УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ ТЕЛ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

Техническое решение относится к аппаратам псевдоожиженного "кипящего" слоя, предназначенным для проведения химических реакций, сушки и других массообменных процессов между твердыми частицами и газовой средой, и может найти применение в химической, нефтехимической, фармацевтической и пищевой промышленности.
Известен ряд аппаратов "кипящего" слоя, конструкция которых направлена на осуществление однородности псевдоожижения и снижение уноса мелких частиц.
К ним относятся: патент РФ №82587, Б.И. №13 от 10.05.09 г.; патент РФ №2207187, Б.И. №18 от 26.06.03 г.; а.с. СССР №128001 №1960 г./, а.с. СССР №130495 Б.И. №15 /1960 г./, сушилка Турбо-Фло/ 63, №2, 116 /1956 г./.
Все эти модели имеют общую особенность: разделение объема, псевдоожиженного слоя на отдельные камеры с вертикальными перегородками, с целью достижения однородности "кипения".
Аналогом по совокупности существенных признаков можно считать сушилку Турбо-фло.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится образование каналов под поверхностью, размещенной вертикально, и застойных зон твердого материала над ней. Это явление препятствует эффективному контакту газа с твердыми частицами и снижает интенсивность теплообмена (см. Д. Харрисон, ДЖ. Р. Грейс. Заторможенный псевдоожиженный слой. В кн. "Псевдоожижение", пер. с англ., М.,"Химия", 1974 г., С. 528).
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является установка для осуществления процессов в псевдоожиженном слое, включающая газораспределительную решетку, устройства для подвода сыпучего тела и выгрузки готового продукта, причем она снабжена системой вертикальных труб, проходящих через газораспределительную решетку, а верхние концы труб снабжены колпачками (Патент на полезную модель РФ №125095, B01J 8/24, F26B 3/08 2013 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточное снижение уноса мелких частиц твердой фазы.
Техническим результатом предполагаемого технического решения является снижение уноса мелких частиц твердых фазы за счет установки подвижного фильтрующего элемента.
Технический результат достигается тем, что в установке для осуществления процессов в псевдоожиженном слое, включающей газораспределительную решетку, устройства для подвода сыпучего тела и выгрузки готового продукта, систему вертикальных труб, проходящих через газораспределительную решетку, при этом верхние концы труб снабжены колпачками, причем каждый колпачок снабжен подвижным фильтрующим элементом, представляющим собой каркас, установленный соосно трубе, имеющий возможность совершать возвратно-поступательные движения и выполненный из витой цилиндрической пружины, на которой закреплен фильтровальный материал, при этом на нижнем конце фильтрующего элемента закреплен диск с центральным отверстием.
Установка соосно трубе каркаса, выполненного из витой цилиндрической пружины, на которой закреплен фильтровальный материал, способствует снижению уноса мелких частиц твердой фазы через зазоры между верхним концом трубы и установленным над ним колпачком за счет задержки мелких частиц твердой фазы фильтровальным материалом.
Выполнение каркаса из витой цилиндрической пружины позволяет фильтрующему элементу совершать возвратно-поступательные движения за счет колебаний, вызванных действием ожижающего агента и использовать эффект самоочищения фильтровального материала, что способствует увеличению доли задерживаемых мелких частиц твердой фазы и снижению уноса.
Закрепление на нижнем конце фильтрующего элемента диска с центральным отверстием позволяет установить фильтрующий элемент с минимальным зазором относительно наружной поверхности трубы, что снижает вероятность уноса мелких частиц твердой фазы через зазор, образованный стенкой трубы и фильтрующим элементом. Кроме того масса диска способствует утяжелению конструкции и препятствует задиранию фильтрующего материала.
Таким образом, заявленная конструкция установки для осуществления процессов в псевдоожиженном слое позволяет снизить унос мелких частиц твердой фазы за счет установки подвижного фильтрующего элемента.
На чертеже изображена схема полезней модели.
Установка состоит из газораспределительной решетки 1, разделяющей конусно-цилиндрическую дутьевую камеру 2 и цилиндрическую рабочую камеру 3. Через газораспределительную решетку 1 проходят вертикальные трубы 4, которые объединяются в дутьевой камере в общий коллектор 5, из которого выводится отработанный газ.
Верхние концы труб 4 прикрыты колпачками 6, предотвращающими унос мелких частиц и создающих определенное сопротивление проходу газа, что приводит к созданию избыточного давления над слоем.
Каждый колпачок 6 снабжен подвижным фильтрующим элементом, представляющим собой установленный соосно трубе 5 каркас из витой цилиндрической пружины 7, на которой закреплен фильтровальный материал 8. Фильтрующий элемент имеет возможность совершать возвратно-поступательные движения. На нижнем конце фильтровального материала закреплен диск 9 с центральным отверстием.
Дисперсный материал, подлежащий обработке, подается питателем 10, а готовый продукт выводится из рабочей камеры через патрубок 11. Верхняя часть установки герметично закрыта. Установка работает следующим образом.
Газовый сушильный агент поступает в конусно-цилиндрическую дутьевую камеру 2, далее через газораспределительную решетку 1 попадает в цилиндрическую рабочую камеру 3.
Дисперсный материал, подлежащий обработке, подается питателем 10 в цилиндрическую рабочую камеру 3, где происходит массоперенос влаги от поверхности высушиваемых частиц к газовому сушильному агенту.
Запыленный газ фильтруется через поры фильтровального материала 8, а частицы тонкой фракции дисперсионной фазы накапливаются около пор фильтровального материала 8.
Фильтровальный материал 8 фильтрующего элемента совершает возвратно-поступательные движения за счет колебаний упругой витой пружины 7, вызванных действием ожижающего агента, при этом происходит самооочищение фильтровального материала 8.
Установленный с минимальным зазором относительно наружной поверхности трубы 4 диск 9 фильтрующего элемента препятствует уносу мелких частиц твердой фазы через зазор, образованный стенкой трубы 4 и фильтрующим элементом.
Отработанный газовый сушильный агент поступает внутрь труб 4 через поры фильтровального материала 8 и далее через открытые нижние концы труб 4 попадает в общий коллектор 5, из которого выводится отработанный газ.
Готовый продукт выводится из рабочей камеры 3 через патрубок 11.
Таким образом, снабжение каждого колпачка подвижным фильтрующим элементом, представляющим собой каркас, установленный соосно трубе, имеющий возможность совершать возвратно-поступательные движения и выполненный из витой цилиндрической пружины, на которой закреплен диск с центральным отверстием позволяет значительно снизить унос частиц мелкой твердой фазы