Способ тепловой обработки материалов и установка для его осуществления шипова э. и.

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изаоретеиий и открытий(72) Автор 54) СПОСОБ ТЕПЛОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ О ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ШИПО,И. зоб ся к способам ериалов и мов химической,енности и друхозяйства.ловой обработв кипящем слое дуктивном подеплообменных бщают вибрацию ени бра относи отки ма ьзовано промыш ародног особ те теплово кет быт энергет сп ческо х от Изв сляхтен и сып их ма лните ериаловьном колою оторым со ри доп оде те ла кв, ко ен Данный способ осуществляют в установке, содержащей сушильную камеру с газораспределительной решеткой и размещенные в слое теплообменные элементы, укрепленные с помощью подве 15 сок на опорах, концы которых выведе" ны за пределы. камеры и жестко связаны с рамой; на последней в подшипни" ках параллельно опорам установленыИ вал вибропривода, причем места ввода через стенки камеры опор и вала уплотнены с помощью сильфонов, а латрубки ввода и вывода теплоносителя из теплообменных элементов снабженыгибкими соединениями 1.Данные способ и установка обеспечивает достаточно эффективную тепловую обработку материалов и в значительной мере уменьшают их налипание на теплообменные элементы. Однако наличие вибропривода, сильфонов, гибких элементов и другого оборудования, обеспечивающего вибрацию, приводит к высоким энергоэатратам и повышенной металлоемкости установки.Наиболее близким к предлагаемому является способ тепловой обработки материалов, преимущественно сушки, путем псевдоожижения обрабатываемого материала газообразным агентом и дополнительного подвода тепла к слою материала с помощью теплоотдающей поверхности циркуляционного контура, тепловоспринимающую поверхность которого нагревают топочными газами, получаемыми в процессе сжигания топлива.Э 92Данный способ осуществляют в установке, содержащей циркуляционный контур с тепловоспринимающей и теплоот.дающей поверхностями, по крайней мере, одну камеру взвешенного слоя сгазораспределительной решеткой,над,которой в слое обрабатываемого материала размещена теплоотдающая поверхность контура, образованного тепловыми трубами, и топку 2,Однако количество передаваемоготепла псевдоожиженному материалув камерах взвешенного слоя ограничивается допустимыми для обрабатываемого материала скоростью и температурой псевдоожижающего агента - теплоносителя, поэтому продукты сгораниятоплива (дымовые газы) перед поступлением на псевдоожижение в камерувзвешенного слоя или для нагревапсевдоожижающего агента разбавляютсяпримерно до избытка с = 4-7, приэтом значительно снижается термичес. -кий КПД использования топлива, увеличивается количество отходящих (отработавших) газов и удорожается ихочистка перед выбросом в атмосферу.При передаче тепла материалу в камерах взвешенн го слоя температурныйпотенциал псевдоожидающего агентасрабатывается в активной зоне слоя,т.е. на участке высотой 25-150 ммнад решеткой. В зоне выше 15-150 мм(пассивная зона) температура псевдоожижающего агента приближается к температуре отходящих газов, что делает теплообмен по основному объемувзвешенного слоя пассивным из-за незначительной разности температурыагента и материала. При сжиганиитоплива в камерных топках, футерованных огнеупором, температура факела должна поддерживаться достаточновысокой - обеспечивающей хорошеесгорание топлива, во избежание загрязнения материала продуктами неполного сгорания, что приводит к значительному температурному износу футеровки и частым ремонтам с большимизатратами,Кроме того, известной установкеприсущи все недостатки, относящиесяк органическим недостаткам тепловыхтруб (повышенные требования к герметичности, ограничение теплопередающей способности и т.п.),Цель изобретения - повышение экономичности и сокращение количестваотходящих газов, 24 б 0 10 15 го г 5 30 35 4Данная цель достигается тем, что в качестве газообразного агента используют топочные газы, прошедщие тепловоспринимающую поверхность контура, которую нагревают непосредственно в зоне сжигания топлива, причем сжигание ведут при избытке окислителя с(, = 1,0- 1,4, При этом мате-риал обрабатывают при его перемещении через несколько псевдоожиженныхслоев, последовательно продуваемыхтопочными газами, причем к топочнымгазам, прошедшим через слой, .дополнительно подводят тепло от контурас помощью теплообменных элементов,которые как и теплоотдающие поверхности, подключают параллельно к прямой и обратной ветвям контура. Кроме того,от контура после тепловоспринимающей поверхности часть теплоносителя отбирают для других потребителей, а после теплоотдающей - контур подпитывают от постороннего источника.Поставленная цель достигается также тем, что в установке топка выполнена в виде теплогенератора, в котором размещена тепловоспринимающая поверхность контура. Причем установка содержит дополнительный рекуперативный теплообменник, установленный между теплогенератором и решеткой.Топливо в количестве, обеспечивающем приготовление заданного объема псевдоожижающего агента, сжигают в топке с близким к стехиометрическому избытком воздуха (окислителя), а получающиеся при этом высокотемпературные дымовЬе газы сначала охлаждают до заданной температуры через стенку тепловоспринимающей поверхности циркулирующим в контуре теплоносителем, а потом используют какпсевдоожижающий газообразный агентв камере взвешенного слоя. Взвешенному слою материала дополнительнопередают тепло от теплоотдающей поверхности контура, а в многокамерныхустановках еще и путем многократногонагрева агента с помощью теплообменных элементов, размещенных над слоем. На фиг. 1 схематически показана однокамерная установка взвешенного слоя, работающая по предлагаемому способу с естественной циркуляцией теплоносителя в контуре; на фиг.2 однокамерная установка с рекуперативным теплообменником и принудитель922460 6нитрит-нитратной смеси солей с рабо.чей температурой 500 С), а потом направляют их под газораспределительные решетки 2 в качестве газообразного агента на псевдоожижение непосредственно или через рекуперативныйтеплообменник 8. Теплообменник 8 может служить для нагрева псевдоожижающего агента, Нагретый теплоноситель1 О также передает взвешенному слою материала тепло через стенку погруженной в него теплоотводящей поверхностиПри малых избытках воздуха и в15 случае необходимости температурутопочных газов понижают, разбавляяих перед вводом под решетку 2 илиперед подачей в теплообменник 8 воздухом стрелка 15), Для повышения20 температуры топочных газов в многокамерной установке к топочным газам,прошедшим через взвешенный слой,дополнительно подводят тепло от теплообменных элементов 11. Отработавшие25 топочные газы удаляют через газоход 12.Технические решения по предлагаемому изобретению интенсифицирует теплоподвод к взвешенному слою материало ла, способствует увеличению производительности установки, повышению тер.мического КПД использования топлива,что, в свою очередь, приводит к егоэкономии, уменьшению количества отходящих газов на единицу высушенногопродукта и уменьшению затрат на ихочистку,Тепловоспринимающая поверхностьциркуляционного контура защищает фу 4 О теровку топки от ее температурногоизноса. Формула изобретения 5ной циркуляцией теплоносителя вконтуре; на фиг. 3 - трехкамернаяустановка с принудительной циркуляцией теплоносителя в контуре,Установка содержит одну или несколько поярусно расположенных камер1 взвешенного слоя с газораспределительными решетками 2. Над решеткамив слое обрабатываемого материала расположена теплоотдающая поверхность 3циркуляционного контура, тепловоспринимающая поверхность 4 которого размещена в топке 5, выполненной в видетеплогенератора. Теплогенератор может выполнять функции парового илижидкостного котлов, при этом могутбыть использованы самые различныетеплоносители (в том числе и металлические),Контур может быть выполнен с естественной или принудительной циркуляцией в последнем случае в циркуляционном контуре устанавливается,насос 6), В подрешеточном пространстве 7 может быть установлен рекуперативный теплообменник 8. При выполнении установки многокамерной теплоотдающая поверхность 3 каждой камеры 1 параллельно подключена к прямой 9 и обратной 10 ветвям контура.,а над слоем расположены теплообменные элементы 11, аналогично подключенные к прямой 9 и обратной 10 ветвям контура, Установка содержит также газоход 12 отработавшего сушильного агента, а циркуляционный контурможет иметь магистрали 13 и 14 соответственно для отбора теплоносителя другим потребителям и для подпитки контура от постороннего источника, При необходимости топочные газыразбавляют воздухом (стрелка 15)Работает установка следующим образом,Топливо с небольшим для технологических топок избытком воздуха,например с = 1,0- 1,4, сжигают втопке 5 в количестве, обеспечивающем получение топочных газов вколичестве, способном создать скорость, необходимую для псевдоожижения материала, Полученные высокотемпературные топочные газы с температурой 1862 и 1160 С, сначала охлаждают до температуры, например, 600ос помощью тепловоспринимающей поверхности 4 контура с теплоносителем (например расплав свинец-висмут с рабочей температурой 600 фС или расплав 1; Способ тепловой обработки материалов, преимущественно обезвоживания и сушки, путем псевдоожижения обрабатываемого материала газообразным агентом и дополнительного подвода тепла к слою материала с помощью теплоотдающей поверхности циркуляционного контура, тепловоспринимающую поверхность которого нагревают топочными газами, получаемыми в процессе сжигания топлива, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности и сокращения коли чества отходящих газов, в качестве922460 газообразного агента используют топочные газы, прошедшие тепловоспринимающую поверхность, которую нагревают непосредственно в зоне сжигания топлива, причем сжигание ведут при 5 избытке окислителя с = 1,0- 1,4.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что материал обрабатывают при его перемещении через несколько псевдоожиженных слоев, по- ф следовательно продуваемых топочными газами, причем к топочным газам, прошедшим через слой, дополнительно подводят тепло от контура с помощью теплообменных элементов, которые как 1 и теплоотдающие поверхности подключают параллельно к прямой и обратной ветвям контура,3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что от контура после 20 тепловоспринимающей поверхности часть теплоносителя отбирают для других потребителей, а после теплоотдающейконтур подпитывают от постороннего источника. 25 84. Установка для тепловой обработки материалов, содержащая циркуляционный контур с тепловоспринимающей: итеплоотдающей поверхностями, по крайней мере, одну камеру взвешенногослоя с газораспределительной решеткой, над которой в слое обрабатываемого материала размещена теплоотдающая поверхность контура, и топку,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения экономичности, топкавыполнена в виде теплогенератора,в котором размещена тепловоспринимающая поверхность контура.5, Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она содержит дополнительный рекуперативныйтеплообменник, установленный междутеплогенератором и решеткой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 434241, кл. Г 26 В 17/10, 19712. Авторское свидетельство СССРИ 580428, кл. Е 26 8 17/10 1976.922460Фиг 3Составитель О,Мартинчик Редактор С,Патрушева Техред Й. Кастелевич Корректор " шаР ш з 2553/50 Тираж 738 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4