CS231095B1 - Zařízeni k provádění procesů ve fluidni vrstvě - Google Patents

Abstract

Zařízeni je použitelné v chemické, metalurgické, potravinářské, farmaceutické a zemědělské technologii a v prů­ myslu stavebních hmot. Zařízeni sestává z tělesa se dnem, v jehož dolni části se nachází distributor fluidačni tekutiny s otvory a vnitřní kónus. Podle vynélezu e ve vrchní části vnitřního kónusu nad istributorem vytvořena prohlubeň, na jejiž základně je umístěn usměrňovač a ve stěnách prohlubně jsou upraveny otvory pro přívod tekutiny. Distributor mů­ že být opatřen otvory, které mohou být radiální nebo skloněny vůči radiálnímu směru.

Description

NEUŽIL LUBOMÍR doc.ing. CSc.,

STRACH LADISLAV ing. CSc., PRAHA (CS),

S0M0V ANATOLIJ MAKSIMOVlC ing. CSc., LENINGRAD,

GOLIKOV ALEXANDR NIKOLAJEVlC ing., ClMKENT, (SU)_

Zařízeni k provádění procesů ve fluidni vrstvě

Zařízeni je použitelné v chemické, metalurgické, potravinářské, farmaceutické a zemědělské technologii a v průmyslu stavebních hmot. Zařízeni sestává z tělesa se dnem, v jehož dolni části se nachází distributor fluidačni tekutiny s otvory a vnitřní kónus. Podle vynélezu e ve vrchní části vnitřního kónusu nad istributorem vytvořena prohlubeň, na jejiž základně je umístěn usměrňovač a ve stěnách prohlubně jsou upraveny otvory pro přívod tekutiny. Distributor může být opatřen otvory, které mohou být radiální nebo skloněny vůči radiálnímu směru.

231 095

231 095

Vynález se týká zařízení k provádění procesů ve fluidní vrstvě, tj. procesů fyzikálních, chemických, biochemických a jaderných.

s

Vynález se vztahuje k chemické, metalurgické, potravinářské, farmaceutické a zemědělské technologii a k průmyslu stavebních hmot. V těchto výrobách se vyskytuje často potřeba úpravy a zpracování zrnitých materiálů jako je například ohřívání, chlazení, zmrazování, sušení, granulace, žíhání a jiné chemické reakce. Požadavkem je spolehlivá funkce zařízeni, tj., aby zařízení pracovalo bez potřeby příliš častého čistění stěn a roštu od nalepených, připečených či biochemicky a chemicky rozložených materiálů. Dalším požadavkem je vysoká energetická účinnost a vysoká intenzita děje, což se projevuje v malém měrném objemu zařízení.

Dosud známá zařízení s fluidní vrstvou neumožňují spolehlivě zpracovávat materiál s tendencí k nalepování, připékání a shlukování, například materiál s vysokou vlhkostí, nebo musí být zařízení vybaveno rotujícím elementem či tryskami oddělujícími materiál od stěn.

Nedostatkem těchto zařízení je vznik nárůstků na stěnách zařízení a na roštu. V případě tangenciálního přívodu fluidačního méclia do fluidní vrstvy se materiál pohybuje odstředivou silou podél stěny, dochází k zvýšené tepelné výměně β okolím (ztráty energie), v osové oblasti aparátu se vytváří neúčinná zóna, je zvýšené eroze stěn zařízení i částic a nižší intenzita vlastního děje vzhledem ke sníženému kontaktu pevných částic a fluidačního media. V případě souosého přívodu fluidačního media je pohyb částic neusměrněný, vznikají značná

-Λ 231 095 nerovnoměrnosti a rázy, které snižují kontakt materiálu β fluidačním mediem a u materiálu, který má tendenci k slepování se vytvářejí nefluidní zóny·

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení k provádění procesů ve fluidní vrstvě, sestávající z tělesa se dnem, v jehož dolní části se nalézá distributor fluidační tekutiny s otvory na obvodu a vnitřní kónus. Podstata zařízení spočívá v tom, Že ve vrchní části vnitřního kónusu je vytvořena prohlubeň, na jejíž základně je umístěn usměrňovač a ve stěnách prohlubně jsou otvory pro přívod fluidační tekutiny· Podle dalšího význaku vynálezu je distributor, umístěný pod vnitřním kónusem, opatřen radiálními výstupními otvory. Konečně podle posledního význaku vynálezu jsou výstupní otvory skloněny vůči radiálnímu směru.

Zařízení podle vynálezu zajišťuje stabilní gejzírovou fluid ní vrstvu v centrální části a navíc organizovanou rotující vrstvu /pokud je třeba/ v dolní části. Přitom se dosahuje možnosti pracovat β podstatně vyššími vrstvami při dosažení hydrodynamického i tepelného režimu vysoké intenzity v celé výši vrstvy. Z toho plyne vysoká výkonnost zařízení. Kromě toho vynález zajišťuje nízké tepelné ztráty. Při teplotě v zařízení vyšší než je teplota okolí umožňuje dvojí přívod tekutiny přivést tekutinu o teplotě vyšší do centrální části trubkou a tekutinu o nižší teplotě do spodní části trubkou.

Tím se sníží teplota u stěny. Kromě snížení tepelných ztrát, u vysokoteplotních procesů se tak vytváří ochrana stěn zařízení před účinkem vysoké teploty a převážná část zařízení může být vyrobena z méně nákladného materiálu. V případě tepelného zpracováni termolabilních materiálů lze využít možnosti zařízení podle vynálezu vytvořením různých teplotních zón k ochraně materiálu od přehřátí, případně od přechlazení. Snížený styk částic materiálu se stěnami zařízení snižuje erozi zařízení a materiálu, což zvyšuje jakost materiálu a snižuje též možnost nalepování materiálu na stěny, což zvyšuje spolehlivost chodu zařízení, snižuje náklady na údržbu a opět zvyšuje jakost materiá|u.

231 095

Zařízení podle vynálezu je dále blíže popsáno na konkrétním příkladu provedení a podle připojeného výkresu, na němž / značí obr· 1 podélný řez zařízením, obr· 2 řez A-A z obr· 1, obr. 3 řez A-A z obr. Iv alternativním provedení.

Jak patrno z oor,± zařízení sestává z tělesa 1 s kónusovým dnem 2, v jehož nižší části je instalován prstencový distributor 2 fluidační tekutiny s přívodem tekutiny 4 a s otvory 5· ^v řezu A-A na obr. 2 a 3 jsou znázorněny 2 varianty uspořádání otvorů distributoru 2 a to bud radiální nebo skloněná vůči radiálnímu směru. Na vrchní části distributoru 2 je umístěn vnitřní kónus 6, v jehož vrchní části je vytvořena prohlubeň s usměrňovačem 2· Trubka 8 slouží k přívodu tekutiny do vnitřního kónusu 6. Ve stěnách prohlubně jsou vytvořeny otvory 9 pro tekutinu přivedenou do vnitřního kónusu. Otvor 10 je určen pro přívod materiálu do zařízení, otvor 11 pro výstup materiálu ze zařízení a otvor 12 pro odvod tekutiny.

Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že působením fluidační tekutiny, vystupující otvory 9, se vytváří směs materiálu a tekutiny a tato směs má vlivem usměrňovače 2 usměrněný pohyb. V centrální části zařízení se tak tvoří heterogenní paprsek, kterým jsou částice materiálu vynášeny na povrch vrstvy a přesunují se ke stěnám zařízení. Druhý proud fluidační tekutiny vstupující otvory distributoru 2 vytváří nerotující, viz obr. 2 nebo rotující, viz obr. 3, směs materiálu a tekutiny postupující nahoru od přístěnné zóny tělesa 1 do jádra vrstvy, to je do oblasti nižšího tlaku, kde se směšuje s částicemi materiálu postupujícími shora od centrální ho paprsku. Tím se v zařízení vytvářejí dvě zóny s nahoru postupujícím materiálem: jedna centrální v horní části nad usměrňovačem 2 & druhá v nižší části u stěny tělesa 1. Tím se také vytvářejí dvě zóny sestupujícího materiálu: jedna ve vrchní části zařízení u stěny tělesa 1 a druhá v dolní části u stěny vnitřního kónusu 6.

Podle konkrétního provedení vynálezu bylo do zařízení s distributorem podle obr. 2 přiváděno 10 t, h/karbohnojiva ve tvaru cylindrických granul o průměru 4 mm a střední délce

231 095

- / 8 mm. Karbohnojivo mělo být usušeno z vlhkosti 20 % na 12 %» Maximální teplota granul neměla přesáhnout 70°C, aby nedošlo k snížení jejich kvality. Zařízení bylo vytvořeno tak, že celkové výška tělesa 1 je 4 m, průměr horní válcové části tělesa je 3,0 m, střední válcové části 2,2 m a dna 1,9 m. Na dně tělesa 1 byl centrálně umístěn distributor 3 o průměru 1,5 m. Vnitřní komolý kónus 6 měl u paty průměr 1,5 m, v nejvyšši části průměr 0,8 m a výšku včetně distributoru 3 1,0 m. Prohlubeň vnitřního kónusu měla tvar komolého kónusu, byla hluboká 0,4 m a průměr u dna měla 0,6 m. Ve stěnách prohlubně byly vytvořeny otvory 9 pro vstup sušicího vzduchu. Na dně prohlubně byl instalován usměrňovač 2 ve tvaru kónusu výšky 0,9 m s průměrem u paty 0,6 m. Přívod vlhkých granul byl centrální trubkou 10 a odpad vysušeného materiálu byl boční trubkou 11, umístěnou 0,9 m nade dnem tělesa 1.

Do zařízení byl přiváděn dvojí proud vzduchu. Trubkou 8 se do vnitřního kónusu přivádělo 15 000 kg»h vzduchu o teplotě 180°C. V centrální části zařízení, to je v oblasti usměrňovače 2 docházelo k odsušení převážné části vody, takže teplota směsi vzduchu a materiálu byla pod 70°C. Trubkou 4 a distributorem 3 se do zařízení přiváděl další proud 15 000 vzduchu o teplotě 40°C. Tím se vytvořila chladnější zóna, v níž docházelo k dosušení a k ochlazení granul přicházejících z centrální části s vyšší teplotou. Přitom se dosušovalo při příznivém souhlasném znaménku gradientu teploty a vlhkosti v granulách.

Přívod fluidační tekutiny může být společný do distributoru 3 a vnitřního kónusu 6. Místo distributoru 3 a otvory jj vytvořenými podle obr. 2 nebo 3 může být instalován přívod fluidačního media roštem ve dně tělesa 1, přičemž rošt může být z děrovaného plechu, z tyčí, z frity, porézní keramiky, tkaniny, ze zrněného materiálu, kloboučkový nebo žaluziový. Vlastní tvar tělesa 1 není omezen a může být například pravoúhlý. Rovněž vnitřní kónus 6 a usměrňovač 7 mohou mít tvar jehlanový či střechovítý. Přívod materiálu 10 nemusí být centrální, ale též boční, s výhodou situovaný na opačné straně než odpad materiálu 11, nebo řešený více vstupy.

-fPŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (3)

1. Zařízení k provádění procesů ve fluidní vrstvě, sestávající z tělesa se dnem, v jehož dolní části se nachází distributor fluidační tekutiny s otvory a vnitřní kónus, vyznačující se tím, že ve vrchní části vnitřního kónusu /6/ nad distributorem /3/ je vytvořena prohlubeň, na jejíž základně je umístěn usměrňovač /7/ a ve stěnách prohlubně jsou upraveny otvory /9/ pro přívod tekutiny.

2. Zařízení podle bodu 1,vyznačující se tím, že distributor /3/, umístěný pod vnitřním kónusem /6/, je opatřen radiálními výstupními otvory /5/.

3. Zařízeni podle bodů 1 a 2/vyznačující se tím, že výstupní otvory /5/ jsou skloněny vůči radiálnímu směru.

1 výkres

231 098