EA029071B1 - Heat exchanger with fluidized bed - Google Patents
Heat exchanger with fluidized bed Download PDFInfo
- Publication number
- EA029071B1 EA029071B1 EA201591777A EA201591777A EA029071B1 EA 029071 B1 EA029071 B1 EA 029071B1 EA 201591777 A EA201591777 A EA 201591777A EA 201591777 A EA201591777 A EA 201591777A EA 029071 B1 EA029071 B1 EA 029071B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- pipe
- bulk material
- heat exchanger
- nozzles
- exchanger according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
- F28C3/10—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material
- F28C3/12—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid
- F28C3/14—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid the particulate material moving by gravity, e.g. down a tube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
- F28C3/10—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material
- F28C3/12—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid
- F28C3/16—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid the particulate material forming a bed, e.g. fluidised, on vibratory sieves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0041—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having parts touching each other or tubes assembled in panel form
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
изобретение относится к теплообменнику с газовым скольжением (а да§ δΐίάβ Неа1 ехсНапдсг) для обработки сыпучего материала, включающему вытянутую трубу, имеющую впускное отверстие для введения сыпучего материала на одном конце и выпускное отверстие для выведения сыпучего материала на другом конце.The invention relates to a gas glide heat exchanger (and da§ δΐίάβ Nea1 exsnapsg) for treating bulk material, comprising an elongated pipe having an inlet for introducing bulk material at one end and an outlet for removing loose material at the other end.
В промышленном оборудовании сыпучий материал часто требуется перемещать при одновременном охлаждении или нагревании. Для этой цели используют известные шнековые конвейеры, как описано в документе ΌΕ 1551441. Такой теплообменник включает неподвижный удлиненный корпус, имеющий впускное отверстие для подлежащего обработке материала на одном конце и выпускное отверстие на другом конце, а также один или несколько винтовых роторов, предусмотренных в корпусе и проходящих вдоль его длины. Ротор включает центральный вал и червячную передачу на внешней поверхности вала. Внутри вала предусмотрен трубопровод, который соединен с источником пара. Сыпучий материал вводят через впускное отверстие в корпус и перемещают через него посредством вращательного движения шнекового конвейера. В то же время сыпучий материал нагревают паром, протекающим в центральной трубе вала, а также паром, протекающим в двойной стенке корпуса.In industrial equipment, bulk material often needs to be moved while being cooled or heated. For this purpose, known screw conveyors are used, as described in document No. 1551441. This heat exchanger includes a fixed elongated body having an inlet for the material to be processed at one end and an outlet at the other end, as well as one or more helical rotors provided in the body and passing along its length. The rotor includes a central shaft and a worm gear on the outer surface of the shaft. A pipeline is provided inside the shaft that is connected to a steam source. Bulk material is injected through the inlet opening into the body and is moved through it through the rotational movement of the screw conveyor. At the same time, the bulk material is heated by steam flowing in the central tube of the shaft, as well as steam flowing in the double wall of the housing.
Другой теплообменник, включающий шнековый конвейер, описан в документе ΌΕ 534988, в котором нагревающая или охлаждающая среда течет через полый шнековый конвейер для нагревания или охлаждения сыпучего материала, транспортируемого через корпус. Другие теплообменники со шнековым конвейером описаны в документах ΌΕ 1751961 или ΌΌ 288663 А5.Another heat exchanger, including a screw conveyor, is described in document No. 534988, in which a heating or cooling medium flows through a hollow auger conveyor to heat or cool bulk material transported through the housing. Other heat exchangers with a screw conveyor are described in documents ΌΕ 1751961 or 288663 A5.
Конструкция шнековых конвейеров является сложной и дорогостоящей. Кроме того, конвейеры требуют отдельного привода и ограничены по длине в связи с необходимостью опоры и воздействием крутящего момента.The design of screw conveyors is complex and expensive. In addition, conveyors require a separate drive and are limited in length due to the need for support and the effect of torque.
Также известно осуществление теплообмена в псевдоожиженном слое. В документе АТ 507100 В1 описаны способ и устройство для теплообмена, где сыпучий материал псевдоожижают путем введения ожижающего газа и где сыпучий материал дополнительно перемешивают с помощью мешалки.It is also known the implementation of heat transfer in the fluidized bed. The document АТ 507100 В1 describes a method and a device for heat exchange, where the bulk material is fluidized by introducing a fluidizing gas and where the bulk material is additionally mixed with an agitator.
Лопасти мешалки вращаются между слоями теплообменных трубок, расположенных в горизонтальных плоскостях внутри корпуса.The blades of the stirrer rotate between layers of heat exchange tubes located in horizontal planes inside the housing.
В документе ΌΕ 102011078954 А1 описано другое теплообменное устройство для сыпучего материала, имеющее секцию подачи, секцию теплообмена и секцию выгрузки сыпучего материала. Секция подачи сыпучего материала разделена перегородкой на камеру прямоточной подачи и камеру противоточной подачи. Перегородка для сыпучего материала продолжается до секции теплообмена сыпучего материала. Таким образом, прямоточная и противоточная области образованы секцией теплообмена. После прохождения через секцию теплообмена нагретые частицы циркулируют в пределах верхней камеры устройства и падают обратно в кольцевой слой, откуда они должны быть выведены. Эта система также является довольно сложной и требует особого регулирования ожижающего воздуха.Document No. 102011078954 A1 describes another heat exchanger for bulk material, having a supply section, a heat exchange section and a discharge section for bulk material. The bulk material supply section is divided by a partition into a direct-flow chamber and a counter-flow chamber. Partition for bulk material continues to the heat exchange section of the bulk material. Thus, the direct-flow and counter-current regions are formed by a heat exchange section. After passing through the heat exchange section, the heated particles circulate within the upper chamber of the device and fall back into the ring layer, from where they should be removed. This system is also quite complex and requires special regulation of the fluidizing air.
В обычных устройствах с газовым скольжением без теплообменных элементов, как, например, устройство, известное из \7О 2010/147771 А, ожижающий газ вводят через сопла или мембраны в нижней части устройства с газовым скольжением. Количество введенного газа поддерживают в таком диапазоне, что сыпучий материал течет, но не расширяется или циркулирует, как желательно, например, в охладителе с псевдоожиженным слоем.In conventional gas slide devices without heat exchange elements, such as the device known from 2010/147771 A, fluidizing gas is introduced through nozzles or membranes at the bottom of the gas slip device. The amount of introduced gas is maintained in such a range that the bulk material flows, but does not expand or circulate, as desired, for example, in a fluidized bed cooler.
Задачей настоящего изобретения является создание теплообменника с газовым скольжением, обладающего улучшенными характеристиками теплообмена и имеющего простую конструкцию.The object of the present invention is to provide a gas glide heat exchanger with improved heat exchange characteristics and a simple structure.
Согласно настоящему изобретению предложен теплообменник, отличительные признаки которого указаны в п.1 формулы изобретения. Множество теплообменных трубок проходит вдоль продольного направления трубы, причем предусмотрено множество сопел для введения ожижающего газа в нижней части трубы. Сыпучий материал псевдоожижают, и он медленно течет вдоль вытянутой трубы. В то же время происходит теплообмен с теплообменной средой, протекающей через теплообменные трубки. По сравнению со шнековым конвейером теплообменные элементы теплообменника с газовым скольжением по настоящему изобретению могут быть сконструированы с гораздо большим соотношением поверхность/объем. Множество одиночных теплообменных трубок может быть интегрировано в пучок с гораздо большей поверхностью, чем цилиндрическая поверхность вала шнека и корпуса шнекового конвейера, которые используют в уровне техники. Одновременно теплообмену способствует увеличенная поверхность сыпучего материала, псевдоожиженного ожижающим газом. Это невозможно в стандартном шнековом конвейере.According to the present invention proposed heat exchanger, the distinctive features of which are listed in claim 1 of the claims. A plurality of heat exchange tubes extend along the longitudinal direction of the tube, and a plurality of nozzles are provided for introducing a fluidizing gas at the bottom of the tube. Bulk material is fluidized, and it slowly flows along an elongated pipe. At the same time, heat exchange takes place with the heat exchange medium flowing through the heat exchange tubes. Compared to the screw conveyor, the heat exchange elements of the gas-exchanging heat exchanger of the present invention can be designed with a much larger surface / volume ratio. Many single heat exchange tubes can be integrated into a bundle with a much larger surface than the cylindrical surface of the screw shaft and the screw conveyor housing, which are used in the prior art. At the same time, heat transfer is facilitated by the increased surface of the bulk material fluidized by a fluidizing gas. This is not possible with a standard screw conveyor.
В предпочтительном воплощении настоящего изобретения псевдоожижающие сопла направлены перпендикулярно направлению перемещения сыпучего материала. Таким образом обеспечивают достаточное псевдоожижение сыпучего материала при его прохождении мимо сопел. "Перпендикулярно" в контексте настоящего изобретения относится к ориентации псевдоожижающих сопел под углом в интервале от 85 до 95°, в частности примерно 90° по отношению к главному направлению перемещения сыпучего материала вдоль трубы.In the preferred embodiment of the present invention, fluidizing nozzles are directed perpendicular to the direction of movement of the bulk material. Thus provide sufficient fluidization of the bulk material as it passes by the nozzles. Perpendicular in the context of the present invention refers to the orientation of the fluidizing nozzles at an angle in the range from 85 to 95 °, in particular about 90 ° relative to the main direction of movement of the bulk material along the pipe.
Если некоторые из псевдоожижающих сопел проходят от нижней части трубы в верхнюю область трубы, то можно обеспечить расширение и перемещение материала также в случае сыпучего материала, который имеет тенденцию образовывать отверстия, а не расширяться, когда его псевдоожижают. ЭтоIf some of the fluidizing nozzles pass from the lower part of the pipe to the upper area of the pipe, then material can be expanded and moved also in the case of bulk material that tends to form holes rather than expand when it is fluidized. it
- 1 029071- 1 029071
происходит, в частности, если сыпучий материал является очень мелкодисперсным.occurs, in particular, if the bulk material is very fine.
Предпочтительно труба наклонена вниз в направлении перемещения сыпучего материала, предпочтительно под углом от 5 до 10° или более предпочтительно под углом от 6 до 8°. В такой трубе псевдоожиженный сыпучий материал автоматически течет вниз по трубе в сторону выпускного отверстия.Preferably, the pipe is inclined downward in the direction of movement of the bulk material, preferably at an angle of from 5 to 10 ° or more preferably at an angle of from 6 to 8 °. In such a pipe, the fluidized bulk material automatically flows down the pipe towards the outlet.
Для увеличения теплообмена внутри теплообменника труба предпочтительно включает двойную стенку для приема теплообменной среды. Соответственно, теплообмен происходит не только с продольными теплообменными трубками внутри псевдоожиженного материала, но также и с внешней стенкой.To increase heat transfer inside the heat exchanger, the pipe preferably includes a double wall for receiving a heat exchange medium. Accordingly, heat exchange occurs not only with longitudinal heat exchange tubes inside the fluidized material, but also with the outer wall.
В другом воплощении стенка трубы может быть образована из множества более мелких трубок для приема теплообменной среды. Таким образом увеличивают поверхность теплообмена. В дополнение или альтернативно, множество более мелких трубок может быть предусмотрено внутри трубы для приема теплообменной среды.In another embodiment, the pipe wall may be formed from a plurality of smaller tubes for receiving a heat exchange medium. Thus increase the heat exchange surface. In addition or alternatively, a plurality of smaller tubes may be provided inside the tube to receive the heat exchange medium.
Для способствования транспортировке сыпучего материала через трубу в настоящем изобретении предусмотрены транспортные сопла для введения дополнительного транспортирующего газа, которые входят в трубу на некотором расстоянии от нижней части трубы. Предпочтительно отверстия транспортных сопел находятся в зоне, расположенной между примерно 25 и 75% от высоты трубы.To facilitate the transport of bulk material through a pipe, transport nozzles are provided in the present invention for introducing additional carrier gas that enters the pipe at some distance from the bottom of the pipe. Preferably, the openings of the transport nozzles are in an area located between about 25 and 75% of the height of the pipe.
Согласно одному из воплощений настоящего изобретения транспортные сопла наклонены вниз под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50°, в частности примерно 45°.According to one embodiment of the present invention, the transport nozzles are inclined downward at an angle of from 30 to 60 °, preferably from 40 to 50 °, in particular about 45 °.
Кроме того, настоящее изобретение предусматривает, что транспортные сопла наклонены в направлении перемещения сыпучего материала, чтобы способствовать транспортировке материала. Обычно транспортные сопла наклонены под углом от 30 до 60°, предпочтительно от 40 до 50°, в частности примерно 45°.In addition, the present invention provides that the transport nozzles are inclined in the direction of movement of the bulk material in order to facilitate the transport of the material. Usually transport nozzles are inclined at an angle of from 30 to 60 °, preferably from 40 to 50 °, in particular about 45 °.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, псевдоожижающие и/или транспортные сопла расположены в соответствующих рядах вдоль продольного направления трубы, при этом предпочтительно предусмотрены общие подающие трубы для подачи ожижающего газа в каждый ряд сопел.According to one aspect of the present invention, fluidizing and / or transport nozzles are arranged in respective rows along the longitudinal direction of the pipe, with common feed pipes preferably provided for supplying a fluidizing gas to each row of nozzles.
Согласно настоящему изобретению скорость потока в псевдоожижающих и/или транспортных соплах можно регулировать, причем предпочтительно ожижающий газ вводят через транспортные сопла с низкой скоростью в направлении перемещения, чтобы обеспечить надлежащую скорость потока сыпучего материала.According to the present invention, the flow rate in the fluidizing and / or transport nozzles can be controlled, and preferably a fluidizing gas is introduced through the transport nozzles at a low speed in the direction of travel to ensure an appropriate flow rate of the bulk material.
Другую часть ожижающего газа наоборот можно вводить перпендикулярно направлению перемещения через псевдоожижающие сопла со сравнительно более высокой скоростью, получая расширение сыпучего материала и, следовательно, увеличение поверхности материала и улучшение теплообмена.Another part of the fluidizing gas, on the contrary, can be introduced perpendicular to the direction of movement through fluidizing nozzles at a relatively higher speed, obtaining an expansion of the bulk material and, therefore, an increase in the surface of the material and an improvement in heat transfer.
Теплообменная среда может быть направлена противотоком или по потоку относительно направления перемещения сыпучего материала в зависимости от конкретных требований способа и материала.The heat exchange medium may be directed countercurrent or downstream with respect to the direction of movement of the bulk material, depending on the specific requirements of the method and material.
Настоящее изобретение далее будет описано более подробно на основе предпочтительных воплощений и чертежей. Все описанные и/или проиллюстрированные признаки образуют объект настоящего изобретения сами по себе или в любом сочетании, независимо от их включения в индивидуальные пункты формулы изобретения или обратных ссылок на них.The present invention will now be described in more detail based on the preferred embodiments and drawings. All described and / or illustrated features form the subject matter of the present invention by themselves or in any combination, regardless of their inclusion in the individual claims or backlinks to them.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 представляет собой поперечное сечение теплообменника в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 1 is a cross section of a heat exchanger in accordance with the present invention;
фиг. 2 - поперечное сечение теплообменника в соответствии с первым воплощением изобретения, выполненное по линии А-А на фиг. 1;FIG. 2 is a cross section of a heat exchanger in accordance with a first embodiment of the invention, taken along line A-A in FIG. one;
фиг. 3 - поперечное сечение теплообменника в соответствии с первым воплощением изобретения, где теплообменные трубки не показаны, в то время как распределение сыпучего материала внутри трубы (в поперечном сечении) показано;FIG. 3 is a cross section of a heat exchanger in accordance with a first embodiment of the invention, where the heat exchange tubes are not shown, while the distribution of the bulk material inside the tube (in cross section) is shown;
фиг. 4 - поперечное сечение теплообменника в соответствии со вторым воплощением изобретения, выполненное по линии А-А на фиг. 1, аналогичное изображенному на фиг. 3;FIG. 4 is a cross section of a heat exchanger in accordance with a second embodiment of the invention, taken along line A-A in FIG. 1, similar to that shown in FIG. 3;
фиг. 5 - поперечное сечение теплообменника в соответствии с альтернативным воплощением изобретения, выполненное по линии А-А на фиг. 1, аналогичное изображенному на фиг. 3.FIG. 5 is a cross section of a heat exchanger in accordance with an alternative embodiment of the invention, taken along line A-A in FIG. 1, similar to that shown in FIG. 3
Теплообменник 1 с газовым скольжением согласно настоящему изобретению, как показано на фиг. 1, включает трубу 2, имеющую впускное отверстие 3 для введения сыпучего материала на первом конце и выпускное отверстие 4 для выведения сыпучего материала на другом конце трубы 2. Труба 2 слегка наклонена вниз под углом от 6 до 8° в направлении выпускного отверстия 4. Множество теплообменных трубок 5 (фиг. 2) проходит вдоль продольного направления трубы 2. Теплообменную среду вводят в теплообменные трубки 5 через впускное отверстие 6 и выводят через выпускное отверстие 7 на другом конце трубы 2. Стенка 2а трубы 2 выполнена в виде двойной стенки для приема дополнительной теплообменной среды.A gas glide heat exchanger 1 according to the present invention, as shown in FIG. 1 includes a pipe 2 having an inlet 3 for introducing bulk material at the first end and an outlet 4 for removing bulk material at the other end of pipe 2. The pipe 2 is slightly tilted down at an angle of 6 to 8 ° in the direction of the outlet 4. Set heat exchange tubes 5 (Fig. 2) passes along the longitudinal direction of the pipe 2. Heat exchange medium is introduced into the heat exchange tubes 5 through the inlet 6 and out through the outlet 7 at the other end of the pipe 2. The wall 2a of the pipe 2 is made in the form of a double wall for EMA additional heat exchange medium.
В воплощении, изображенном на фиг. 1, теплообменную среду, предпочтительно воду, подпиточную воду для котла или термическое масло, направляют противотоком относительно потока сыпучего материала. В альтернативном воплощении теплообменную среду также можно направлять по потоку относительно направления перемещения сыпучего материала в зависимости от конкретных требованийIn the embodiment depicted in FIG. 1, the heat exchange medium, preferably water, make-up water for the boiler or thermal oil, is directed in countercurrent to the flow of bulk material. In an alternative embodiment, the heat exchange medium can also be directed downstream with respect to the direction of movement of the bulk material, depending on the specific requirements.
- 2 029071- 2 029071
теплообменного процесса и материала, подлежащего обработке.heat exchange process and material to be processed.
Ниже трубы 2 имеется подающая труба 8 для ожижающего газа. Из указанной подающей трубы 8 множество псевдоожижающих сопел 9 проходит вверх по направлению к трубе 2. Как видно из фиг. 2, псевдоожижающие сопла 9 входят в трубу 2 в нижней ее части 10 приблизительно по центру нижней области трубы 2.Below pipe 2 there is a supply pipe 8 for fluidizing gas. From said supply pipe 8, a plurality of fluidizing nozzles 9 extend upwardly towards pipe 2. As can be seen from FIG. 2, fluidizing nozzles 9 enter the pipe 2 in its lower part 10 approximately in the center of the lower region of the pipe 2.
Кроме того, вдоль большей части длины трубы 2 проходят подающие трубы 11, 12, включающие транспортные сопла 13, 14, которые входят в трубу 2 в области, расположенной на высоте от 25 до 75%, в частности от 30 до 40% от высоты трубы 2. Как видно из фиг. 2, транспортные сопла 13, 14 наклонены вниз под углом примерно 45°. Как видно из фиг. 1, транспортные сопла 13, 14 также наклонены в направлении перемещения сыпучего материала под углом также примерно 45°. Ожижающий газ, в частности воздух, который вводят (непрерывно или в импульсном режиме) в трубу 2 через псевдоожижающие сопла 9 и транспортные сопла 13, 14, псевдоожижает сыпучий материал внутри трубы 2 и течет вместе с сыпучим материалом вдоль трубы 2, пока он не выйдет через выпускное отверстие 15 для газа, предусмотренное на конце трубы 2.In addition, along most of the length of the pipe 2, feed pipes 11, 12 pass through, including transport nozzles 13, 14, which enter pipe 2 in an area located at a height of from 25 to 75%, in particular from 30 to 40% of the height of the pipe 2. As can be seen from FIG. 2, the transport nozzles 13, 14 are inclined downward at an angle of approximately 45 °. As can be seen from FIG. 1, the transport nozzles 13, 14 are also inclined in the direction of movement of the bulk material at an angle of also about 45 °. The fluidizing gas, in particular air, which is introduced (continuously or in a pulsed mode) into pipe 2 through fluidizing nozzles 9 and transport nozzles 13, 14, fluidizes the bulk material inside pipe 2 and flows along with the bulk material along pipe 2 until it exits through the outlet 15 for gas, provided at the end of the pipe 2.
Теплообменник согласно первому воплощению настоящего изобретения, как показано на фиг. 1 и 2, в основном сконструирован, как описано выше. Далее будут описаны его работа и преимущества.The heat exchanger according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1 and 2, mainly constructed as described above. Next will be described his work and benefits.
Сыпучий материал, такой как мелкозернистая руда, гидроксид алюминия, зола и т.п., вводят в трубу 2 через впускное отверстие 3. Сыпучий материал псевдоожижают внутри трубы 2 с помощью ожижающего газа, который вводят через псевдоожижающие сопла 9 и транспортные сопла 13, 14, и он течет вдоль трубы 2, пока его не выведут из трубы 2 через выпускное отверстие 4. Часть ожижающего газа вводят с низкой скоростью через транспортные сопла 13, 14 в направлении перемещения, в то время как другую часть ожижающего газа вводят со сравнительно более высокой скоростью через псевдоожижающие сопла 9 в направлении, перпендикулярном направлению перемещения сыпучего материала. Таким образом, сыпучий материал псевдоожижают и расширяют с образованием большой поверхности материала для улучшения теплообмена. Скорость ожижающего газа, который вводят через транспортные сопла 13, 14 и псевдоожижающие сопла 9 соответственно, зависит от размера зерна и других свойств сыпучего материала. Если сыпучий материал поддается псевдоожижению, то скорость ожижающего газа, который вводят через псевдоожижающее сопло 9, как правило, меньше чем 0,2 м/с (относительно продольного сечения). В случае когда сыпучий материал не поддается псевдоожижению, например, из-за того, что он слишком мелкодисперсный или слишком тяжелый, и механизм транспортировки не основан на течении под действием силы тяжести, то количество ожижающего газа, введенного через транспортные сопла 13, 14, больше, чем количество ожижающего газа, введенного через сопло 9.Bulk material, such as fine ore, aluminum hydroxide, ash, etc., is introduced into pipe 2 through inlet 3. Bulk material is fluidized inside pipe 2 by fluidizing gas, which is introduced through fluidizing nozzles 9 and transport nozzles 13, 14 and it flows along pipe 2 until it is taken out of pipe 2 through outlet 4. Part of the fluidizing gas is injected at a low speed through the transport nozzles 13, 14 in the direction of movement, while another part of the fluidizing gas is injected with a relatively higher by speed through fluidizing nozzles 9 in the direction perpendicular to the direction of movement of the bulk material. Thus, the bulk material is fluidized and expanded to form a large material surface to improve heat transfer. The velocity of the fluidizing gas, which is introduced through the transport nozzles 13, 14 and fluidizing nozzles 9, respectively, depends on the grain size and other properties of the bulk material. If the bulk material is fluidizable, the velocity of the fluidizing gas that is introduced through the fluidizing nozzle 9 is generally less than 0.2 m / s (relative to the longitudinal section). In the case when the bulk material cannot fluidize, for example, because it is too fine or too heavy, and the transport mechanism is not based on flow under the action of gravity, then the amount of fluidizing gas introduced through the transport nozzles 13, 14 is more than the amount of fluidizing gas introduced through the nozzle 9.
Концепция псевдоожижения показана на фиг. 3, где сыпучий материал в основном транспортируют в транспортной зоне 20, в то время как зона 21 указывает область с увеличенной поверхностью материала за счет расширения сыпучего материала. Ради удобства, теплообменные трубки 5 не показаны на фиг. 3-5.The concept of fluidization is shown in FIG. 3, where the bulk material is mainly transported in the transport zone 20, while zone 21 indicates an area with an enlarged surface of the material due to expansion of the bulk material. For convenience, the heat exchange tubes 5 are not shown in FIG. 3-5
В частности, для сыпучего материала, который имеет тенденцию образовывать отверстия при введении ожижающего газа, а не расширяться, на фиг. 4 показано воплощение, где транспортные сопла 13, 14 расположены в более высокой области трубы 2 так, чтобы вызвать увеличение зоны 21 с увеличенной поверхностью материала. Аналогичный эффект достигается в воплощении, показанном на фиг. 5, если некоторые из псевдоожижающих сопел 9а не открыты в нижней части 10 трубы 2, но проходят в верхнюю область трубы 2, создавая зону 21 с увеличенной поверхностью материала. Транспортные сопла 13, 14 и удлиненные псевдоожижающие сопла 9а могут быть объединены в теплообменнике 1.In particular, for bulk material, which tends to form holes when introducing a fluidizing gas, rather than expanding, FIG. 4 shows an embodiment where the transport nozzles 13, 14 are located in the higher region of the pipe 2 so as to cause an increase in the area 21 with an enlarged surface of the material. A similar effect is achieved in the embodiment shown in FIG. 5, if some of the fluidizing nozzles 9a are not open in the lower part 10 of the pipe 2, but pass into the upper area of the pipe 2, creating an area 21 with an enlarged surface of the material. Transport nozzles 13, 14 and elongated fluidizing nozzles 9a may be combined in a heat exchanger 1.
Скорость потока ожижающего воздуха, который подают через псевдоожижающие сопла 9, 9а и транспортные сопла 13, 14, можно регулировать, чтобы обеспечить достаточное псевдоожижение и создать подходящие условия для транспортировки сыпучего материала внутри трубы 2.The flow rate of the fluidizing air that is supplied through the fluidizing nozzles 9, 9a and the transport nozzles 13, 14 can be adjusted to ensure sufficient fluidization and create suitable conditions for transporting bulk material inside the pipe 2.
На основании информации от поставщиков шнековых конвейеров и опыта эксплуатации охладителей с псевдоожиженным слоем можно предположить, что при использовании теплообменника с газовым скольжением согласно настоящему изобретению перенос тепла может быть примерно в четыре раза больше по сравнению со стандартным шнековым конвейером. Это становится возможным благодаря расширению сыпучего материала в диапазоне, который может быть разумно реализован в теплообменнике с газовым скольжением.Based on information from suppliers of screw conveyors and operating experience of fluidized bed coolers, it can be assumed that when using a heat exchanger with a gas slide according to the present invention, the heat transfer can be about four times more than a standard screw conveyor. This is made possible by expanding the bulk material in a range that can reasonably be implemented in a gas-exchanged heat exchanger.
По сравнению со шнековым конвейером теплообменник с газовым скольжением по настоящему изобретению является менее сложным в изготовлении, обеспечивает большую площадь поверхности теплообмена при примерно одинаковых габаритных размерах и обеспечивает улучшенную теплопередачу из-за увеличенной поверхности сыпучего материала.Compared to the screw conveyor, the gas-slid heat exchanger of the present invention is less complex to manufacture, provides a large heat exchange surface area with approximately the same overall dimensions, and provides improved heat transfer due to the increased surface of the bulk material.
Настоящее изобретение подходит для нагревания сыпучего материала с использованием нагретой теплообменной среды, но также может быть использовано для охлаждения сыпучего материала с использованием охлажденной теплообменной среды.The present invention is suitable for heating a bulk material using a heated heat exchange medium, but can also be used to cool the bulk material using a cooled heat exchange medium.
Список номеров позиций на чертежах.List of item numbers in the drawings.
1 - Теплообменник,1 - Heat exchanger
2 - труба,2 - pipe
- 3 029071- 3 029071
2а - двойная стенка,2a is a double wall,
3 - впускное отверстие,3 - inlet,
4 - выпускное отверстие,4 - outlet,
5 - теплообменная трубка,5 - heat exchange tube,
6 - впускное отверстие,6 - inlet,
7 - выпускное отверстие,7 - outlet,
8 - подающая труба,8 - feed pipe
9, 9а - псевдоожижающее сопло,9, 9a - fluidizing nozzle,
10 - нижняя часть,10 - the lower part
11,12 - подающая труба,11.12 - feed pipe,
13, 14 - транспортное сопло,13, 14 - transport nozzle,
15 - выпускное отверстие для газа,15 - outlet for gas,
20 - транспортная зона,20 - transport zone
21 - зона с увеличенной поверхностью сыпучего материала,21 - zone with an increased surface of the bulk material,
22 - уровень сыпучего материала (без псевдоожижения).22 - the level of bulk material (without fluidization).
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2013/057491 WO2014166533A1 (en) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Gas slide heat exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201591777A1 EA201591777A1 (en) | 2016-03-31 |
EA029071B1 true EA029071B1 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=48092957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201591777A EA029071B1 (en) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Heat exchanger with fluidized bed |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160054064A1 (en) |
EP (1) | EP2984432B1 (en) |
KR (1) | KR20150139551A (en) |
CN (1) | CN105164485B (en) |
EA (1) | EA029071B1 (en) |
RS (1) | RS56234B1 (en) |
WO (1) | WO2014166533A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10710043B2 (en) | 2014-09-24 | 2020-07-14 | Raven Sr, Llc | Compact and maintainable waste reformation apparatus |
CN105698561A (en) * | 2016-01-18 | 2016-06-22 | 巢湖瑞丰油脂有限公司 | Baked sesame cooling device and use method thereof |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3851406A (en) * | 1972-04-24 | 1974-12-03 | Ipran Inst Proiectari Pentru I | Fluidized-bed apparatus |
DE3320595A1 (en) * | 1983-06-08 | 1984-12-13 | Rheinische Braunkohlenwerke AG, 5000 Köln | SCREW CONVEYOR FOR DISCHARGING SOLID RESIDUES FROM DEVICES OPERATED UNDER HIGH TEMPERATURE AND PRESSURE |
US4509463A (en) * | 1982-12-24 | 1985-04-09 | M.A.N. Maschinenfabrik Ausburg-Nurnberg Aktiengesellschaft | Upright apparatus for cooling high pressure gases containing a high dust content |
DE3345235A1 (en) * | 1983-12-14 | 1985-06-20 | Sulzer-Escher Wyss GmbH, 7980 Ravensburg | Fluidised bed having a heat exchanger arrangement |
DD288663A5 (en) * | 1989-10-18 | 1991-04-04 | Veb Volkswerft Stralsund,De | HEAT-CLEARING FOOD CUTTING |
US5190415A (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-02 | Ingersoll-Rand Company | Flow induced feed collector and transporter apparatus |
EP0694749A1 (en) * | 1994-07-28 | 1996-01-31 | GEC ALSTHOM Stein Industrie | Solid particle cooling device at the outlet of a treatment arrangement |
US6253715B1 (en) * | 1999-04-30 | 2001-07-03 | Miura Co., Ltd. | Water-tube boiler |
US20070183854A1 (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-09 | Ibau Hamburg Ingenieurgesellschaft Industriebau Mbh | Device for the pneumatic conveying of particulate and powdery bulk material |
DE102009020437A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Outotec Oyj | Device for transporting bulk goods |
US20110240269A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Mac-Dan Innovations Llc | Waste water heat recovery system |
WO2012131236A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Mersen France Py Sas | Facility and reactor for directly synthesizing hydrochloric acid from hydrogen and chlorine with heat recovery |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE534988C (en) | 1929-06-23 | 1931-10-05 | Otto Hardung | Rotating heat exchanger with a double-walled hollow screw arranged in a housing |
DE1751961A1 (en) | 1968-08-24 | 1971-06-16 | Werner & Pfleiderer | Screw heat exchanger with hollow Schencken passages |
DE1909039B2 (en) * | 1969-02-22 | 1973-01-04 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Fluidized bed cooler |
US3584792A (en) * | 1969-04-18 | 1971-06-15 | Patent And Dev Of N C Inc | Device for liquid atomization and fluid blending |
SE339211B (en) * | 1970-01-22 | 1971-10-04 | Stal Refrigeration Ab | |
US4610310A (en) * | 1982-09-30 | 1986-09-09 | Miller Dennis R | Fire protection system |
FR2653544B1 (en) * | 1989-10-24 | 1992-02-14 | Gaz De France | STEAM PUMP WITH AIR EXCHANGER-COUNTER-CURRENT COMBUSTION PRODUCTS WITHOUT INTERMEDIATE FLUID. |
CA2001990C (en) * | 1989-11-01 | 1999-08-17 | Gordon M. Cameron | Electrostatic gas cleaning |
US5329886A (en) * | 1993-08-02 | 1994-07-19 | Westinghouse Electric Corporation | Steam generator |
US6106789A (en) * | 1993-12-30 | 2000-08-22 | Phillips Petroleum Company | Alkylation reactor with internal acid cooling zones |
US5836257A (en) * | 1996-12-03 | 1998-11-17 | Mcdermott Technology, Inc. | Circulating fluidized bed furnace/reactor with an integral secondary air plenum |
US5894883A (en) * | 1998-03-25 | 1999-04-20 | Phillips Petroleum Company | Shell and tube heat exchanger |
AU2001288660A1 (en) * | 2000-09-01 | 2002-03-13 | Fry's Metals, Inc. D/B/A Alpha Metals, Inc. | Rapid surface cooling of solder droplets by flash evaporation |
US8048583B2 (en) * | 2006-07-20 | 2011-11-01 | Modine Manufacturing Company | Compact air preheater for solid oxide fuel cell systems |
WO2009089488A1 (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-16 | Johnson Controls Technology Company | Heat exchanger |
AT507100B1 (en) | 2008-07-23 | 2010-02-15 | Andritz Tech & Asset Man Gmbh | DEVICE AND METHOD FOR HEAT TRANSFER |
DE102008048405B3 (en) * | 2008-09-23 | 2010-04-22 | Alstom Technology Ltd. | Tube bundle heat exchanger for the regulation of a wide power range |
US8278363B2 (en) * | 2009-03-23 | 2012-10-02 | Thomas Charles Holcombe | Fischer-tropsch reactions using heat transfer tubes with a catalyst layer on the outside surfaces |
US8231233B2 (en) | 2009-06-17 | 2012-07-31 | Motorola Mobility, Inc. | Portable electronic device and method of power management for same to accommodate projector operation |
DE102011078954B4 (en) | 2011-07-11 | 2014-05-08 | Coperion Gmbh | Bulk heat exchange apparatus |
CN202692604U (en) * | 2012-06-19 | 2013-01-23 | 常州市大江干燥设备有限公司 | Heated fluidized bed drying machine |
-
2013
- 2013-04-10 US US14/782,842 patent/US20160054064A1/en not_active Abandoned
- 2013-04-10 EP EP13715969.5A patent/EP2984432B1/en active Active
- 2013-04-10 CN CN201380076049.9A patent/CN105164485B/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-04-10 KR KR1020157030972A patent/KR20150139551A/en not_active Application Discontinuation
- 2013-04-10 EA EA201591777A patent/EA029071B1/en not_active IP Right Cessation
- 2013-04-10 WO PCT/EP2013/057491 patent/WO2014166533A1/en active Application Filing
- 2013-04-10 RS RS20170843A patent/RS56234B1/en unknown
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3851406A (en) * | 1972-04-24 | 1974-12-03 | Ipran Inst Proiectari Pentru I | Fluidized-bed apparatus |
US4509463A (en) * | 1982-12-24 | 1985-04-09 | M.A.N. Maschinenfabrik Ausburg-Nurnberg Aktiengesellschaft | Upright apparatus for cooling high pressure gases containing a high dust content |
DE3320595A1 (en) * | 1983-06-08 | 1984-12-13 | Rheinische Braunkohlenwerke AG, 5000 Köln | SCREW CONVEYOR FOR DISCHARGING SOLID RESIDUES FROM DEVICES OPERATED UNDER HIGH TEMPERATURE AND PRESSURE |
DE3345235A1 (en) * | 1983-12-14 | 1985-06-20 | Sulzer-Escher Wyss GmbH, 7980 Ravensburg | Fluidised bed having a heat exchanger arrangement |
DD288663A5 (en) * | 1989-10-18 | 1991-04-04 | Veb Volkswerft Stralsund,De | HEAT-CLEARING FOOD CUTTING |
US5190415A (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-02 | Ingersoll-Rand Company | Flow induced feed collector and transporter apparatus |
EP0694749A1 (en) * | 1994-07-28 | 1996-01-31 | GEC ALSTHOM Stein Industrie | Solid particle cooling device at the outlet of a treatment arrangement |
US6253715B1 (en) * | 1999-04-30 | 2001-07-03 | Miura Co., Ltd. | Water-tube boiler |
US20070183854A1 (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-09 | Ibau Hamburg Ingenieurgesellschaft Industriebau Mbh | Device for the pneumatic conveying of particulate and powdery bulk material |
DE102009020437A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Outotec Oyj | Device for transporting bulk goods |
US20110240269A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Mac-Dan Innovations Llc | Waste water heat recovery system |
WO2012131236A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Mersen France Py Sas | Facility and reactor for directly synthesizing hydrochloric acid from hydrogen and chlorine with heat recovery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105164485B (en) | 2017-08-08 |
EP2984432A1 (en) | 2016-02-17 |
CN105164485A (en) | 2015-12-16 |
WO2014166533A1 (en) | 2014-10-16 |
EP2984432B1 (en) | 2017-08-02 |
RS56234B1 (en) | 2017-11-30 |
KR20150139551A (en) | 2015-12-11 |
US20160054064A1 (en) | 2016-02-25 |
EA201591777A1 (en) | 2016-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10139162B2 (en) | Acoustic-assisted heat and mass transfer device | |
WO2021030875A1 (en) | Moving-bed particle heat exchanger | |
US11344853B2 (en) | Multifunctional hydrodynamic vortex reactor and method for intensifying cavitation | |
JP2005500928A5 (en) | ||
EA029071B1 (en) | Heat exchanger with fluidized bed | |
CN104236282A (en) | A disk-type stirring processing device | |
JP5866196B2 (en) | Bulk material cooling apparatus and bulk material cooling method | |
US6263958B1 (en) | Heat exchangers that contain and utilize fluidized small solid particles | |
US20160290632A1 (en) | Fluidized Bed Apparatus | |
US4531570A (en) | Method and apparatus for continuously cleaning a heat exchanger during operation | |
JPH05332688A (en) | Device for attaining heat exchange between liquid and granular substance | |
US2878789A (en) | Heat exchangers with catalytic combustion | |
US2657473A (en) | Method and apparatus for treating solids | |
US10900660B2 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
US20150353298A1 (en) | Gas-particle processor | |
RU154574U1 (en) | SHELL-TUBE HEAT EXCHANGER | |
EP0144324A1 (en) | Heat exchange between gas-solids mixtures | |
EP2884172A1 (en) | Fluidized bed syphon | |
EP2884170A1 (en) | Fluidized bed apparatus | |
RU2398163C2 (en) | Method for heat-mass exchange in vortex fluidised bed and device for its realisation | |
EP2884162A1 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
Mikulionok | Heat exchange apparatuses with fluidized bed (survey of patents) | |
CN118076716A (en) | Thermal processing device and thermal processing method | |
EP2884165A1 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
SU976233A2 (en) | Powder-like materials cooling apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM |