ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ АППАРАТА С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ
GAS DISTRIBUTION GRATE FOR FLUID BED APPARATUS

Изобретение относится к аппаратам с псевдоожиженным слоем, используемым в различных отраслях промышленности для сушки и обжига сыпучих материалов, обезвоживания растворов и других физико-химических процессов.
Одним из основных элементов конструкции аппаратов с псевдоожиженным слоем является газораспределительная решетка, которая должна обеспечивать равномерное кипение материала по сечению аппарата, исключать заплавление щелей и провал материала в подрешетную зону. Наибольшее распространение для высокотемпературной сушки неорганических солей получили газораспределительные решетки различного типа, в том числе щелевые, выполненные в виде сварных секторов или прямоугольных карт с колосниками z-образного, волнового или пластинчатого профиля (см. Каганович Ю.Я. Промышленное обезвоживание в кипящем слое. - Л.: Химия, 1990. - 144 с (с.87-96).
Близким к предложенному является круглая газораспределительная решетка для аппаратов псевдоожиженного слоя (см. авторское свидетельство №827146, кл. В01J 8/44, 1981. БИ №17), которая выполнена в виде установленных под углом 15-18° к горизонту пластин для образования щелей, живое сечение которых составляет 7,2-7,3% площади сектора. Для поддержания постоянного зазора между ними (5-5,2 мм) на всей длине щели установлены специальные вставки. Однако необходимость жесткого закрепления пластин создает большие напряжения в элементах конструкции и ограничивает свободные температурные расширения их, что приводит к деформации пластин-колосников и образованию недопустимо больших щелей, неравномерному изменению живого сечения решетки.
Наиболее близкой по конструктивному исполнению является беспровальная щелевая газораспределительная решетка прямоугольных сушилок, используемая на установках ПО «Белорускалий» (см. Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии. - Л.: Химия, 1979. - 272 с. (с.134; 176-177) - прототип.
Беспровальная газораспределительная решетка с z-образными элементами набирается из отдельных карт с креплением между собой болтовыми соединениями и упором по периферии, что приводит к температурной деформации элементов, нарушает однородность кипящего слоя и приводит ускоренному выходу из строя всей решетки.
В патенте РФ (RU 2243161 С1, Бюл. №36, 27.12.2004) описан способ получения гранулированного хлорида кальция с охлаждением газораспределительной решетки путем подачи воздуха в кессонированную полость газораспределительной решетки без ее конструктивного решения.
Существенным недостатком указанных конструкций является то, что колосники привариваются по контуру и образуют жесткую систему конструкции секторов или карт, а сами секторы или карты крепятся между собой болтовыми соединениями. При высокотемпературной сушке температура элементов решетки достигает 350-400°С и при жестком креплении колосников вызывает их деформацию и, как следствие, неравномерность щелей решетки. Так, например, при длине колосников 1000 мм и указанных выше температурах удлинение составит 5,19 мм, а прогиб колосника (дуга прогиба) 43,3 мм, что является недопустимым. В местах сужения щелей между колосниками, а также в болтовых креплениях карт образуются застойные зоны, приводящие к их заплавлению, а в зонах увеличенных размеров щелей наблюдается провал материала под решетку.
С целью устранения деформаций и разрушений, возникающих в конструкциях газораспределительных решеток аппаратов с псевдоожиженным слоем, и для обеспечения равномерности кипения материала по сечению аппарата, устранения застойных зон и, в конечном итоге, увеличения межостановочного режима работы и срока службы решетки предлагается «плавающая» газораспределительная решетка с колосниками, не имеющая жесткого закрепления ее элементов (рис.1).
Колосники 1, образующие каналы для прохода теплоносителя, создающего псевдоожиженный (кипящий) слой, свободно укладываются на несущие элементы - воздухоохлаждаемые балки или опорные пластины 2, в торцах колосников. Размер щели и угол канала прохода теплоносителя между колосниками (живое сечение решетки) определяется размером зубьев гребенки-вкладыша 3.
Гребенки устанавливаются свободно на колосники и крепятся на наклонных пластинах - ребрах 4, которые, в свою очередь, герметично крепятся к стенкам аппарата 5. Свободная установка гребенки не препятствует продольному, поперечному или вертикальному перемещениям колосников, возникающим при температурных изменениях в аппарате. Для снижения температуры поверхности колосников решетки, контактирующих с кипящим слоем, колосники снабжены внутренними каналами 7 для подачи охлаждающего агента через коллектор 8.