Тепломассообменный аппарат

 

ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, преимущественно сушилка для сыпучих материалов, содержащий вертикальную пневмотрубу, введенную верхним концом , снабженным профильными лопатками , в осадительную камеру, отличающийся тем, чти, с целью повышения эксплуатационной надежности , верхний конец пневмотрубы вьтолнен в виде сочлененных между собой диффузора и цилиндрического насадка, внутрь которого вмонтированы профиль-, laie лопЕтки, причем в осадительном канале дополнительно установлен соосно с пневмотрубой каскад частично входящих одна в другую конических обечаек, нижняя из которых расположена с частичным перекрытием насадка. $

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Р Ч

РЕСПУБЛИН (sa)s F 26 В 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУААРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3526765/24-06 (22) 20.12.82 (46) 15.10.90. Бюл. Ф 38 (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (72) Л.М. Кис, 10.Б. Костромкин и С.П.Сунцев (53) 66.047.751(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 614305, кл. F 26 В 17/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 630966, кл. F 26 В 17/10, 1977. (54) (57) ТЕПЛОМАССООБМВННЫЙ АППАРАТ, преимущественно сушилка для сыпучих

Изобретение относится к технике проведения йроцессов тепломассообмена между сыпучими материалами н пневмогазовой средой и может быть использовано в химической, угольной и пищевой промьнпленностях, а также в производстве минеральных удобрений, например для термообработки калийного флотоконцентрата перед прессовым гранулированием.

Известна установка для сушки дисперсных материалов, которая содержит вертикально установленную пневмотрубу Вентури с диффузором, размещенным внутри осадительной камеры переменного сечения. Над выходным окном диффузора расположен плоский отражатель.

Как показали исследования, наиболЬшая эффективность улавливания ( 86-89Х) в такой установке достигается при закреплении отражателя под

„Я0„„1097020 А 1 материалов, содержащии вертикальную пневмотрубу, введенную верхним концом, снабженным профильными лопатками, в осадительную камеру, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, верхний конец пневмотрубы выполнен в виде сочлененньж между собой диффузора и цилиндрического насадка внутрь которого вмонтированы профильные лопатки, причем в осадительном канале дополнительно установлен соосно с пневмотрубой каскад частично входящих одна в другую конических обечаек, нижняя из которых расположена С частичным перекрытием насадка. а

® углом 45-50 к плоскости ньжодного окна диффузора диаметром d когда

9 расстояние от плоскости выходного окна, считывая вдоль оси пневмотрубы, до плоскости отражателя составляет 1 ©

1,0-1,3д. 1

Однако такое расположение отражателя приводит к росту гидравлическо- (Я го сопротивления осадительной камеры (,) в 1,5 раза; к ускоренному износу плоского отражателя из-за лобового соударения с газовзвесью; к увеличению потерь крупных и средних классов материалов на 18-25Х вследствие дробления при соударении о плоскость отражателя. Ф "

Известен также тепломассообменный и аппарат (сушилка) для сыпучих материалов, содержащий вертикальную пневмотрубу, введенную верхним концом, снабженным профильными лопатками, расположенными вокруг ее вертикальной

1097020 части, в осадительную камеру, и конический отбойник. .В данном аппарате поток газовзве.си, истекающий.из пневмотрубы, претер- 5 певает лобовой удар о конический отбойник, что обуславливает повышенное гидравлическое сопротивление и большой абразивный износ отбойника. Кроме того, в этих условиях неизбежна потеря части крупнозернистых фракций кристаллических продуктов (до ЗОЖ), например хлористого калия класса

1>О мм,измельчающегося в результате ударного взаимодействия с поверхностью отбойника.

В аппарате затруднена одновременная.реализация центробежного и грави- . тационного эффектов выделения пыли: выбор диаметра цилиндрической осади- 20 тельной камеры из условия усиления вращательного движения двухфазного потока и повышения величины центробежного эффекта улавливания ухудшает пневмосепарацию в верхней зоне каме- 25 ры и способствует.уносу мелкодисперсной части продукта (оптимальные условия осаждения пыли соответствуют скорости газа в плане » 0,8-1 м/с).

Отраженный от конического отбойни- 30 ка, а затем закрученный лопатками поток отработанного теплоносителя, истекающего иэ пневмотрубы, ориентирован встречно и под углом к выгрузочным отверстиям, что неизбежно создает взмучивающий вихревой эффект в зоне ниже плоскости выходного среза пневмотрубы и ухудшает осаждение частиц.

Целью изобретения является повыше- 10 нче эксплуатационной надежности, Цель достигается тем, что в известном тепломассообменном аппарате для сыпучих материалов, содержащем верти" кальную пневмотрубу, введенную верхним концом, снабженным профильными лопатками, в осадительную камеру, верхний конец пневмотрубы выполнен в виде сочлененных между собой диффузора и цилиндрического насадка, внутрь которого вмонтированы профильные лопатки, причем в осадительной камере дополнительно установлен соосно с пневмотрубой каскад частично входящих одна в другую конических обечаек, ниж55 няя из которых расположена с частичным перекрытием насадка.

Наличие каскада обечаек, размещенных одна над другой, дает возможность изолирбванно создать в осадительной камере благоприятные гидродинамические условия для центробежного способа разделения фаз без ухудшения условий гравитационной сепарации пыли в верхней зоне камеры.

Выполнение обечаек коническими улучшает постадийный отвод пыли через кольцевые зазоры между кромками обечаек и уменьшает предпосылки к абразивному износу.

Размещение нижней обечайки с частичным охватом насадка обеспечивает дополнительно инерционный механизм разделения части газовзвеси, которая перетекает через кольцевой зазор между обечайкой и насадком в полость осадительной камеры с поворотом газового потока на 180

На чертеже изображен описываемый тепломассообменный аппарат, общий вид.

Он содержит вертикальную пневмотрубу 1 с отверстием 2 для ввода теплоносителя и загрузочным патрубком 3.

Верхний конец пневмотрубы выполнен в виде сочлененных диффузора 4 и цилиндрического насадка 5, внутрь .которого вмонтированы профильные лопатки 6, образующие спиральные каналы 7. Соос" но с пневмотрубой 1 установлен каскад конических обечаек 8, которыв вместе с верхним концом пневмотрубы 1 заключены в осадительную камеру 9 с окном

10 для вывода продукта и окном 11 для, отвода отработанного теплоносителя.

Лопатки б расположены с переменным шагом. Величина шага подбирается таким образом, чтобы обеспечить наиболее благоприятные гидродинамические условия безотрывного перехода двухфазного потока от восходящего прямоточного движения в пневмотрубе к вихревому движению в насадке 5, а также постепенное наращивание в потоке смеси дымовых газов с воздухом с температурой

350-400 С при массовой. концентрации материала в газе p = 4,16 кг/кг высокая эффективность улавливания материала в осадительной камере $ = 96-97X . доситигается при протекании газового потока через насадок 5 длиной О 800м с четырьмя спиральными каналами 7 плб" щадью живого сечения Г . 0,08 м каждый. Длина кромки каждой лопатки .. по винтовой линии сопряжения с поверхностью насадка 1 1400 мм, шаг винтовой поверхности изменяется от 60 1

6 ного потока .(15-20 об.X), перетекающего через этот зазор в полость оса-. дительной камеры 9, огибает нижнюю

1 кромку обечайки 8, резко изменяя нап равление движения на противоположное.

При этом части;1ы пыли по инерции стремятся двигаться в первоначальном направлении вниз и в результате этого выделяются из газового потока.

По мере продвижения основной части (80-85 об.X) закрученного двухфазного потока в пространстве внутри каскада обечаек 8 мелкодисперсные твердые частицы под влиянием центробежных сил достигают внутренней поверхности конических обечаек и, перемещаясь по нисходящим траекториям, попадают в зазоры между обечайками и ссыпаются внутрь осаднтельной камеры 9.Газовый поток входит в верхне .часть осадительной камеры 9, где сое,диняется с той частью газа, которая истекает через зазор между нижней обечайкой 8 и иасадком 5. За счет резкого снижения скорости газового потока здесь происходит выделение пыли под действием сил тяжести. Очищенный газ выбрасывается из осадительной камеры

9 через окно 1 1. Уловленный в полости осадительной камеры 9 материал выводится через окно 10.

Наличие каскада обечаек, размещенных одна над другой, дает возможность изолированно создать в осаднтельной камере благоприятные гидродипамические условия для центробежного эффекта разделения фаз без ухудшения условий гравитационной сепарации пыли в. верхней зоне осадительной камеры.

109702 на входе газового потока в насадок до 15 на выходе из него.

Средний диаметр обечаек в каскаде

d ь 1,45 м, угол конусности обечаек

6. t

3 50, число обечаек в каскаде

n * 4, общая высота каскада h 1,8 ì, ширина зазора между кромками обечаек

f 20 мм.

Аппарат работает следующим обра- 10 зом.

Теплоноситель через отверстие 2 вводится в полость пневмотрубы 1, где подхватывает сыпучий материал, подаваемый в пневмотрубу .1 по загрузочно- 15 му патрубку 3,. При пневмотранспортировании вверх происходит процесс тепло- и массообмена материала с газообразным теплоносителем, после чего двухфазный поток протекает через диффуэор 4 и входит в цилиндрический насадок 5, полость которого разделена профильными лопатками 6 на спиральные каналы 7.

При протекании по каналам 7 газо- 25 вому потоку придается вращательно"поступательное (вихревое) движение: вместе с газом приобретают вращательное движение и содержащиеся в ием частицы материала. В результате развития цен- З0 тробежных сил на выходе из каналов 7 твердые частицы отбрасываются к внутренней поверхности нижней конической обечайки. В.первоначальный момент закрученный поток отработанного теплоно- З сителя освобождается от наиболее крупных фракций материала, которые ссына ются внутрь осадительной камеры 9 че рез зазор между нижней обечайкой 8-и насадком 5. Часть запыленного газо1097020

Редактор С. Титова Техред Л.Серд окоаа. Корректор Ме Деичик

Заказ 4361 Тираж 584 Подписное

3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарийа, 101

t I