Opis patentowy opublikowano: 1986 11 29 134 062 CZY rELNIA Int Cif B05B 7/O6 Twórcy wynalazku: Willem DeWit, Winfried Johannes, Woaterus Vermijs Uprawniony z patentu* Stamicarbon B.Y., Geleen /Holandia/ URZADZENIE DO ROZPYLANIA CIECZY ZA POMOCA. GAZU ALBO MIESZANINY GAZÓW Wynalazek dotyczy ulepszenia konstrukcji urzadzenia do rozpylania cieczy za pomoca gazu albo mieszaniny gazów w fluidyzowanym zlozu, stosowanego w przemysle chemicznym zwlaszcza do wytwarzania nawozów sztucznych przykladowo mocznika, wedlug patentu nr 103 473.Zgodnie z wynalazkiem opatentowanym za nr 103 473f urzadzenie do rozpylania cieczy za pomoca gazu albo mieszaniny gazów ma rure przeznaczona do doprowadzania cieczy i wspól- srodkowo ustawiona na zewnatrz niej rure do doprowadzania rozpylajacego gazu tak, ze gazo¬ wa rura wystaje poza wylotowy otwór cieozowy rury, W strefie w poblizu wylotowej koncówki kanal w.gazowej rurze.jest zwezony, tworzac wewnetrzna czesc ustawiona pod katem wzgledem osi urzadzenia wynoszacym 70-90°, która poprzez przejsciowa zakrzywiona czesc prowadzi do stosunkowo krótkiego wylotowego kanalu zakonczonego wylotowym otworem, zas koncowa powie¬ rzchnia cieczowej rury jest ustawiona pod katem do osi urzadzenia, wynoszacym 70-90° tak, ze czesc gazowej rury oraz koncowa powierzchnia cieczowej rury tworza pierscieniowy kanal, który jest zbieznie ustawiony do osi urzadzenia w kierunku przeplywu. Kat wierzcholkowy osi kanalu w przekroju albo sredni kat wierzcholkowy wynosi 140-180°. Promien zaokragle¬ nia przejsciowej czesci gazowej rury stanowi 0,1-0,4 srednicy wylotowego otworu, przy czym srednica-wylotowego otworu urzadzenia jest 1,0 - 1,6 razy wieksza od srednicy wylotowego otworu cieczowej rury, zas pole powierzchni wylotowego otworu jest równe albo mniejsze od najmniejszego pola powierzchni zbieznego kanalu.Korzystnie róznica katów wynosi najwyzej 5°, albo katy sa równe a pierscieniowy kanal ma zasadniczo równolegle sciany.Kazdy z katów wynosi 75-87,5°, korzystnie 77,5 - 82,5°. Srednica wylotowego otworu dest 1,1 - 1,3 razy wieksza od srednicy cieczowego wylotowego otworu. Promien krzywizny przej¬ sciowej czesci gazowej rury stanowi 0,2 -0,3 srednicy wylotowego otworu. Zewnetrzna kra¬ wedz koncowed powierzchni cieczowej rury Jest zaokraglona dla przeciwdzialania tworzenia sie turbulentnego przeplywu gazu. Pole przekroju wylotowego otworu dest mniejsze od nadmniejszego pola przekroju pierscieniowego kanalu.Stosujac Jednak znane urzadzenie stwierdzono w wielu wypadkach, ze wystepuje znaczne zuzycie urzadzenia wynikajace z podatnosci urzadzenia do zmiany ksztaltu od optymalnego ksztaltu. Stosunkowo niewielkie odchylki od takiego ksztaltu albo zmiany warunków dzia¬ lania powodowaly erozje otworu wyplywowego urzadzenia w czasie Jego stosowania do rozpy¬ lania cieczy we fluidyzowanym zlozu ze zt^.leao materialu.1^4 062 Przyczyna tego zjawiska polega na tym, ze male zmiany w ksztalcie albo warunkach pracy wywoluja taki obraz przeplywu w kanale wyplywowym, w którym struga uchodzaca z kanalu zaczyna sie odrywac od sciany kanalu. Cisnienie statyczne wzdluz sciany jest wiec nizsze niz cisnienie w obszarze otaczajacym urzadzenie w rezultacie czego material staly ze zloza fluidyzowanego jest zasysany do kanalu wyplywowego i wywoluje erozje scia¬ ny w wirze jaki powstaje na scianie.Celem wynalazku jest skonstruowanie ulepszonego urzadzenia do rozpylania cieczy za po¬ moca gazu albo mieszaniny gazów nie majacego wad znanego urzadzenia.Cel wynalazku osiagnieto przez skonstruowanie urzadzenia do rozpylania cieczy za po¬ moca gazu albo mieszaniny gazów zawierajacego rure podawcza cieczy usytuowana koncentry¬ cznie w rurze doprowadzenia gazu, przy czym czolowe zakonczenie rury podawczej cieczy i wewnetrzna sciana czesci rury doprowadzenia gazu wysunieta poza czolowe zakonczenie sa skosnie sciete pod katem 70°-90° tworzac stozkowy kanal wyplywowy pomiedzy czolem a wew¬ netrzna sciana. Wewnetrzna sciana laczy sie poprzez zaokraglona powierzchnie z wewnetrzna sciana kanalu odplywowego usytuowanego wspólosiowo wzgledem rury podawczej cieczy, zas stosunek wewnetrznej srednicy kanalu do wewnetrznej srednicy otworu wyplywowego miesci sie w zakresie 1 do 1,6, a do promienia krzywizny zaokraglonej powierzchni w zakresie 2,5 do 10, w którym to urzadzeniu zgodnie z wynalazkiem kanal wyplywowy stozkowo zweza sie w kie¬ runku przeplywu cieczy.Korzystnie stosunek najmniejszej srednicy do najwiekszej srednicy w stozkowo zwezonej czesci kanalu wyplywowego miesci sie w zakresie od 0,85 do 0,95* Kat wierzcholkowy po¬ wierzchni stozkowej utworzonej przez sciane stozkowo zwezonej czesci miesci sie w zakre¬ sie od 5° do 90°.W rozwiazaniu wedlug wynalazku zwezenie kanalu powoduje wzrost cisnienia wzdluz scia¬ ny, przy czym wzrost ten jest taki, ze we wszystkich warunkach cisnienie przynajmniej w miejscu gdzie medium opuszcza dysze jest wieksze niz na zewnatrz dyszy. Nie wystepuje tutaj porywanie stalego materialu z fluidyzowanego zloza do kanalu. Tym nie mniej musi byc zachowany warunek aby najmniejsza srednica zwezonej czesci nie byla mniejsza niz wew¬ netrzna srednica otworu odplywowego rury podawczej gazu, dla unikniecia zuzywania wywoly¬ wanego przez przeplyw cieczy wzdluz sciany dyszy.Zasadniczo wystarczy, aby tylko zakonczenie kanalu wyplywowego urzadzenia zawieralo czesc przewezona a w tym wypadku stozkowo zwezona czesc dyszy wyplywowej jest polaczona poprzez czesc cylindryczna z okraglym przelotem na wewnetrznej scianie rury zasilania gazem. Jesli w tym wypadku winna wystepowac czesciowa próznia lokalnie wzdluz sciany dy¬ szy, to porywanie medium z otoczenia do kanalu bedzie powstrzymane za pomoca cisnienia, które jest najwieksze na zakonczeniu kanalu.Stozkowo. zwezona czesc kanalu wyplywowego moze zawierac pierscien osadzony w cylindry¬ cznym kanale. W takim wypadku pierscien moze byc wykonany z bardziej twardego materialu niz reszta urzadzenia.W urzadzeniu wedlug wynalazku korzystnie podaje sie gaz pod takim cisnieniem, aby w warunkach pracy predkosc wyplywu gazu miescila sie w zakresie od 20 m/s do 400 m/s, korzystnie w zakresie 40 m/s do 120 m/s, dla zapobiegania sproszkowania ziarn.Urzadzenie wedlug wynalazku Jest stosowane do rozpylania materialów cieklych do flui¬ dyzowanego zloza zasadniczo z ziarn materialu stalego. Termin "material ciekly" obejmuje nie tylko roztwory ciekle jak przykladowo woda, rozpuszczalniki organiczne, roztwory wod¬ ne, skladniki jakie zostaly stopione albo uplynnione poprzez podgrzewanie i emulsje w wo¬ dnych albo organicznych ciaglych fazach, ale takze zawiesiny cial stalych w cieczach.W pewnych wypadkach jest to woda, mleko, woda zanieczyszczona zawierajaca skladniki orga¬ niczne w roztworach, toluen, octan etylowy, gliceryna, frakcje naftowe, olej palny i inne ciekle paliwa, lakiery, plynny mocznik i siarke,plynne polimery i inne substancje.Urzadzenie wedlug wynalazku ma istotne znaczenie dla rozpylania paliwa albo strumieni odpadów we fluidalnym piecu do spopielania albo w uwodornieniu albo tez gazyfikacji ropy naftowej. Urzadzenie szczególnie nadaje sie do rozpylania plynnego mocznika w zlozu134 062 3 fluidalnym nieczynnego albo katalitycznie aktywnego materialu, jaki jest zwykle stosowa¬ ny w wytwarzaniu melaminy albo kwasu cyjanurowego. W tym wypadku jako gaz rozpylajacy stosuje sie amoniak albo mieszanke amoniaku i dwutlenku wegla. Temperatura mocznika wy¬ nosi co najmniej 133°C a w wiekszosci przypadków pomiedzy 135° a 150°C. Temperatura ga¬ zu nie jest warunkiem krytycznym i dobiera sie ja z zakresu od 20°C do 400°C.Ponadto urzadzenie wedlug wynalazku nadaje sie do przygotowania granulek z zestalaja¬ cego sie cieklego materialu poprzez rozpylanie tego materialu w fluidyzowanym zlozu uprzednio wytworzonych granulek. Takimi przykladowymi materialami sa ciekly mocznik, siarka, azotan amonowy, sztuczne nawozy azotowo-fosforowo-potasowe, azotan wapnia.Predkosc z jaka ciecz opuszcza rure zasilajaca i miesza sie z ^azem rozpylajacym moze byc zmieniona w szerokich granicach od 0,1 m/s do 2 m/s i korzystnie od 0,5 m/s do l,5m/s.Ilosc gazu jaka nalezy uzyc dobiera sie tak, ze stosunek wagowy podawanego gazu na jedno¬ stke czasu do cieczy miesci sie w zakresie od 0,1 do 1, a korzystnie od 0,2 do 0,5.Mozna stosowac wieksza ilosc gazu, ale nie jest to konieczne. Predkosc z jaka gaz opu¬ szcza otwór urzadzenia moze byc w danych warunkach zmieniana w szerokich granicach.Stosowany zakres predkosci miesci sie w granicach od 20 m/s do 400 m/s z zaleceniem sto- sov/ania predkosci gazu pomiedzy 40 m/s a 120 m/s, korzystnie pomiedzy 60 m/s a 90 m/s.Gdy mocznik rozpyla sie w fluidyzowanym zlozu z czasteczek aktywnych katalitycznie, predkosc gazu musi byc mniejsza niz 120 m/s, korzystnie mniejsza niz 100 m/s, dla uniknie¬ cia sproszkowania tych czasteczek.Jezeli urzadzenie wedlug wynalazku wykorzystuje sie dla przygotowania granulek z ze¬ stalajacego sie cieklego materialu, to mozna stosowac wyzsze predkosci gazu az do 400m/s.Stosujac urzadzenie wedlug wynalazku mozna rozpylac duze ilosci cieczy przykladowo od 500 kg/h do 4500 kg/h przy stosunkowo niewielkich ilosciach gazu rozpylajacego i pred¬ kosci wyplywu gazu mniejszej niz 100 m/s. Urzadzenie wykazuje niewielkie zuzycie i nie zapycha sie.Urzadzenie wedlug wynalazku stanowi istotny postep w stosunku do znanych i stosowanych urzadzen uprzednio. Jakkolwiek jest caly szereg urzadzen nadajacych sie do rozpylania na przyklad wody, paliwa albo lakieru w swobodnej przestrzeni, to jednak brakowalo urzadzen, które mogly by z wysoka wydajnoscia rozpylac ciecze w zlozu fluidyzowanym przy stosowa¬ niu niskich predkosci gazu. Urzadzenia moga byc z dobrym skutkiem zastosowane w insta¬ lacjach suszenia fluidyzowanym zlozem i w granulatorach wykorzystujacych zloze fluidyzo- wane, przykladowo do granulacji mocznika albo nawozów sztucznych albo tez wtryskiwania paliwa albo wody zuzytej do pieców przeznaczonych do spopielania z wykorzystaniem zloza fluidalnego. Urzadzenie bardzo dobrze nadaje sie do rozpylania cieklego mocznika w zlozu fluidalnym z nieczynnego albo katalitycznie aktywnego materialu za pomoca amoniaku albo mieszaniny amoniaku z dwutlenkiem wegla, które zwykle sie wykorzystuje do przygotowania melaminy na bazie mocznika.Szereg gazów rozpraszajacych albo mieszaniny tych gazów mozna wykorzystac jako gaz rozpylajacy. Przykladowo moga to byc wodów, powietrze, tlen, weglowodory niskiego rzedu, gazy szlachetne, dwutlenek wegla, azot, amoniak i para. Dobór gazu zalezy od rodzaju substancji jaka ma byc rozpylana. Jesli jest to konieczne, gaz mozna poddac schlodzeniu albo wstepnemu podgrzewaniu.Przedmiot wynalazku objasniono w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia urza¬ dzenie którego dysza wyplywowa w rozwiazaniu pierwotnym jest uwidoczniona po prawej stro¬ nie figury, a zmieniona wedlug wynalazku po stronie lewej, w przekroju podluznym, fig.2 - sciane dyszy wylotowej w rozwiazaniu pierwotnym, w przekroju podluznym, z wykresem poka¬ zujacym cisnienie wystepujace wzdluz sciany przy róznych obciazeniach, fig. 3 - przykla¬ dowe rozwiazanie sciany dyszy urzadzenia wedlug wynalazku, w przekroju podluznym, z wy¬ kresem przedstawiajacym cisnienie jak na fig. 2, fig* 4 - sciane dyszy jak na fig. 3 w innym przykladzie wykonania, fig. 5 - sciane dyszy jak na fig. 3t w kolejnym przykla¬ dzie wykonania, fig. 6 - sciane dyszy jak na fig. 3 w nastepnym przykladzie wykonania, fig. 7 - urzadzenie wedlug wynalazku, w korzystnym przykladzie wykonania, w przekroju podluznym.4 1J4 062 Rozpylana ciecz podawana jest poprzez rure lf której czolowe zakonczenie 2 jest sciete pod katem 80° wzgledem bocznej strony urzadzenia fig. 1 . Koncentrycznie wokól rury 1 umieszczona jest rura 3 doprowadzenia gazu, nieco wysunieta poza rure 1 podawcza cieczy i polaczona z dysza 4, której wewnetrzna sciana tworzy takze kat 80° z osia srodkowa roz¬ pylacza. Dysza 4 zawiera srodkowy otwór 5 wylotowy, kanalu wylotowego 13 którego wewne¬ trzna sciana laczy sie poprzez zaokraglona powierzchnie 6 ze skosnie scieta wewnetrzna sciana dyszy 4. Wewnetrzna srednica rury 3 jest wieksza od zewnetrznej srednicy rury 1 tak, ze podawany gaz bedzie wyplywal przez pierscieniowy kanal 7f pomiedzy tymi rurami, stozkowy kanal 8, pomiedzy czolowym zakonczeniem 2 a wewnetrzna sciana dyszy i otworem wyplywowym, wraz z podawana ciecza przykladowo do reaktora, w którym to procesie ciecz bedzie rozpylana. W przykladowym rozwiazaniu srednica otworu wyplywowego rury 1 podawczej cieczy wynosi 32 mm. Srednica otworu 5 wylotowego dyszy 4 po prawej stronie fig. 1 poka¬ zujacej przyklad znanego uprzednio rozwiazania wynosi 38 mm. W tym rozwiazaniu kanal wy¬ lotowy ma ksztalt cylindryczny. W przykladzie wykonania urzadzenia wedlug wynalazku, uwi¬ docznionym po lewej stronie fig. 1, kanal wylotowy zweza sie stozkowo patrzac w kierunku przeplywu. Najmniejsza srednica tej zwezonej czesci 9 w przykladowym rozwiazaniu wynosi 32 - 36 mm. Promien krzywizny zaokraglonej powierzchni 6 wynosi 9 mm.Uwidocznione na fig. 7 urzadzenie zawiera zasadniczo cylindryczny kanal 14 dla cieczy i konczy sie otworem 15 koncowym. Czolowe zakonczenie 16 rury 1 jest skosnie sciete pod katem do osi urzadzenia. Zewnetrzne obrzeze tego czolowego zakonczenia jest korzyst¬ nie lekko wypukle zakrzywione albo zaokraglone. Kat winien miescic sie w zakresie 70° do 90°.Rura 3 jest ustawiona wspólosiowo wokól rury 1 w taki sposób, ze pomiedzy tymi rurami tworzy sie pierscieniowy kanal 11, dla podawania gazu. W strefie nieco poza zakonczeniem rury 1, rura 3 zaczyna sie zwezac tworzac w tej strefie czesc wewnetrznej pierscieniowej powierzchni 17 pod katem do osi urzadzenia. Ta czesc powierzchni przechodzi poprzez wypukle, zakrzywione przejscie do cylindrycznego wylotowego kanalu 13t utworzone przez czesc koncowa 12 rury 3i której kanal 13 wylotowy jest wspólosiowy z rura 1 i ma otwór wylotowy 5 ustawiony w plaszczyznie normalnej do osi kanalu 13« Czolowe zakonczenie 16 rury podawczej cieczy i czesc wewnetrzna powierzchni pierscie¬ niowej rury doprowadzania gazu tworza pierscieniowy kanal 8, który zweza sie w kierunku przeplywu wzdluz osi urzadzenia i ma kat wierzcholkowy albo sredni kat wierzcholkowy o zakresie 140° do 180°.Wewnetrzna powierzchnia rury 3 moze byc lekko wklesle zaokraglona. + Termin sredni kat wierzcholkowy oznacza srednia wartosc katów 2 xci i 2 x ec *. Gdy kat oCalbooc.' wynosi 70° albo jest mniejszy, wydajnosc urzadzenia jest ograniczona, podczas gdy przy kacie ©C albo oC wynoszacym 90° albo wiecej urzadzenie poddawane jest skrajnej turbulencji w strumieniu gazu. Najlepsze wyniki daje wykorzystanie urzadzen w których srednia wartosc katów wynosi od 75° do 87t5°* Szczególnie dobre re¬ zultaty sa uzyskiwane gdy sredni kat wynosi od 77f5° do 82,5°» W efekcie sredni kat wie¬ rzcholkowy miesci sie korzystnie w zakresie od 150° do 175° a szczególnie korzystnie w zakresie 155° i 165°. aby kat byl wiekszy niz Korzystnym jest tak dobrac katy aby kat byl wiekszy niz aby róznica pomiedzy tymi katami byla mniejsza niz 5°* Specjalnie korzystne sa rozwiazania w któ¬ rych katy sa równe i takie, ze zbiezny pierscieniowy kanal 8 ma istotnie równo¬ legle sciany. Oznacza to, ze w korzystnych rozwiazaniach urzadzenie wedlug wynalazku, pierscieniowy kanal wzdluz którego przeplywa gaz w kierunku osi rozpylacza ma zasadniczo równolegle sciany i ma kat wierzcholkowy w zakresie od 150° do 175°» a szczególnie ko¬ rzystnie w zakresie od 155° do 165°.W tych zaleconych rozwiazaniach potrzeba stosunkowo malo gazu dla wydajnego rozpyla¬ nia i szansa pow stania ruchu turbulentnego w strumieniu gazu i w otworze wylotowym urzadzenia jest szczególnie mala. Jest to szczególnie wazne w urzadzeniach stosowanych dla rozpylania cieczy we fluidyzowanym zlozu ze stalych ziarn materialu.1J4 062 5 Rura 1 podawacza cieczy jest polaczona w sposób znany w technice, poprzez polaczenie spawane albo srubowe z rura doprowadzenia cieczy, która w przedstawionym przykladzie ma zewnetrznie przyspawany plaszcz, który tworzy przestrzen jaka moze byc wypelniona ma¬ terialem termoizolacyjnym i moze byc przystosowana do cyrkulacji medium, przenoszenia ciepla albo dla ukladu elektrycznego podgrzewania. Rura 3 doprowadzenia cieczy jest po¬ laczona z zespolem zasilania ciepla przewodami w sposób nieuwidoczniony na rysunku.Rura 3 polaczona jest w znany sposób z rura stanowiaca zewnetrzna oslone polaczona z ko¬ lei ze zródlem gazu w sposób nie uwidoczniony na rysunku.W rozpylaczu uwidocznionym na fig. 7 rura 1 podawacza cieczy ma grubsza czesc konco¬ wa, a przelot gazu - pierscieniowy kanal 11 prowadzi do czesci 7 majacej mniejsza po¬ wierzchnie przekroju poprzecznego.Wylotowy kanal 13 jest stosunkowo krótki, w wiekszosci wypadków koncowa czesc 12 rury gazu ma dlugosc wynoszaca od 1/5 do 1/2 srednicy wylotowego otworu 5« Jesli kanal wylotowy jest dluzszy wystepuje ryzyko, ze sciana czesci koncowej rury 12 be¬ dzie zawilgocona przez ciecz. Rozpylanie pewnych cieczy, przykladowo cieklego mocznika albo roztworów soli, moze zwiekszac korozje. W kazdym przypadku srednica otworu wylotowe¬ go urzadzenia byla taka jak najwieksza srednica wylotowego kanalu 13* Jesli potrzeba, to rure 1 mozna tak uksztaltowac, ze kanal 14 cieczy bedzie lekko zbiezny albo rozszerzajacy sie w kierunku jego koncowego otworu 15# Ale niezbednym jest unikniecie wystapienia zjawiska turbulencji cieczy. Srednica otworu wylotowego 5 urza¬ dzenia jest od 1,0 do 1,6 raza, korzystnie od 1,1 do 1,3 raza wieksza od srednicy konco¬ wego otworu 15 rury 1 podawczej cieczy.Jesli otwór wylotowy 5 urzadzenia jest zbyt maly, to sciana kanalu wylotowego jest za¬ wilgocona przez ciecz, a jesli otwór jest zbyt duzy, to rozpylanie jest niedostateczne, albo zbyt wielkie ilosci gazu albo niezbedne sa bardzo duze predkosci gazu dla rozpyla¬ nia cieczy.Odleglosc pomiedzy czesciami powierzchni 16 i 17 tworzacymi zbiezny kanal 8 musi byc taka, aby obszar nadajacy sie dla przeplywu gazu byl równy albo wiekszy niz powierzchnia otworu wyplywowego urzadzenia. Tym samym jesli gaz przechodzi przez kanal 8 i kanal 13 do wylotowego otworu 5 to musi byc niezmienna albo wzrastajaca predkosc. Predkosc korzystnie wzrasta i tym samym powierzchnia przelotu w kanale 8 jest korzystnie wieksza niz powie¬ rzchnia przelotu otworu wylotowego urzadzenia.Powierzchnia przelotu zwezajacego sie kanalu 8 jest dobrana zasadniczo do powierzchni przelotu w czesci kanalu najblizszej do otworu wylotowego urzadzenia. Jesli jest to wyma¬ gane, to predkosc gazu w wylocie urzadzenia moze byc nizsza niz predkosc gazu w tym zwe¬ zajacym sie kanale, ale nastepnie zmiana turbulencji jaka powstaje blisko otworu urzadze¬ nia i w kanale wyplywowym zwieksza sie wraz z wynikajaca z tego erozja.Gdy urzadzenie jest przystosowane dla rozpylania cieczy we fluidyzowanym zlozu, zale¬ ca sie czesciowo zaokraglic albo skosnie sciac zakonczenie urzadzenia, czolowe zakoncze¬ nie czesci rury 12 gazu, dla zmniejszenia zuzycia i dla zwiekszenia zasysania ziarn kata¬ lizatora przez co katalizator i ciecz lepiej sa wymieszane.Zaokraglenie czesci powierzchni 6 pomiedzy czescia powierzchni 17 pierscieniowej i wy¬ lotowym kanalem 13 ma istotne znaczenie. Jesli promien krzywizny czesci 6 jest zbyt maly albo jesli nie ma zaokraglenia to nastepuje zwiekszenie zuzywania sie kroplami cieczy niosacymi stale ziarna jakie sa porywane przez glowice urzadzenia i wciagane do niej.Jesli promien zaokraglenia jest zbyt duzy, to potrzeba zbyt duzo gazu albo niezbedne jest utrzymywanie zbyt wysokiej predkosci gazu dla uzyskania wlasciwego rozpylenia. Promien za¬ okraglenia czesci 6 musi byc dobrany tak, aby przeciwstawic sie tworzeniu turbulencji w przeplywie gazu. Osiaga sie to poprzez dobranie promienia krzywizny stanowiacego 0,1 do 0,4 srednicy otworu wylotowego urzadzenia, korzystnie w zakresie od 0,125 do 0,375 tej srednicy a najbardziej korzystnie w zakresie od 0,2 do .0,3 takiej srednicy. Dogodnie ze¬ wnetrzne obrzeze wyplywowego otworu czolowego zakonczenia rury podawczej cieczy jest takze lekko zaokraglone dla zapobiegania powstawaniu turbulencji w strumieniu gazu.6 134 062 Jesli to obrzeze nie bedzie zaokraglone to pewna turbulencja moze wystapic powodujac osiadanie cieczy na czolowym zakonczeniu rury. W rezultacie w pewnych wypadkach moze wy¬ stapic korozja. Jako dalszy srodek zapobiegania turbulencji stosuje sie takze polaczenie 18 korzystnie lekko zaokraglone. W tych dwu miejscach promien krzywizny nie jest elemen¬ tem krytycznym* Wymiary rozpylacza o okreslonej wydajnosci ustala sie w oparciu o uprze¬ dnio podane zasadnicze wskazniki* Wydajnosc ponad 4000 kg cieczy na godzine moze byc uzyskana bez dalszych specjalnych srodków. Przy rozpylaniu medium wywolujacego korozje mozna jako material konstrukcyjny rozpylacza zastosowac dowolny material nie ulegajacy korozji, majacy stale wymiary i od¬ porny na zuzycie w okreslonych warunkach pracy. Odpowiednimi materialami sa miedzy inny¬ mi inconel, ha6talloy B albo hastalloy C. Elementy urzadzenia które najbardziej poddane sa zuzywaniu sie takie jak czesci 6, 12 i 17. moga byc wylozone warstwa odpornego na scieranie materialu albo moga byc utworzone jako wkladki bardzo odpornego materialu ta¬ kiego jak weglin krzemu, weglik wolframu albo tlenek glinowy.Urzadzenie wedlug wynalazku szczególnie nadaje sie do przygotowywania melamlny, gdy za pomoca dwufazowego rozpylacza mocznik jest rozpylany we fluidywanym zlozu czynnego katalitycznie materialu albo nieczynnego, przy czym w reaktorze utrzymuje sie cisnienie w zakresie od 0,98 Pa do 24,5 Pa i temperature w zakresie od 300°C do 500°C i który za¬ wiera jedno albo wiecej zlóz fluidyzowanych, z których co najmniej jedno zawiera katali¬ tycznie czynny material.W szeregu eksperymentów zbadano rózne typy urzadzen stosujac jako rozpylane medium wode a jako gaz rozpylajacy powietrze. We wszystkich eksperymentach stosowano ilosc po- ' wietrza wynoszaca 550 mVh, a ilosc wody kolejno P,5 dcm'/h, 1000 dcm'/h i 2000 dcmVh.W eksperymentach tych stosowano cienki próbnik dla ustalenia cisnienia w róznych miejs¬ cach wzdluz sciany otworu wyplywowego. Wykresy na fig. 2 do fig. 6 lacznie uwidaczniaja róznice pomiedzy tym cisnieniem a otoczeniem. W tych wykresach linia a przedstawia zróz¬ nicowania cisnienia wzdluz sciany przy obciazeniu wylacznie 550 mvh. Linie b, c i d po¬ kazuja te róznice cisnienia odpowiednio, jesli dodatkowo poza powietrzem podaje sie 500 dcnr/h, 1000 dcm*/h i 2000 dcnr/h wody. Róznice cisnien w okreslonym punkcie na wew¬ netrznej scianie kanalu wylotowego 13 mozna wyznaczyc wykreslajac pionowa linie prosta z tego punktu az do jej przeciecia z linia a, b, c albo d, w zaleznosci od ilosci poda¬ wanej wody.Przyklad I. Przebadano urzadzenia z cylindrycznym otworem wylotowym o sredni¬ cy 58 mm. Eksperymenty te pokazaly, ze w kazdych warunkach cisnienie wzdluz sciany jest nizsze niz cisnienie na zewnatrz dyszy. Zaleznie od miejsca i nasilenia podawania gazu albo cieczy, mierzono róznice cisnienia wzgledem najblizszego otaczajacego obszaru wy¬ noszaca od 3,9 kPa do 9t8 kPa. Stwierdzono praktycznie, ze urzadzenie ulega zuzyciu.Przyklad II. W otworze wylotowym dyszy jest osadzany stozkowy wsuwany pier¬ scien. Najmniejsza srednica tego pierscienia równa sie srednicy otworu wyplywowego rury podawczej cieczy i wynosi 32 mm, podczas gdy kat wierzcholkowy powierzchni stozkowej utworzonej przez sciane stozkowo zwezonej czesci wynosi 41°. Jak to uwidoczniono na wy¬ kresie fig. 3 cisnienie statyczne wzdluz sciany poza cala dlugoscia kanalu wylotowego jest przy wszystkich obciazeniach wyzsze niz cisnienie otoczenia i efekt jest taki, ze stosowanie tego rozwiazania nie powoduje praktycznego zuzycia urzadzenia.Przyklad III. Rozwiazanie to koresponduje z przedstawionym w przykladzie II z ta róznica, ze najmniejsza srednica wsuwanego pierscienia wynosi teraz 34 mm, a kat wierzcholkowy 28°. Wykres na fig. 4 uwidacznia, ze rozpoczynajac od zakonczenia kanalu wylotowego rozpylacza, cisnienie statyczne na pewnej dlugosci wzdluz sciany jest wyzsze a lokalnie nizsze niz cisnienie otoczenia. Obszar niskiego cisnienia jest izolowany od otoczenia za pomoca podwyzszonego cisnienia na zakonczeniu dyszy rozpylacza, tak ze nie moze byc tutaj wykraplania medium z otoczenia do dyszy. W eksperymentach z obciazeniem 1000 dnr/h i 2000 dnr/h wody, cisnienie statyczne na calej dlugosci sciany jest wyzsze niz cisnienie otoczenia. W czasie praktycznego stosowania, urzadzenie to nie bedzie154 062 7 podlegalo erozyjnemu zuzywaniu. Urzadzenie to ma taka zalete w porównaniu z przykladem wedlug fig. 3, ze opór przeplywu jest mniejszy.Przyklad IV. Ten przyklad odpowiada przykladom II i III, z taka róznica, ze najmniejsza srednica wsuwanego pierscienia wynosi 36 mm, a kat wierzcholkowy l4°. Cis¬ nienie statyczne na pewnej dlugosci wzdluz sciany rozpoczynajacej sie od zakonczenia kanalu wylotowego jest wyzsze, a w pewnych miejscach dalej nizsze, okolo 14,7 kPa, niz cisnienie otoczenia wokól urzadzenia. Obszar niskiego cisnienia jest znów izolowany od otoczenia za pomoca wyzszego cisnienia na zakonczeniu dyszy urzadzenia. W przykladach wedlug fig. 3 do fig. 5, czesc stozkowo zwezona ma taka dlugosc, ze pomiedzy zwezona czescia a powierzchnia 6 zaokraglona jest jeszcze cylindryczna czesc 21. W przykladowym rozwiazaniu wedlug fig. 6 jest tutaj plynne przejscie od powierzchni zaokraglonej w czesc stozkowo zwezona.Przyklad V. Poddano badaniu urzadzenie w którym czesc zwezona w dyszy byla polaczona plynna linia z powierzchnia zaokraglona kanalu stozkowego i w którym najmniej¬ sza srednica zwezonej czesci byla 34 mu* Rezultaty pomiarów podane na fig. 6 uwidacznia¬ ja ze jesli tylko podano gaz, to cisnienie statyczne wzdluz sciany jest nizsze 1,0 fcPa, na pierwszych 2 mm rozpoczynajac od zakonczenia kanalu wlotowego urzadzenia i dalej na calej dlugosci wyzsze niz cisnienie w otoczeniu urzadzenia. Przy zasilaniu ciecza i ga¬ zem cisnienie na calej dlugosci kanalu wylotowego jest wyzsze niz cisnienie otoczenia.Tym samym przy stosowaniu tego urzadzenia nie wystepuje jego erozyjne zuzywanie.Przyklad VI. Rozpylacz opisany w przykladzie byl zastosowany dla rozpylania cieklego mocznika w temperaturze 135°C bezposrednio do fluidyzowanego zloza z czynnego katalitycznie materialu w reaktorze melaminy z amoniakiem jako gazem rozpylajacym.W warunkach doswiadczenia predkosc wylotowa amoniaku wynosila 80 m/sek, podczas gdy po¬ dawanie mocznika zmienialo sie w zakresie 1000 kg/h - 3600 kg/h. Reaktor i urzadzenie byly badane po przepracowaniu przez urzadzenie 18 miesiecy zasadniczo z obciazeniem okolo 2000 kg/h mocznika.Urzadzenie nie mialo zadnych widocznych objawów erozji. Nie stwierdzono takich obja¬ wów erozji jako zaglebienia ani w samym reaktorze, ani w wymiennikach ciepla wspólpra¬ cujacych z reaktorem. Z tego wynikalo, ze urzadzenie pracowalo zawsze wlasciwie w tym okresie. W rzeczywistosci jesli rozpylenie byloby zbyt slabe to krople mocznika spada¬ lyby na sciany reaktora i wymiennika ciepla, a przez to nastapilyby niezwlocznie istot¬ ne oznaki korozji.Jest oczywistym, ze wynalazek nie dotyczy tylko przykladów opóznionych w opisie.Zaleznie od wydajnosci urzadzenia w którym zastosowano urzadzenie, mozna dobierac róz¬ ne wymiary poszczególnych elementów. PL PL