УСТАНОВКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ

Полезная модель относится к оборудованию для термической обработки сыпучих материалов в кипящем слое и может быть использована, например, для их сушки в химической, строительной, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известна установка для термической обработки (сушки) сыпучих материалов, содержащая трубу-сушилку, патрубки для загрузки и выгрузки обрабатываемого сыпучего материала, патрубок для подачи газа, патрубок отвода газа с сыпучим материалом и систему улавливания сыпучего материала из газа. Исходный сыпучий материал подают через патрубок в трубу-сушилку, куда направляют сушильный газ, который транспортирует сыпучий материал вверх, вступая в тепломассообмен с его частицами и высушивая их, после чего газ с частицами направляют в систему пылеулавливания, где сыпучий материал отделяют от газа (Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984, с. 166, рис. 5.19).
Недостатком указанной установки является низкое качество готового продукта из-за малого времени пребывания частиц в трубе-сушилке, в результате чего высушить материал до требуемой влажности можно только для мелкодисперсных частиц. Кроме того, для увеличения времени пребывания частиц труба-сушилка должна иметь большую высоту, что приводит к большим габаритам установки.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является установка кипящего слоя, принятая за прототип, содержащая цилиндрический корпус с загрузочным патрубком, газораспределительную решетку, патрубок подвода газа, патрубок отвода газодисперсной смеси и циклон. Установка работает в непрерывном режиме. Исходный сыпучий материал загружают в корпус через загрузочный патрубок, ожижают поступающим через газораспределительную решетку газом, подвергают термической обработке, в процессе которой уменьшается масса и размеры частиц, то есть снижается их скорость витания, в результате чего обработанные легкие частицы выносятся газом через патрубок отвода газодисперсной смеси в циклон, где отделяются от газа в готовый продукт. (Расчет аппаратов кипящего слоя. Справочник. Под ред. И.П. Мухленова, Б.С. Сажина, В.Ф. Фролова. Л.: Химия, 1986, с. 130, рис. 3.1). Интенсивное перемешивание частиц в кипящем слое повышает эффективность тепломассообмена между частицами материала и газом, причем частицы материала пребывают в кипящем слое до тех пор, пока не достигается требуемая степень их термической обработки (сушки), в результате чего повышается производительность при меньших габаритах установки и качество готового (высушенного) продукта.
Недостатком установки является ее ограниченная производительность, обусловленная ограниченной скоростью ожижающего газа, лимитирующей интенсивность тепломассообмена в кипящем слое. Увеличение скорости газа интенсифицирует тепломассообмен, но одновременно приводит к выносу из кипящего слоя частиц, еще не достигших требуемой степени термообработки (сушки), что снижет качество готового продукта.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении производительности установки кипящего слоя при одновременном повышении качества термообработанного сыпучего материала.
Технический результат достигается тем, что в установке кипящего слоя, содержащей цилиндрический корпус с загрузочным патрубком, газораспределительную решетку, патрубок подвода газа, патрубок отвода газодисперсной смеси и циклон, внутри корпуса с зазором к его внутренней поверхности размещена цилиндрическая обечайка, в верхней части которой установлена цилиндроконическая вставка с аксиальными лопастями, образующими наклонные каналы для закручивания потока газодисперсной смеси.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Установка кипящего слоя содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным патрубком 2, газораспределительной решеткой 3 размещенной в нижней части корпуса 1 над патрубком подвода газа 4. Корпус 1 соединен патрубком отвода газодисперсной смеси 5 с циклоном 6. Внутри корпуса 1 с зазором к его внутренней поверхности размещена цилиндрическая обечайка 7, в верхней части которой установлена цилиндроконическая вставка 8 с аксиальными лопастями 9, образующими наклонные каналы для закручивания потока газодисперсной смеси.
Установка кипящего слоя работает в непрерывном режиме. Исходный, например, влажный сыпучий материал загружают в корпус 1 через загрузочный патрубок 2. Материал распределяется по газораспределительной решетке 3, через которую по патрубку подвода газа 4 подают газ, приводящий материал в состояние кипящего слоя. По мере термообработки при повышенной скорости газа, призванной интенсифицировать тепломассообмен между частицами и газом, в верхнюю часть слоя попадают легкие (до конца обработанные) частицы и более тяжелые (не до конца обработанные). Этот поток газодисперсной смеси закручивается в наклонных каналах, образованных аксиальными лопастями 9, размещенными между цилиндрической частью цилиндроконической вставки 8 и обечайкой 7. Затем, смесь частиц с газом попадает в центробежную зону разделения, сформированную в зазоре между цилиндроконической вставкой 8 с аксиальными лопастями 9 и корпусом 1. Из центробежной зоны разделения легкие частицы выносятся через патрубок отвода газодисперсной смеси 5 в циклон 6, где отделяются от газа в готовый продукт, а более тяжелые (не до конца обработанные) отбрасываются к периферии и спускаются по зазору между цилиндрической обечайкой 7 и корпусом 1 в кипящий слой на дальнейшую обработку. Таким образом, интенсификация процесса путем повышения скорости ожижающего газа не приводит к выносу не до конца обработанных частиц в готовый продукт.
Применение заявляемой установки кипящего слоя обеспечивает повышение ее производительности при одновременном повышении качества термообработанного сыпучего материала за счет сочетания высокой скорости газа, необходимой для интенсификации тепломассообмена, с повышенным временем пребывания частиц в кипящем слое, необходимом для их полной термической обработки.