообразования в слое, Кроме того, .вращающиеся лопасти турбинного колеса 4 выравнивают (ос" редняют) скорость потока по периметру газораспределительной камеры 3 .ф 35 что обеспечивает однородность закрученного псевдоожиженного 1 слоя в целом.Важной проблемой аппаратов со взвешенными слоями является подвод псевдоожижающего газа в реакционнуюО зону, так как этот фактор влияет наоднородность слоя, Неоднородность .взвешенного слоя способствует воз 1 никновению в нем обратных вихревых течений, застойных зон (особенно у стенок аппарата), что приводит к45 увеличению гидравлического сопротивления и снижению качества обработки частиц газом, Кроме того, в не-однородном слое псевдоожиженных частиц возможно каналообразование, которое может привести в процессах сушки к спеканию частиц, а в каталитических процессах к оплавлению катализатора и его неравномерному старению (дезактивацин).55 Для получения однородного псевдоожиженного слоя необходимо обеспечить равномерную подачупсевдоожижавщего агента в слой, которая может быть достигнута путем обеспечения переменной перфорации газораспределительной решетки, вращением газораспределительной решетки, закручиванием взвешенного сдоя.В закрученном взвешенном слое газ движется по винтовой траектории, чем усредняется скорость газа на различных участках реакционной зоны, т.е. движение газа является однонаправленным, уменьшается количество обратных вихревых течений, застойных зон.В известном устройстве закрученный взвешенный слой образуется при тангенциальном вводе газа через направляющие и щелевые отверстия прямоугольного сечения. При такой подаче псевдоожижающего газа не исключено каналообразованне в слое и возникновение застойных зон. Это объясняется тем, что направляющие, через которые подается газ, неподвижны и при возникновении неравномерного поля давлений в газораспределительной камере неизбежно возникает канало- образование в слое. В газораспределительной камере возникают (по окружности) участки с различным статическим давлением, что приводит к нерав. - номерному полю скоростей газа, входящего в реакционную зону. В результате этого нарушается однородность взвешенного слоя. Так как при неподвижном газоподводящем устройстве (решетки, направляющие) избежать каналообразования и добиться однородности слоя невозможно, то в предлагаемом аппарате в газораспределительной камере установлено турбинное колесо, а щелевые отверстия вЫполнены в виде цилиндрической перфорированной решетки, При тангенциальном вводе газа в газораспределительную камеру под действием потока турбинное колесо начинает вращаться . При вращении турбинного колеса лопатки выравнивают поле скоростей газа на 1 входе в реакционную зону. Кроме того, лопатки, вращаясь, закручивают газовый поток и обеспечивают его тангенциальный ввод через перфорированную решетку в реакционную зону. Перфорированная решетка защищает турбинное колесо от попадания частиц ичастично выравнивает по окружности112231 Ищу Заказ 8062/б Тираж одписное ктная, 4 патент", г,Ужгоро скорость газа, входящего в реакцион- ную зону. Турбинное колесо в сочетании с перфорированной решеткой обеспечивает однородный закрученный взвешенный слой, что приводит к уст ранению отрывных зон, снижению гидравлического сопротивления и повышению качества обработки частиц.В известном устройстве над цилиндроконическим рассекателем образуется зона отрыва с обратными течениями на этом участке. Вследствие этого в предлагаемом изобретении выполнение цилиндроконического рассекателя с высотой, равной высоте реакционной зоны, привело к устранению застойной зоны и снизило гидравлическое сопротивление,С целью уменьшения уноса частиц из аппарата между конической частью 20 рассекателя и корпусом аппарата установлены пластины, которые раскручивают поток газа на выходе. При этом частично снижается вектор скорости потока газа, что способствует уменьшению уноса частиц из-за снижения предела скорости витания и снижению гидравлических потерь при движении газа вне аппарата. Кроме того, восстанавливается давление потока газа 30 на выходе из аппарата, что также снижает гидравлические потери аппарата в целом.В предлагаемом изобретении достигается отсутствие каналообразования в слое при низких скоростях псевдоожижающего газа. В известном изобретении для изменения подачи газа в реакционную зону необходимо поворачивать днище с направляющими, а в предлагаемом нет необходимости делать днище подвижным, Регулирование подачи газа в реакционную зону можно осуществлять путем изменения подачи газа в гаэораспределительную камеру, а турбинное колесо при вращении будет закручивать поток и выравнивать поле скоростей по окружности, препятствуя каналообразованию в слое при любой скорости газа (достаточной для псевдоожижения). При применении предлагаемого изобретения снижаются гиправлицеские потери на 30-357, повьппается качест.во обработки частиц, что позволяет повысить производительность аппарата на 10-207, так как при увеличении качества обработки частиц путем обеспечения высокой однородности слоя быстрее достигается необходимая степень их обработки.