RU2663425C1 - Method of electrothermal processing of particulates in fluidized bed and device for its implementation - Google Patents
Method of electrothermal processing of particulates in fluidized bed and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663425C1 RU2663425C1 RU2017119412A RU2017119412A RU2663425C1 RU 2663425 C1 RU2663425 C1 RU 2663425C1 RU 2017119412 A RU2017119412 A RU 2017119412A RU 2017119412 A RU2017119412 A RU 2017119412A RU 2663425 C1 RU2663425 C1 RU 2663425C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluidized bed
- gas
- vessel
- jets
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к электротехнологии, в частности к технологии и оборудованию для переработки дисперсных материалов. The claimed technical solution relates to electrical technology, in particular to technology and equipment for the processing of dispersed materials.
Известен способ переработки дисперсного материала, при котором смешивают исходные компоненты (кварцевый песок и мелочь нефтяного кокса), подают в электротермическую печь кипящего слоя, пропускают электрический ток через смешенные компоненты и подвергают их (высокоэнергетической) термообработке в твердой фазе при температуре 1800-2000°С, обеспечивая тепломассообмен и химические реакции в кипящем слое, получают дисперсный кремний содержащий материал (1). A known method of processing dispersed material, in which the starting components are mixed (quartz sand and petroleum coke fines), is fed into an electrothermal fluidized bed furnace, an electric current is passed through the mixed components and subjected to (high-energy) heat treatment in the solid phase at a temperature of 1800-2000 ° C providing heat and mass transfer and chemical reactions in a fluidized bed, dispersed silicon-containing material is obtained (1).
Недостатком этого способа является то, что в нем не обеспечивается эффективное псевдоожижение дисперсного материала и равномерность его термообработки под действием протекающего через него электрического тока. По мере разогрева дисперсного материала, например до рабочей температуры 1800-2000°С, расход газа в электротермическом кипящем слое кратно возрастает. Это связано как с увеличением объема газа, так и образованием газообразных веществ (CO, SiO) при указанном нагреве. Кипящий слой обладает неустойчивостью, связанной с образованием газовых пузырей и их подъемом к открытой поверхности, сопровождаемым увеличением объема пузырей и их раскрытием на поверхности. При раскрытии пузырей происходит выброс вверх частиц дисперсного материала, которые могут быть вынесены из печи исходящим потоком газа. При разогреве кипящего слоя неустойчивость его псевдоожижения повышается. The disadvantage of this method is that it does not provide effective fluidization of the dispersed material and the uniformity of its heat treatment under the action of an electric current flowing through it. As the dispersed material is heated, for example, to an operating temperature of 1800-2000 ° C, the gas flow rate in the electrothermal fluidized bed increases several times. This is due to both an increase in the volume of the gas and the formation of gaseous substances (CO, SiO) under the indicated heating. The fluidized bed has instability associated with the formation of gas bubbles and their rise to an open surface, accompanied by an increase in the volume of bubbles and their opening on the surface. When the bubbles open, particles of dispersed material are ejected upward, which can be carried out of the furnace by an outgoing gas stream. When a fluidized bed is heated, the instability of its fluidization increases.
Дисперсные частицы, вытесненные из объема поднимающихся пузырей, образуют в кипящем слое уплотнения и сгустки, которые создают более высокое гидравлическое сопротивление восходящему потоку газа и усиливают неравномерность псевдоожижения. Неравномерность дополнительно усиливается при протекании тока, плотность которого возрастает в уплотнениях, что приводит к неравномерности выделения мощности по объему печи. В результате сочетания указанных факторов возникают условия для слияния пузырей и образования струй газа, гидравлическое сопротивление которым ниже, чем в соседних более плотных зонах слоя, что приводит к нарушению процесса псевдоожижения. Указанные недостатки снижают выход годного, повышают расход электроэнергии и материалов, ухудшают качество получаемого продукта из-за отклонения температуры отдельных зон от оптимальной температуры термообработки и ухудшают протекание химических реакций между загруженными в печь компонентами. Dispersed particles, displaced from the volume of rising bubbles, form seals and clumps in the fluidized bed, which create higher hydraulic resistance to the upward flow of gas and increase the unevenness of fluidization. The unevenness is further enhanced by the flow of current, the density of which increases in the seals, which leads to uneven release of power throughout the furnace. As a result of a combination of these factors, conditions arise for the coalescence of bubbles and the formation of gas jets, the hydraulic resistance of which is lower than in neighboring denser zones of the layer, which leads to disruption of the fluidization process. These shortcomings reduce the yield, increase the consumption of electricity and materials, worsen the quality of the resulting product due to deviation of the temperature of individual zones from the optimal heat treatment temperature and worsen the flow of chemical reactions between the components loaded into the furnace.
Известен способ обжига мелкозернистого материала, который загружают в печь псевдоожиженного слоя, подают воздух через газораспределительную решетку и внутрь печи направляют факелы топливных горелок тангенциально цилиндрической стенке печи под различными углами факелов распыливания топлива (2). There is a method of firing fine-grained material, which is loaded into a fluidized bed furnace, air is supplied through a gas distribution grid, and torches of fuel burners are directed into the furnace tangentially to the cylindrical wall of the furnace at different angles of the fuel spray nozzles (2).
Подача топливной смеси в печь тангенциально цилиндрической стенке печи вызывает турбулентность газового потока в зоне установки горелок, что несколько улучшает равномерность процессов, происходящих в рабочем объеме печи по сравнению с предыдущим решением. Но, применительно к электротермической переработке дисперсного материала, данное решение малоэффективно. Во-первых, использование топливных горелок приводит к тому, что атмосфера в печи становится окислительной, что приведет к быстрому разрушению электродов, используемых для электротермической переработке дисперсного материала. Во-вторых, дополнительная (к газораспределительной решетке) система подачи газа через боковую цилиндрическую стенку усложняет конструкцию и не обеспечивает турбулизацию потока газа в уровнях печи, расположенных ниже горелок. В третьих, в промежутках между горелками интенсификации перемешивания потока газа не происходит. Поэтому, недостатки предыдущего способа в данном решении частично уменьшены, но не устранены. Появились новые проблемы, мешающие введению электрической мощности в псевдоожиженный слой. The supply of the fuel mixture into the furnace tangentially to the cylindrical wall of the furnace causes gas flow turbulence in the zone of installation of the burners, which somewhat improves the uniformity of the processes occurring in the working volume of the furnace compared to the previous solution. But, in relation to the electrothermal processing of dispersed material, this solution is ineffective. Firstly, the use of fuel burners leads to the fact that the atmosphere in the furnace becomes oxidizing, which will lead to the rapid destruction of the electrodes used for the electrothermal processing of dispersed material. Secondly, an additional (to the gas distribution grid) gas supply system through the side cylindrical wall complicates the design and does not provide gas flow turbulization in the furnace levels located below the burners. Thirdly, in the intervals between the burners, intensification of mixing of the gas flow does not occur. Therefore, the disadvantages of the previous method in this solution are partially reduced, but not eliminated. New problems have appeared that impede the introduction of electric power into the fluidized bed.
Известен способ переработки в сосуде с электротермическим кипящем слоем дисперсного материала, состоящего из двух компонентов - легколетучего и тяжелолетучего, при котором в сосуд с двумя коаксиально установленными полыми электродами подают упомянутые компоненты. Тяжелолетучий компонент подают через полость внутреннего электрода в пространство под газораспределительной решеткой, где он смешивается с легколетучим компонентом, оттуда через распределительную решетку смесь компонентов подается в рабочее пространство сосуда, а продукты реакции отводят из верхней части сосуда (3). A known method of processing in a vessel with an electrothermal fluidized bed of a dispersed material consisting of two components - volatile and highly volatile, in which the said components are fed into a vessel with two coaxially mounted hollow electrodes. The heavy volatile component is fed through the cavity of the internal electrode into the space under the gas distribution grid, where it is mixed with the volatile component, from there the mixture of components is fed into the working space of the vessel through the distribution grid, and the reaction products are removed from the upper part of the vessel (3).
В этом решении через отверстие в центральном электроде один из компонентов дисперсного материала подают в подрешеточное пространство. В подрешеточное пространство, являющееся в данном случае частью системы распределения потока летучих реагентов, подается и легколетучий компонент. Там этот компонент смешивают с другим компонентом. В рабочую часть реактора подается общий поток смеси компонентов. Поскольку готовую смесь подают в рабочее пространство через решетку, то в данном решении сохраняются все перечисленные выше недостатки первого способа. In this solution, through an opening in the central electrode, one of the components of the dispersed material is fed into the sublattice space. The volatile component is also fed into the sublattice space, which in this case is part of the distribution system for the flow of volatile reagents. There, this component is mixed with another component. In the working part of the reactor is fed a total stream of a mixture of components. Since the finished mixture is fed into the workspace through the grill, in this solution all the above-mentioned disadvantages of the first method are preserved.
Известен способ электрошлакового переплава, при котором через электроды, а также находящиеся между ними материалы пропускают электрический ток низкой частоты. Мощность, которая выделяется вблизи разных электродов, перераспределяют, изменения глубину модуляции и/или частоту тока, протекающего между различными электродами (4). A known method of electroslag remelting, in which through the electrodes, as well as between the materials passing electric current of low frequency. The power that is released near different electrodes is redistributed, changes the modulation depth and / or frequency of the current flowing between the various electrodes (4).
В этом способе обеспечивается перемешивание жидкой ванны металла благодаря электромагнитному взаимодействию составляющих тока низкой частоты (менее 50 Гц), имеющих различное направление в рабочем пространстве. Требуемые интенсивность и характер электромагнитного перемешивания достигают, регулируя частоту тока и/или глубину его модуляции. Не смотря на отличие реализуемых в данном способе операций и процессов по сравнению с предлагаемым решением, можно увидеть некоторую аналогию электрогидродинамических процессов в ванне жидкого электропроводного расплава и электродинамическим воздействием на псевдоожиженный слой протекающего через него электрического тока. В аналоге, положительный эффект выражается в перераспределении мощности на электродах, погруженных в расплав, путем регулирования частоты тока и/или формы его кривой, что приводит к изменению характеристик пространственного распределения плотности тока. Применительно к электротермическому псевдоожиженному слою данный способ не создает искомого полезного эффекта, выражающегося в повышении равномерности слоя. This method provides mixing of the liquid metal bath due to the electromagnetic interaction of the low frequency current components (less than 50 Hz) having different directions in the working space. The required intensity and nature of electromagnetic mixing is achieved by adjusting the frequency of the current and / or the depth of its modulation. Despite the difference between the operations and processes implemented in this method compared to the proposed solution, one can see some analogy of the electrohydrodynamic processes in the bath of a liquid electrically conductive melt and the electrodynamic effect on the fluidized bed of an electric current flowing through it. In analogue, a positive effect is expressed in the redistribution of power on the electrodes immersed in the melt by adjusting the frequency of the current and / or the shape of its curve, which leads to a change in the characteristics of the spatial distribution of current density. In relation to the electrothermal fluidized bed, this method does not create the desired beneficial effect, which is expressed in increasing the uniformity of the layer.
Известен способ, при котором обеспечивается вращение электрической дуги, горящей в зазоре между двумя нагреваемыми и оплавляемыми торцами труб, в магнитном поле, создаваемом током, протекающим по катушкам, которые охватывают торцы труб, чем достигается оплавление выступающих участков на торцах труб и повышение равномерности их нагрева (5). Электрическая дуга перемещается по окружности в результате электродинамического взаимодействия пересекающихся векторов плотности тока дуги с векторами магнитного поля, создаваемого катушками. В электротермическом псевдоожиженном слое электрическая дуга отсутствует и данный способ не создает положительного эффекта. There is a method in which the rotation of the electric arc, burning in the gap between two heated and melted ends of the pipes, is ensured in a magnetic field created by the current flowing through the coils that enclose the ends of the pipes, thereby achieving the fusion of the protruding sections at the ends of the pipes and increasing the uniformity of their heating (5). The electric arc moves around the circumference as a result of the electrodynamic interaction of intersecting vectors of the arc current density with the vectors of the magnetic field created by the coils. In the electrothermal fluidized bed there is no electric arc and this method does not create a positive effect.
Наиболее близким к заявленному является способ получения мелкодисперсного карбида кремния, включающий ввод в герметичный сосуд смеси исходных дисперсных углеродсодержащего и кремнийсодержащего компонентов, подачу в сосуд инертного газа, обеспечивающего псевдоожижение дисперсных материалов и пропускание через них электрического тока. В соответствии с данным способом требуется обеспечить заданное уравнением соотношение размеров частиц каждого из компонентов, учитывающего их плотность и число Архимеда (6). Closest to the claimed is a method for producing finely dispersed silicon carbide, comprising introducing into the sealed vessel a mixture of the initial dispersed carbon-containing and silicon-containing components, supplying an inert gas to the vessel, providing fluidization of the dispersed materials and passing electric current through them. In accordance with this method, it is required to provide the ratio of particle sizes of each component specified by the equation, taking into account their density and Archimedes number (6).
Данное решение по сравнению со способом (3) процесс переработки дисперсного материала усовершенствовано в том отношении, что компоненты дисперсного материала заранее подобраны по размеру зерна и смешаны, что позволяет повысить равномерность распределения соотношения компонентов в рабочем объеме сосуда. Для обеспечения эффективного протекания взаимодействия компонентов этого не достаточно. Требуется также обеспечить равномерность распределения по объему смеси, не допуская образования зон с пониженной и повышенной концентрацией дисперсных частиц. Эта задача в данном способе не решена, также как и в способе (1). This solution, in comparison with method (3), the processing of dispersed material is improved in that the components of the dispersed material are pre-selected according to grain size and mixed, which allows to increase the uniformity of distribution of the ratio of components in the working volume of the vessel. To ensure the effective flow of the interaction of the components, this is not enough. It is also required to ensure uniform distribution over the volume of the mixture, preventing the formation of zones with a reduced and increased concentration of dispersed particles. This problem is not solved in this method, as well as in method (1).
Известно устройство, содержащее цилиндрический сосуд с системой распределения подаваемого в сосуд газа, выполненного в виде газораспределительной решеткой и расположенного под ней источника звуковых колебаний, узел загрузки сыпучего материала и патрубок для удаления готового продукта (7). A device is known that contains a cylindrical vessel with a distribution system for the gas supplied to the vessel, made in the form of a gas distribution grill and a source of sound vibrations located under it, a bulk material loading unit and a pipe for removing the finished product (7).
Расположенный под газораспределительной решеткой источник звуковых колебаний недостаточно эффективен для внесения возмущений в объем псевдоожиженного слоя поскольку сечение каналов составляет небольшую часть от площади газораспределительной решетки. Звуковые колебания, прошедшие через газораспределительную решетку (выполняющую в данном случае роль фильтра), частично отражаются от псевдоожиженного слоя, а остальная часть звуковых колебаний затухает в прилегающих к газораспределительной решетке участках псевдоожиженного слоя. На основной объем псевдоожиженного слоя источник звуковых колебаний воздействия не оказывает. The source of sound vibrations located under the gas distribution grill is not effective enough to introduce disturbances into the volume of the fluidized bed since the channel cross-section is a small part of the gas distribution grid area. Sound vibrations that have passed through the gas distribution grill (which acts as a filter in this case) are partially reflected from the fluidized bed, and the rest of the sound vibrations are damped in areas of the fluidized bed adjacent to the gas distribution grill. The sound source does not affect the bulk of the fluidized bed.
Известно устройство, представляющее собой сосуд, внутри корпуса которого, содержащего патрубки для ввода летучих компонентов, размещена газораспределительная решетка и два коаксиально установленных полых электрода (3). Внутренний электрод установлен на газораспределительной решетке, а его полость сообщается с подрешеточным пространством. В этом устройстве система распределения летучих компонентов разделена на ветви. Недостатком этого устройства является то, что система подачи летучих компонентов, выполненная в виде газораспределительной решетки, является общей для смеси компонентов, из-за чего сохраняется неравномерность распределения дисперсных частиц по объему псевдоожиженного слоя, такие же, как в решениях, описанных выше. A device is known, which is a vessel, inside the body of which, containing nozzles for introducing volatile components, a gas distribution grid and two coaxially mounted hollow electrodes are placed (3). The inner electrode is mounted on the gas distribution grid, and its cavity communicates with the sublattice space. In this device, the distribution system of volatile components is divided into branches. The disadvantage of this device is that the volatile component supply system, made in the form of a gas distribution grid, is common to the mixture of components, which keeps uneven distribution of dispersed particles over the volume of the fluidized bed, the same as in the solutions described above.
Установка для получения карбида кремния (6), включающая цилиндрический сосуд с герметичным кожухом, газораспределительную конусную решетку с вертикальными отверстиями между конусной частью решетки и ее горизонтальной плоскостью, граничащей с газораспределительной камерой, а также с разгрузочным отверстием и размещенным в нем запорным толкателем, выполненным с возможностью перекрытия разгрузочного отверстия. Один электрод, расположенный по оси сосуда, пропущен через его крышку, а другой электрод выполнен в виде цилиндрической футеровки сосуда. Installation for producing silicon carbide (6), including a cylindrical vessel with a sealed casing, a gas distribution cone grate with vertical holes between the cone part of the grate and its horizontal plane bordering the gas distribution chamber, as well as an unloading hole and a locking pusher placed therein, made with the possibility of blocking the discharge opening. One electrode located along the axis of the vessel is passed through its cover, and the other electrode is made in the form of a cylindrical lining of the vessel.
Это устройство, помимо указанных ранее для способа (6) минусов имеет другой существенный недостаток. Длина вертикальных отверстий между конусной частью решетки и ее горизонтальной плоскостью, граничащей с газораспределительной камерой, различна. Ближе к оси сосуда длина отверстий уменьшается, из-за чего поток газа в центральной зоне более интенсивен, чем на периферии. Эта неравномерность потока газа еще больше усиливается повышенной концентрацией мощности, выделяющейся возле электрода, что повышает расход газа вблизи оси сосуда. В результате возрастает неустойчивость режима псевдоожижения. Кроме того, это решение (как и другие устройства с газораспределительной решеткой) не обеспечивают эксплуатационную надежность, поскольку при подаче газа снизу вверх через газораспределительную решетку не допускается отключение подачи газа во избежание попадания дисперсного материала в отверстия решетки и в подрешеточное пространство. This device, in addition to the disadvantages indicated previously for the method (6), has another significant drawback. The length of the vertical holes between the conical part of the grate and its horizontal plane bordering the gas distribution chamber is different. Closer to the axis of the vessel, the length of the holes decreases, due to which the gas flow in the central zone is more intense than at the periphery. This unevenness of the gas flow is further enhanced by the increased concentration of power released near the electrode, which increases the gas flow near the axis of the vessel. As a result, the instability of the fluidization regime increases. In addition, this solution (as well as other devices with a gas distribution grid) does not provide operational reliability, since when supplying gas from the bottom up through the gas distribution grid, the gas supply cannot be turned off to prevent dispersed material from entering the openings of the lattice and into the sublattice space.
Известно устройство сжигания горючих отходов в сосуде с псевдоожиженном слоем, в котором система распределения газа расположена в нижней части и выполнена в виде зазоров между пластинами, наклоненными от периферии к центр. Расположение пластин обеспечивает подачу воздуха под давлением по направлению от периферии к центру и вниз сосуда (8). A device for burning combustible waste in a vessel with a fluidized bed, in which the gas distribution system is located in the lower part and is made in the form of gaps between the plates, inclined from the periphery to the center. The location of the plates provides air supply under pressure in the direction from the periphery to the center and down the vessel (8).
Недостаток этого устройства, как и предыдущего, заключается в том, что поток газа направлен от периферии к центу, что, как указано выше, снижает устойчивость режима псевдоожижения и приводит к неравномерности плотности кипящего слоя. The disadvantage of this device, as well as the previous one, is that the gas flow is directed from the periphery to the center, which, as indicated above, reduces the stability of the fluidization regime and leads to uneven density of the fluidized bed.
Известна система распределения газа, подаваемого в сосуд кипящего слоя, выполненная в виде пирамидальной решетчатой структуры, сужающейся от периферии к центру, образованной ступенчатыми пластинчатыми рядами, отделенными друг от друга распорными средствами с образованием газопроводящих каналов, связанных с подрешеточным пространством, также разделенным кольцевыми перегородками на отдельные каналы, обеспечивающие ярусное секционирование ввода газовой смеси по высоте входной конической части сосуда. Предусмотрено также решение, при котором каналы, подающие газ, образованы зазорами между конусами, вставленными друг в друга. Угол при вершине конусов равен углу естественного откоса (внутреннего трения) обрабатываемого материала (9). A known system for the distribution of gas supplied to a fluidized bed vessel, made in the form of a pyramidal lattice structure, tapering from the periphery to the center, formed by stepped plate rows separated from each other by spacers with the formation of gas-conducting channels connected with the sublattice space, also divided by annular partitions on separate channels for tiered sectioning of the gas mixture inlet along the height of the inlet conical part of the vessel. There is also a solution in which the channels supplying gas are formed by the gaps between the cones inserted into each other. The angle at the top of the cones is equal to the angle of repose (internal friction) of the processed material (9).
В данном решении не устранен недостаток предыдущего, связанный с направлением потока газа от периферии к центу. Частично этот недостаток может быть скомпенсирован тем, что, в щели, расположенные ближе к периферии может быть направлен более интенсивный поток, чем в щели, которые ближе к оси сосуда. This solution does not eliminate the drawback of the previous one, associated with the direction of the gas flow from the periphery to the cent. Partially, this drawback can be compensated by the fact that, in the slots located closer to the periphery, a more intense flow can be directed than in the slots that are closer to the axis of the vessel.
Недостатком устройства является также то, что при угле конуса, равном углу естественного откоса (внутреннего трения) обрабатываемого материала, на конусе будет оставаться обрабатываемый материал при его выгрузке. A disadvantage of the device is that when the angle of the cone is equal to the angle of repose (internal friction) of the processed material, the processed material will remain on the cone when it is unloaded.
Кроме того, для высокотемпературных процессов проблематична практическая применимость данного устройства из-за сложности изготовления системы распределения газа. Входящие в состав системы распределения газа огнеупорные фигурные изделия конической формы изготовить достаточно сложно. Кроме того, ажурная конструкция огнеупорных изделий не соответствует требованиям эксплуатационной надежности. In addition, for high-temperature processes, the practical applicability of this device is problematic due to the complexity of manufacturing a gas distribution system. Conical refractory shaped products included in the gas distribution system are difficult to manufacture. In addition, the openwork design of refractory products does not meet the requirements of operational reliability.
Наиболее близким к заявленному устройству является газораспределительная решетка для аппаратов с псевдоожиженным слоем, в которой набор примыкающих друг к другу пластины, имеющих форму секторов, установленных под углом 15-23° к горизонтали. В пластинах выполнены пазы под углом 25-30°, которые с поверхностью нижележащих пластин образуют каналы для выхода газа, причем каналы сужаются по ходу газа [10]. Closest to the claimed device is a gas distribution grill for apparatuses with a fluidized bed, in which a set of adjacent plates adjacent to each other, having the form of sectors installed at an angle of 15-23 ° to the horizontal. Grooves are made in the plates at an angle of 25-30 °, which form channels for gas exit with the surface of the underlying plates, the channels narrowing along the gas [10].
В данном решении уменьшен, но не устранен недостаток предыдущего, связанный с направлением потока газа от периферии к центу, благодаря тому, что пазы в пластинах, образующие каналы для выхода газа выполнены под углом 25-30°. Это решение способствует также некоторому улучшению перемешивания путем закручивания кипящего слоя относительно вертикальной оси. Тем не менее, остаются недостатки, связанные с преобладающим направлением потока газа от периферии сосуда к его оси. Стационарный режим подачи газа способствует формированию устойчивых течений в сосуде, что повышает неустойчивость псевдоожижения дисперсных частиц. In this solution, the disadvantage of the previous one, related to the direction of the gas flow from the periphery to the center, is reduced, but not eliminated due to the fact that the grooves in the plates forming the gas outlet channels are made at an angle of 25-30 °. This solution also contributes to some improvement in mixing by twisting the fluidized bed about a vertical axis. However, there remain disadvantages associated with the predominant direction of gas flow from the periphery of the vessel to its axis. The stationary regime of gas supply contributes to the formation of stable flows in the vessel, which increases the instability of the fluidization of dispersed particles.
В известных способах и устройствах, вследствие возникающей при их осуществлении неравномерности распределения дисперсного материала в горизонтальных сечениях рабочего объема сосуда, возникают локальные перегревы и перерасход электроэнергии. Отклонения от оптимального режима псевдоожижения снижает выход годного и общую эффективность технологического процесса. Для поддержания режима псевдоожижения требуется значительный запас по производительности газоподающей системы, что увеличивает стоимость установки. Регулирование расхода газа, как единственный канал управления режимом псевдоожижения, недостаточно эффективен, так как расход газа влияет на энергетический баланс и температуру процесса и, в связи с этим, может изменяться в узких пределах, определяемых необходимостью поддержания требуемой температуры слоя. In the known methods and devices, due to the uneven distribution of the dispersed material in the horizontal sections of the working volume of the vessel arising from their implementation, local overheating and power overruns occur. Deviations from the optimal fluidization regime reduce the yield and overall efficiency of the process. To maintain the fluidization regime, a significant margin in the performance of the gas supply system is required, which increases the cost of installation. Regulation of gas flow, as the only channel for controlling the fluidization regime, is not effective enough, since gas flow affects the energy balance and temperature of the process and, therefore, can vary within narrow limits determined by the need to maintain the required temperature of the layer.
Задачей предлагаемого технического решеня является повышение технологической и энергетической эффективности переработки дисперсных материалов в электротермическом псевдоожиженном (кипящем) слое, а именно повышение выхода годного и снижение расхода электроэнергии. Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемых способа и устройства, состоит также в повышении равномерности распределения дисперсного материала и соотношения его компонентов, а также выделяемой электрической мощности в горизонтальных сечениях электротермического псевдоожиженного слоя путем интенсификации его перемешивания путем усиления турбулентности в псевдоожиженном слое. The objective of the proposed technical solution is to increase the technological and energy efficiency of processing dispersed materials in an electrothermal fluidized (boiling) bed, namely, increasing the yield and reducing energy consumption. The technical result that can be obtained by implementing the proposed method and device also consists in increasing the uniformity of the distribution of the dispersed material and the ratio of its components, as well as the released electric power in horizontal sections of the electrothermal fluidized bed by intensifying its mixing by enhancing turbulence in the fluidized bed.
Задача решается путем создания способа (варианты) электротермической переработки дисперсного материала в псевдоожиженном слое и устройства (варианты) для его осуществления. The problem is solved by creating a method (options) for the electrothermal processing of dispersed material in a fluidized bed and devices (options) for its implementation.
Единый общий изобретательский замысел предлагаемого решения заключается в силовом воздействии на псевдоожиженный слой направленном под углом к вектору движения газа, а также в изменении в процессе переработки дисперсного материала величины и/или направления указанного силового воздействия, которое усиливает турбулентность потока газа и интенсифицирует перемешивание псевдоожиженного слоя. Техническую задачу можно сформулировать как изменение функционального состава процесса кипения дисперсного материала. При кипении жидкости в ней происходит образование пузырьков газа, увеличение их размера по мере подъема к поверхности и интенсивное перемешивание жидкости. Задачи предлагаемого решения другие. Как и в известных решениях, необходимо, в первую очередь, обеспечить подвижность дисперсных частиц, то есть достигнуть их псевдоожижения в восходящем потоке газа. В отличие от известных решений ставится задача подавления процесса образования и увеличения размера газовых пузырей при интенсификации процесса перемешивания путем усиления турбулентности потока газа, несущего дисперсные частицы. The single general inventive concept of the proposed solution is to force the fluidized bed directed at an angle to the gas motion vector, as well as to change the magnitude and / or direction of the specified force during processing of the dispersed material, which enhances the turbulence of the gas flow and intensifies the mixing of the fluidized bed. The technical problem can be formulated as a change in the functional composition of the process of boiling of dispersed material. When the liquid boils, gas bubbles form in it, their size increases as it rises to the surface and the liquid is intensively mixed. The objectives of the proposed solution are different. As in the known solutions, it is necessary, first of all, to ensure the mobility of the dispersed particles, that is, to achieve their fluidization in an upward gas flow. In contrast to the known solutions, the task is to suppress the process of formation and increase in the size of gas bubbles during the intensification of the mixing process by increasing the turbulence of the gas flow carrying dispersed particles.
Модуль турбулизации потока газа, усиливающий псевдоожижение дисперсных частиц, имеет различные варианты технической реализации: в виде специальной конструкции системы газораспределения и подачи газа и/или системы, создающей определенное пространственное распределение плотности электрического тока. По своей природе силы, которыми воздействуют на псевдоожиженный слой, имеют либо газодинамический характер, либо электромагнитный (электродинамический) характер и выполняют одну и ту же функцию - турбулизацию движения частиц и газа в псевдоожиженном слое. При этом снижается эффект кипения слоя, то есть эффект укрупнения газовых пузырей и их раскрытие на поверхности слоя, сопровождающееся выбросом и уносом частиц потоком газа. Снижается также эффект формирования уплотнений в слое. В результате, в слое происходит выравнивание концентрации частиц. The gas flow turbulization module, enhancing the fluidization of dispersed particles, has various technical options: in the form of a special design of a gas distribution and gas supply system and / or a system that creates a certain spatial distribution of electric current density. By their nature, the forces acting on the fluidized bed are either gas-dynamic in nature or electromagnetic (electrodynamic) in nature and perform the same function - turbulizing the movement of particles and gas in the fluidized bed. This reduces the effect of boiling the layer, that is, the effect of enlargement of gas bubbles and their opening on the surface of the layer, accompanied by the ejection and entrainment of particles by a gas stream. The effect of the formation of seals in the layer is also reduced. As a result, the concentration of particles is equalized in the layer.
В соответствии с характером сил, которые используют для усиления турбулентности в псевдоожиженном слое определено два варианта предлагаемого способа переработки дисперсного материала. В одном варианте усиление турбулентности псевдоожиженного слоя достигается благодаря столкновению течений газа, подаваемого в псевдоожиженный слой. Во втором варианте способа для силового воздействия на псевдоожиженный слой используются электромагнитные силы. In accordance with the nature of the forces that are used to enhance turbulence in the fluidized bed, two variants of the proposed method for processing dispersed material are determined. In one embodiment, increased turbulence of the fluidized bed is achieved due to the collision of the gas flows supplied to the fluidized bed. In the second variant of the method, electromagnetic forces are used to force the fluidized bed.
Для обеспечения эффективного перемешивания псевдоожиженного слоя в первом варианте устройства с течением газа, подаваемого системой распределения газа, сталкивается течение газа, подаваемого через канал в электроде, погруженном сверху в псевдоожиженный слой. По второму варианту конструкция устройства обеспечивает столкновение течений благодаря пересечению осей каналов, по которым газ подается в псевдоожиженный слой. В третьем варианте устройства для силового воздействия на поток под углом к вектору его движения предусмотрено перераспределение плотности тока в пространстве между электродами. Изменение плотности тока в секциях расщепленного электрода путем регулирования тока секций приводит к изменению поля электромагнитных сил, действующих в псевдоожиженном слое, и также интенсифицирует его перемешивание. В соответствии с четвертым вариантов устройства силовое электромагнитное воздействие на поток под углом к направлению его движения производится благодаря взаимодействию собственного магнитного поля рабочего тока, протекающего между элевродами по псевдоожиженном слое и внешнего магнитного поля, которое создается соленоидом, охватывающим сосуд в зоне расположения электродов. To ensure effective mixing of the fluidized bed in the first embodiment of the device with the gas flow supplied by the gas distribution system, the flow of gas supplied through the channel in the electrode, immersed from above in the fluidized bed, is encountered. According to the second embodiment, the design of the device provides a collision of flows due to the intersection of the axes of the channels along which gas is supplied to the fluidized bed. In the third embodiment of the device for force acting on the flow at an angle to the vector of its movement, a redistribution of the current density in the space between the electrodes is provided. Changing the current density in the sections of the split electrode by regulating the current of the sections leads to a change in the field of electromagnetic forces acting in the fluidized bed, and also intensifies its mixing. In accordance with the fourth variants of the device, the electromagnetic force on the flow at an angle to the direction of its movement is due to the interaction of the intrinsic magnetic field of the working current flowing between the electrodes through the fluidized bed and the external magnetic field, which is created by a solenoid covering the vessel in the area of the electrodes.
Силовое возмущающее воздействие на течение среды отклоняют поток газа и взвешенных частиц от того направления, которое они имели бы без возмущающего силового воздействия. Отклонение потока газа и столкновение течений приводит к усилению турбулентности, в результате чего разрушаются формирующиеся в псевдоожиженном слое струи газа и уплотненные скопления дисперсных частиц - достигается требуемый технический результат: повышается равномерность распределения частиц в псевдоожиженном слое. Уменьшается также пограничный слой на поверхности футеровки сосуда. Кроме того, образующиеся в псевдоожиженном слое пузыри газа и уплотненные скопления дисперсных частиц дробятся. Уменьшается унос частиц, связанный с раскрытием крупных пузырей газа на поверхности псевдоожиженного слоя. Исключаются прорывы струй газа и образование крупных блоков уплотненных частиц. Повышается устойчивость и эффективность работы псевдоожиженного слоя: уменьшается количество непрореагировавшего компонента, повышается выход годного и снижается расход электроэнергии. The force disturbing effect on the flow of the medium deflects the flow of gas and suspended particles from the direction that they would have had without disturbing force. The deviation of the gas flow and the collision of the flows leads to increased turbulence, as a result of which the jets of gas and compacted accumulations of dispersed particles formed in the fluidized bed are destroyed - the required technical result is achieved: the uniform distribution of particles in the fluidized bed is increased. The boundary layer on the surface of the lining of the vessel also decreases. In addition, gas bubbles formed in the fluidized bed and compacted clusters of dispersed particles are crushed. Particle entrainment associated with the opening of large gas bubbles on the surface of the fluidized bed is reduced. Breakthroughs of gas jets and the formation of large blocks of compacted particles are excluded. The stability and efficiency of the fluidized bed increases: the amount of unreacted component decreases, the yield is increased, and the energy consumption is reduced.
Использование для управления режимом псевдоожижения дополнительных каналов: горизонтальных составляющих векторного поля скоростей потока газа, а также электромагнитного взаимодействия, определяемого пространственным распределением плотности тока, позволяет оптимизировать параметры, определяющие энергетическую и технологическую эффективность процесса. К этим параметрам относятся суммарный расход газа, рабочий ток и рабочее напряжение. The use of additional channels for controlling the fluidization regime: the horizontal components of the vector field of the gas flow velocities, as well as the electromagnetic interaction determined by the spatial distribution of current density, makes it possible to optimize the parameters determining the energy and technological efficiency of the process. These parameters include total gas flow, operating current and operating voltage.
Существенные признаки, характеризующие изобретение. The essential features characterizing the invention.
Первый вариант способа электротермической переработки дисперсного материала в псевдоожиженном слое заключается в том, что через слой дисперсного материала подают газ, в восходящем потоке которого обеспечивают псевдоожижение слоя и пропускают через него электрический ток тем. В процессе переработки дополнительно осуществляют перемешивание дисперсного материала в псевдоожиженном слое путем разделения подаваемого потока газа, по крайней мере, на две струи, которые направляют под углом друг к другу. The first variant of the method of electrothermal processing of dispersed material in a fluidized bed is that gas is supplied through a layer of dispersed material, in the upward flow of which the fluidized bed is provided and electric current is passed through it. During processing, the dispersed material is additionally mixed in the fluidized bed by dividing the feed gas stream into at least two jets, which are directed at an angle to each other.
Разновидность первого варианта способа заключается в том, что в зоне, расположенной ниже среднего уровня псевдоожиженного слоя, по меньшей мере, одну из струй направляют вертикально вниз. A variation of the first variant of the method is that in the zone located below the average level of the fluidized bed, at least one of the jets is directed vertically downward.
Другая разновидность первого варианта способа заключается в том, что процесс переработки ведут с изменением расхода направляемой вертикально вниз струи. Another variation of the first variant of the method is that the processing process is conducted with a change in the flow rate of the jet directed vertically downward.
Еще одна разновидность первого варианта способа заключается в том, что струи направляют по пересекающимся траекториям, ориентированным вдоль касательных к поверхности, охватывающей псевдоожиженный слой, либо под острым углом к названным касательным. Another variation of the first variant of the method is that the jets are directed along intersecting paths oriented along the tangents to the surface covering the fluidized bed, or at an acute angle to the said tangents.
Разновидность первого варианта способа заключается также в том, что струи подаваемого газа направляют по пересекающимся траекториям, ориентированным вдоль касательных к поверхности, охватывающей псевдоожиженный слой, либо под острым углом к названным касательным, причем одни струи направляют по часовой стрелке относительно направления восходящего потока, а другие - против часовой стрелки. A variation of the first variant of the method also consists in the fact that the jets of the supplied gas are directed along intersecting trajectories oriented along the tangents to the surface covering the fluidized bed, or at an acute angle to the said tangents, some jets being directed clockwise relative to the direction of the upward flow, and others - counterclock-wise.
Разновидность первого варианта способа заключается также в том, что струи подаваемого газа направляют по пересекающимся траекториям, ориентированным вдоль касательных к поверхности, охватывающей псевдоожиженный слой, либо под острым углом к названным касательным, одни струи направляют по часовой стрелке относительно направления восходящего потока, а другие - против часовой стрелки, причем соотношение расхода струй, подаваемых по часовой стрелке и против, в процессе переработки изменяют. A variation of the first variant of the method also consists in the fact that the jets of the supplied gas are directed along intersecting paths oriented along the tangents to the surface covering the fluidized bed, or at an acute angle to the said tangents, some jets are directed clockwise relative to the direction of the upward flow, while others are directed counterclockwise, moreover, the ratio of the flow rate of the jets supplied clockwise and counterclockwise during the processing is changed.
Второй вариант способа электротермической переработки дисперсного материала в псевдоожиженном слое заключается в том, что через слой дисперсного материала подают газ, в восходящем потоке которого обеспечивают псевдоожижение слоя, и пропускают электрический ток. В процессе переработки дополнительно осуществляют перемешивание дисперсного материала в псевдоожиженном слое путем изменения пространственного распределения плотности электрического тока. The second variant of the method of electrothermal processing of dispersed material in a fluidized bed is that gas is supplied through a layer of dispersed material, in the upward flow of which the fluidized bed is provided, and an electric current is passed. During processing, the dispersed material is additionally mixed in the fluidized bed by changing the spatial distribution of the electric current density.
Разновидность второго варианта способа заключается в том, что в процессе переработки плотность электрического тока перераспределяют между различными участками псевдоожиженного слоя с частотой от 0,01 до 1000 Гц. A variation of the second variant of the method is that during processing, the electric current density is redistributed between different sections of the fluidized bed with a frequency of from 0.01 to 1000 Hz.
Другая разновидность второго варианта способа заключается также в том, что в процессе переработки электрический ток, пропускаемый через псевдоожиженный слой, выпрямляют и модулируют с частотой от 0,01 до 1000 Гц. Another variation of the second variant of the method also consists in the fact that during processing, the electric current passed through the fluidized bed is rectified and modulated with a frequency from 0.01 to 1000 Hz.
Другая разновидность второго варианта способа заключается также в том, что электрический ток, пропускаемый через псевдоожиженный слой, выпрямляют и модулируют с частотой от 0,01 до 1000 Гц, причем глубину модуляции в процессе переработки изменяют. Another variation of the second variant of the method is that the electric current passed through the fluidized bed is rectified and modulated at a frequency of from 0.01 to 1000 Hz, and the modulation depth is changed during processing.
Другая разновидность второго варианта способа заключается также в том, что процесс переработки ведут, осуществляя с частотой от 0,01 до 1000 Гц реверс электрического тока, пропускаемого через псевдоожиженный слой. Another variation of the second variant of the method also lies in the fact that the processing process is carried out by reversing an electric current passing through a fluidized bed with a frequency of from 0.01 to 1000 Hz.
Другая разновидность второго варианта способа заключается также в том, что процесс переработки ведут, изменяя в интервале от 0,01 до 1000 Гц частоту реверса тока. Another variation of the second variant of the method is also that the processing process is carried out by changing the frequency of the current reverse in the range from 0.01 to 1000 Hz.
Другая разновидность второго варианта способа заключается также в том, что процесс переработки ведут, изменяя скважность импульсов положительной и отрицательной полярности тока. Another variation of the second variant of the method is also that the processing process is carried out by changing the duty cycle of pulses of positive and negative current polarity.
Разновидность второго варианта способа заключается также в том, что в процессе переработки дополнительно пропускают выпрямленный ток по контуру, охватывающему псевдоожиженный слой. A variation of the second variant of the method also lies in the fact that during processing, a rectified current is additionally passed along a circuit covering the fluidized bed.
Разновидность второго варианта способа заключается также в том, что в процессе переработки выпрямленный ток, пропускаемый по охватывающему псевдоожиженный слой контуру, модулируют с частотой от 0,01 до 1000 Гц. A variation of the second variant of the method lies in the fact that during processing, the rectified current passed through the circuit covering the fluidized bed is modulated with a frequency of from 0.01 to 1000 Hz.
Разновидность второго варианта способа заключается также в том, что выпрямленный ток, пропускаемый по охватывающему псевдоожиженный слой контуру, модулируют с частотой от 0,01 до 1000 Гц, причем глубину или частоту модуляции в процессе переработки изменяют. A variation of the second variant of the method also lies in the fact that the rectified current passed through the circuit covering the fluidized bed is modulated with a frequency from 0.01 to 1000 Hz, and the depth or frequency of the modulation is changed during processing.
Разновидность второго варианта способа заключается также в том, что дополнительно по охватывающему псевдоожиженный слой контуру, пропускают ток, который реверсируют с частотой от 0,01 до 1000 Гц. A variation of the second variant of the method also lies in the fact that, additionally, a current is passed through the circuit covering the fluidized bed, which is reversed at a frequency of from 0.01 to 1000 Hz.
Разновидность второго варианта способа заключается также в том, что в процессе переработки частоту реверса тока, пропускаемого по охватывающему псевдоожиженный слой контуру, изменяют в интервале от 0,01 до 1000 Гц. A variation of the second variant of the method also lies in the fact that during processing, the frequency of reverse current passing through the circuit covering the fluidized bed is changed in the range from 0.01 to 1000 Hz.
Разновидность второго варианта способа заключается также в том, что в процессе переработки производят с частотой от 0,01 до 1000 Гц реверс полярности тока, пропускаемого по охватывающему псевдоожиженный слой контуру, изменяя скважность импульсов положительной и отрицательной полярности. A variation of the second variant of the method also consists in the fact that during processing, a polarity of the current passing through the circuit covering the fluidized bed is reversed with a frequency from 0.01 to 1000 Hz, changing the duty cycle of pulses of positive and negative polarity.
Первый вариант устройства для осуществления первого варианта способа содержит футерованный сосуд с системой распределения и подачи потока газа в сосуд для псевдоожижения дисперсного материала в восходящем потоке газа, электроды, по крайней мере, один из которых установлен в сосуде вертикально и погружен в псевдоожиженный слой. Система распределения и подачи потока газа выполнена в виде ветвей, а упомянутый, по крайней мере, один электрод выполнен с осевым каналом, к которому подведена, по крайней мере, одна из ветвей системы распределения потока газа. The first variant of the device for implementing the first variant of the method comprises a lined vessel with a system for distributing and supplying a gas stream to a vessel for fluidizing the dispersed material in an upward gas flow, electrodes of at least one of which is installed vertically in the vessel and immersed in the fluidized bed. The gas flow distribution and supply system is made in the form of branches, and the at least one electrode is made with an axial channel to which at least one of the branches of the gas flow distribution system is connected.
При исполнении первого варианта устройства в ветвь, подведенную электроду с осевым каналом, введен узел модуляции соотношения расхода газового потока, подаваемого в сосуд через разные ветви. When executing the first embodiment of the device, a modulation unit for the ratio of the flow rate of the gas stream supplied to the vessel through different branches was introduced into a branch brought to the electrode with an axial channel.
Второй вариант устройства для осуществления первого варианта способа содержит футерованный сосуд, систему распределения и подачи потока газа для псевдоожижения дисперсного материала в восходящем потоке газа. Футеровка сосуда в нижней части выполнена в виде чаши, в которой имеются соединенные с системой распределения и подачи потока газа каналы, оси которых в вертикальной проекции пересекаются. The second variant of the device for implementing the first variant of the method comprises a lined vessel, a gas distribution and supply system for fluidizing the dispersed material in an upward gas stream. The lining of the vessel in the lower part is made in the form of a bowl, in which there are channels connected to the gas distribution and supply system, whose axes intersect in a vertical projection.
При исполнении второго варианта устройства чаша сосуда выполнена из горизонтальных пластин, установленных с зазорами, образующими каналы для подачи газа. In the execution of the second embodiment of the device, the vessel bowl is made of horizontal plates mounted with gaps forming channels for supplying gas.
При другом исполнении второго варианта устройства чаша сосуда выполнена из пластин расположенных пирамидально с наклоном пластин к оси сосуда под углом от пяти градусов до угла на пятнадцать градусов превышающего угол естественного откоса дисперсного материала. In another embodiment of the second embodiment of the device, the vessel bowl is made of plates arranged pyramidally with the plates inclined to the axis of the vessel at an angle of five degrees to an angle fifteen degrees greater than the angle of repose of the dispersed material.
При другом исполнении второго варианта устройства каналы расположены параллельно или под острым углом относительно граней или касательных к внутренней поверхности чаши. In another embodiment of the second embodiment of the device, the channels are located parallel or at an acute angle relative to the faces or tangent to the inner surface of the bowl.
При другом исполнении второго варианта устройства каналы выполнены на разных уровнях с чередованием направления по часовой и против часовой стрелки относительно оси сосуда. In another embodiment of the second embodiment of the device, the channels are made at different levels with alternating clockwise and counterclockwise directions relative to the axis of the vessel.
При другом исполнении второго варианта устройства каналы расположены вдоль касательных к внутренней поверхности чаши, выполнены на разных уровнях с чередованием направления по часовой и против часовой стрелки относительно оси сосуда. Каналы каждого из направлений объединены, в свою группу, с отдельной от другой группы подачей газа, а в систему распределения потока газа введен узел модуляции соотношения расхода газового потока через группы каналов. In another embodiment of the second embodiment of the device, the channels are located tangent to the inner surface of the bowl, made at different levels with alternating clockwise and counterclockwise directions relative to the axis of the vessel. The channels of each direction are combined, in their own group, with a gas supply separate from the other group, and a modulation unit for the ratio of the gas flow rate through the channel groups is introduced into the gas flow distribution system.
Третий вариант устройства для осуществления второго варианта способа содержит футерованный сосуд, систему распределения и подачи потока газа, электроды, подключенные к выводам источника питания. Один из электродов выполнен из изолированных друг от друга секций, источник питания выполнен с выводом, расщепленным на секции по числу секций электрода и системой регулирования тока в секциях, а каждая из секций электрода раздельно подключена к соответствующей секции вывода источника питания. The third variant of the device for implementing the second variant of the method comprises a lined vessel, a gas distribution and supply system, electrodes connected to the terminals of the power source. One of the electrodes is made of sections isolated from each other, the power source is made with an output split into sections according to the number of electrode sections and a current control system in sections, and each of the electrode sections is separately connected to the corresponding output section of the power source.
Четвертый вариант устройства для осуществления второго варианта способа содержит футерованный сосуд, систему распределения и подачи потока газа, электроды, подключенные к источнику питания постоянного тока. Устройство снабжено дополнительным источником питания и подключенным к дополнительному источнику питания соленоидом, охватывающим зону расположения электродов. The fourth variant of the device for implementing the second variant of the method comprises a lined vessel, a gas distribution and supply system, electrodes connected to a direct current power source. The device is equipped with an additional power source and a solenoid connected to an additional power source, covering the electrode location area.
При другом исполнении четвертого варианта устройства дополнительный источник питания выполнен с возможностью модуляции выпрямленного тока с частотой от 0,01 до 1000 Гц и/или реверса тока с частотой от 0,01 до 1000 Гц. In another embodiment of the fourth embodiment of the device, an additional power source is configured to modulate the rectified current with a frequency of from 0.01 to 1000 Hz and / or reverse the current with a frequency of from 0.01 to 1000 Hz.
На фиг. 1 схематически представлено устройство для электротермической переработки дисперсного материала в псевдоожиженном слое. In FIG. 1 schematically shows a device for the electrothermal processing of dispersed material in a fluidized bed.
На фиг. 2 представлено горизонтальное сечение футерованного сосуда с тангенциальной подачей струй газа в псевдоожиженный слой по часовой стрелке. In FIG. 2 shows a horizontal section of a lined vessel with a tangential flow of gas jets into the fluidized bed in a clockwise direction.
На фиг. 3 представлено горизонтальное сечение футерованного сосуда с тангенциальной подачей струй газа в псевдоожиженный слой против часовой стрелки. In FIG. 3 shows a horizontal section of a lined vessel with a tangential flow of gas jets into the fluidized bed counterclockwise.
На фиг. 4 представлен вертикальный разрез сосуда для электротермической переработки дисперсного материала в псевдоожиженном слое, охваченном соленоидом. In FIG. 4 shows a vertical section through a vessel for electrothermal processing of dispersed material in a fluidized bed surrounded by a solenoid.
На фиг. 5 представлен горизонтальный разрез, в котором сеть каналов системы газораспределения, выполнена в пластинах, наклоненных к оси сосуда. In FIG. 5 shows a horizontal section in which the network of channels of the gas distribution system is made in plates inclined to the axis of the vessel.
На фиг. 6 представлен вертикальный разрез, в котором сеть каналов системы газораспределения, выполнена в пластинах, наклоненных к оси сосуда. . In FIG. 6 shows a vertical section in which the network of channels of the gas distribution system is made in plates inclined to the axis of the vessel. .
Согласно первому варианту способа через слой дисперсного материала 1 (фиг. 1) подают газ 2. В восходящем потоке газа 3, 4 обеспечивают псевдоожижение слоя 1, и пропускают через псевдоожиженный слой 1 электрический ток 5, 6. Отличие от известных способов состоит в том, что в процессе переработки дополнительно осуществляют перемешивание дисперсного материала в псевдоожиженном слое 1 путем разделения подаваемого потока газа 2, по крайней мере, на две струи, которые направляют под углом друг к другу. According to the first variant of the method,
Например, разделяют сначала поток 2 на две части 7 и 8, каждая из которых далее делится соответственно на две струи 3 и на две струи 4, а также на четыре струи 9. Струи 3 и 4, в данном случае, направляют под углом 180° к струям 9, что обеспечивает их столкновение в псевдоожиженном слое. В результате столкновения траектории струй изменяются на вертикально направленные, что обеспечивает псевдоожижение дисперсных частиц, и течение приобретает турбулентный характер. Турбулизация потока газа, несущего дисперсные частицы, обеспечивает перемешивание псевдоожиженного слоя и препятствует формированию в нем крупных пузырей газа. For example,
Данный вариант может быть реализован путем подачи под углом друх к другу струй различных газов и их смешение внутри сосуда. В случае подачи газов, между которыми возможна экзотермическая реакция, данное решение позволяет исключить так называемый проскок, что повышает безопасность процесса. Повышение эффективности обеспечивается хорошим перемешиванием сталкивающихся струй газов. This option can be implemented by feeding jets of various gases at an angle to the other and mixing them inside the vessel. In the case of the supply of gases between which an exothermic reaction is possible, this solution eliminates the so-called slip, which increases the safety of the process. The increase in efficiency is ensured by good mixing of the colliding jets of gases.
При осуществлении предлагаемого первого варианта способа в результате столкновения струй, направленных под различными углами друг к другу, образуются завихрения и поток газа направляется вверх. Образуется восходящий поток газа, который вызывает псевдоожижение дисперсного материала. Усиление турбулентности потока из-за столкновения струй обеспечивает более равномерное распределение дисперсных частиц в объеме псевдоожиженного слоя 1. In the implementation of the proposed first variant of the method, as a result of the collision of jets directed at different angles to each other, turbulences are formed and the gas flow is directed upward. An upward flow of gas is formed, which causes fluidization of the dispersed material. The increased turbulence of the flow due to the collision of the jets provides a more uniform distribution of dispersed particles in the volume of the
Согласно разновидности данного способа, по меньшей мере, одну из струй 10 на (фиг. 1) направляют вертикально вниз, предпочтительно, в зоне, расположенной ниже среднего уровня 11 псевдоожиженного слоя 1. Эта струя 10 направлена под прямым углом к направлениям подачи струй газа 3, 4, 9. Струя 10 растекается вдоль нижней границы псевдоожиженного слоя и сталкивается со струями 3, 4 и 9. Этот эффект усиливается, если расстояние от зоны, в которую вводят струю 10, до верхнего уровня псевдоожиженного слоя превышает расстояние до его нижнего уровня. В этом случае также усиливается турбулентность потока и обеспечивается гомогенизация псевдоожиженного слоя. According to a variation of this method, at least one of the
В развитие этого способа для дополнительного улучшения перемешивания процесс переработки ведут с изменением величины расхода направляемой вертикально вниз струи 10. Например, снижают расход газа одной из струй в два раза. Измеряют интервал времени, в течение которого формируется новая структура течения в псевдоожиженном слое. Далее устанавливают период изменения расхода газа в данной струе равным половине измеренного интервала времени, а глубину изменений величины расхода равной, например, половине исходного расхода газа нисходящей струи 10. Суммарный расход газа при этом можно сохранить постоянным, изменяя расход других струй газа 3, 4, 9 в противофазе с изменением расхода газа в струе 10. Изменение соотношения расходов сталкивающихся струй 3, 4, 9 со струей 10 предупреждает формирование устойчивых течений или вихрей, которые могли бы привести к устойчивому распределению плотности, то есть к неоднородности псевдоожиженного слоя. Изменение эффекта от взаимодействия встречно направленных потоков газа осуществляют также перемещая вертикально электрод. При подъеме электрода выше среднего уровня 11, сильнее сказывается торможение струи 10 восходящим потоком газа и изменяется соотношение расхода сталкивающихся струй газа из-за изменения расхода части струи 10, достигающей нижней границы псевдоожиженного слоя. In development of this method, to further improve mixing, the processing process is carried out with a change in the flow rate of the
При другой разновидности первого из предложенных способов струи подаваемого газа направляют по пересекающимся траекториям, ориентированным вдоль касательных к поверхности, охватывающей псевдоожиженный слой, либо под острым углом к упомянутым касательным. Например, струю 12 на фиг. 2 подают по траектории, ось которой 13, параллельна касательной к поверхности 14, охватывающей псевдоожиженный слой 1. Струю 15 подают по траектории, ось которой 16 является касательной к поверхности 14, охватывающей псевдоожиженный слой 1. В решении, приведенном на фиг. 2, внешняя по отношению к псевдоожиженному слою 1 граница 17 струи 12 совпадает с касательной, проведенной в горизонтальной плоскости к окружности 18, образованной сечением этой плоскостью поверхности псевдоожиженного слоя. Оси траекторий 13 и 16 струй 12 и 15 пересекаются (в точке 19), в связи с чем происходит отклонение струй от их первоначальных траекторий и их столкновение. Аналогично происходит формирование и столкновение других струй-, показанных на фиг. 2. In another variation of the first of the proposed methods, the feed gas jets are directed along intersecting paths oriented along tangents to the surface covering the fluidized bed, or at an acute angle to the tangents mentioned. For example,
Одно из исполнений данного способа поясняется фиг. 3, согласно которому струю 20 подают по траектории, ось которой 21, расположена под острым углом 22 к касательной 23 к окружности 24, являющейся горизонтальным сечением поверхности, которая охватывает псевдоожиженный слой 1. Упомянутая касательная проведена в точке пересечения оси 23 траектории с названной выше окружностью. Другими словами, струи подают тангенциально по отношению к псевдоожиженному слою. Внешняя граница 25 струи 20, в данном случае, направлена под отличающимся от 180° углом к поверхности псевдоожиженного слоя, что обеспечивает более глубокое проникновение струи от поверхности к оси псевдоожиженного слоя. Оси 21 и 26 струй 20 и 27 пересекаются в точке 28, в связи с чем происходит отклонение струй 20 и 27 от их первоначальных траекторий и столкновение струй газа. Значение угла 22 выбирается из условия обеспечения равномерности расхода газа по сечению псевдоожиженного слоя, траекторий 25 и 26One embodiment of this method is illustrated in FIG. 3, according to which the
В результате создается вращательное движение псевдоожиженного слоя вокруг вертикальной оси, что усиливает турбулентность в псевдоожиженном слое и обеспечивает дополнительный эффект его перемешивания. As a result, a rotational movement of the fluidized bed around the vertical axis is created, which enhances the turbulence in the fluidized bed and provides an additional effect of mixing it.
В развитие данного способа одни струи направляют по часовой стрелке относительно направления восходящего потока (как показано на фиг. 2), а другие струи - против часовой стрелки (как показано на фиг. 3). Частным случаем предложенного способа является направление подаваемого газа по траекториям, которые расположены под острым углом относительно касательных к поверхности псевдоожиженного слоя, как было описано выше. При этом участки псевдоожиженного слоя, располагающиеся ближе к его оси, сильнее вовлекаются в круговое движение, что в определенной степени компенсирует центробежные силы, возникающие при круговом движении частиц во внешней области псевдоожиженного слоя. In the development of this method, some jets are directed clockwise relative to the direction of the upward flow (as shown in Fig. 2), and other jets are counterclockwise (as shown in Fig. 3). A special case of the proposed method is the direction of the supplied gas along trajectories that are located at an acute angle relative to the tangents to the surface of the fluidized bed, as described above. In this case, the sections of the fluidized bed, located closer to its axis, are more involved in circular motion, which to some extent compensates for the centrifugal forces arising from the circular motion of particles in the outer region of the fluidized bed.
Для усиления турбулентности во всем объеме псевдоожиженного слоя на разных по высоте уровнях не только изменяют направление по часовой стрелке и против, но и изменяют угол ввода струй газа. Например, в сечении А-А (фиг. 2) струи подают по часовой стрелке по касательной к поверхности 14, а в сечении Б-Б (фиг. 3) струи подают против часовой стрелке под углом 22 относительно касательной 23 к поверхности слоя. Поскольку, сечения А-А и Б-Б поверхности 14 и 24 имеют разные радиусы 29 и 30 (на фиг. 1 указаны сечения А-А и Б-Б, приведенные на фиг. 2 и фиг. 3), в перемешивание вовлекаются различные участки поперечного сечения псевдоожиженного слоя. To enhance turbulence in the entire volume of the fluidized bed at different heights, not only change the direction clockwise and counterclockwise, but also change the angle of entry of the gas jets. For example, in section AA (FIG. 2), the jets are fed clockwise tangentially to surface 14, and in section BB (FIG. 3), jets are fed counterclockwise at an angle of 22 relative to tangent 23 to the layer surface. Since sections A-A and B-B of
Для предупреждения образования регулярных вихрей в процессе переработки изменяют соотношение расхода струй, подаваемых по часовой стрелке 12, 15 (фиг. 2) и против часовой стрелки 20, 27 (фиг. 3). Глубину изменения соотношения расхода струй, подаваемых с разным направлением закрутки варьируют в широком диапазоне, который не достигает 100%. Например, устанавливают расход струй газа, направленных по часовой стрелке, равным 95% общего расхода газа, а 5% - через струи, направленные против часовой стрелки. Затем изменяют соотношение расхода газа на противоположное: расход струй газа, направленных против часовой стрелки, устанавливают равным 95% общего расхода газа, а 5% - через струи, направленные по часовой стрелке. Далее вариацию расхода газа в струях повторяют. Расход газа в каких-либо струях не уменьшают до нуля, во избежание обратной продувки дисперсных частиц. To prevent the formation of regular vortices during processing, the ratio of the flow rate of the jets supplied clockwise 12, 15 (Fig. 2) and counterclockwise 20, 27 (Fig. 3) is changed. The depth of change in the ratio of the flow rate of the jets fed with different directions of swirl vary in a wide range, which does not reach 100%. For example, set the flow rate of gas jets clockwise equal to 95% of the total gas flow, and 5% through jets directed counterclockwise. Then, the gas flow ratio is changed to the opposite: the flow rate of gas jets directed counterclockwise is set equal to 95% of the total gas flow rate, and 5% through the jets clockwise. Next, the variation in gas flow in the jets is repeated. The gas flow rate in any jets is not reduced to zero, in order to avoid reverse purging of dispersed particles.
Во втором варианте способа электротермической переработки дисперсного материала в псевдоожиженном слое 1 (фиг. 1) через слой дисперсного материала подают газ 2, в восходящем потоке 3, 4, 9 которого обеспечивают псевдоожижение слоя, и пропускают электрический ток, например 5, 6. В отличие от известных способов в процессе переработки дополнительно осуществляют перемешивание дисперсного материала в псевдоожиженном слое 1 путем изменения пространственного распределения плотности электрического тока. Изменение пространственного распределения плотности тока может быть выполнено в самом псевдоожиженном слое, либо обеспечено путем формирования дополнительного тока вне псевдоожиженного слоя. Например, увеличивают ток 5 (и, соответственно, плотность тока) и уменьшают ток 6. Соответственно, усиливаются электродинамические силы 31 и ослабевают силы 32, по аналогии с пинч-эффектом. Изменение соотношения электромагнитных сил 31 и 32, воздействующих на псевдоожиженный слой 1 под углом к восходящему потоку газа 3, 4, вызывает изменение направления движения псевдоожиженного слоя, что обеспечивает его дополнительное перемешивание и выравнивание концентрации дисперсных частиц. In the second variant of the method of electrothermal processing of dispersed material in a fluidized bed 1 (Fig. 1),
Второй вариант предлагаемого способа действует следующим образом. При пропускании потока газа через дисперсный материал ввиду случайного характера процесса взаимодействия восходящего потока газа с частицами образуются локальные скопления дисперсных частиц, а соседних областях, соответственно, объемная концентрация частиц уменьшается. Восходящий поток газа усиливается в области с меньшей концентрацией частиц, поскольку гидравлическое сопротивление этих зон меньше, чем у локальных скоплений частиц. Возникшая случайно неоднородность стремится усилиться, поскольку частицы из зон с более интенсивным потоком газа выносятся на поверхность слоя, а в зоне уплотнения формируется нисходящее движение. Разрушение подобных структурных неоднородностей осуществляется путем изменения пространственного распределения плотности электрического тока. Например, как показано на фиг. 1, увеличивают плотность тока 5 в одной зоне и уменьшают плотность тока 6 в другой зоне. Электродинамические силы 31 в зоне с током 5 становятся больше сил 32, действующих в зоне с током 6, в результате чего изменение баланса сил оказывает динамическое воздействие на зоны, что способствует разрушению структурных неоднородностей в слое. The second variant of the proposed method operates as follows. When a gas stream is passed through a dispersed material, due to the random nature of the process of interaction of an upward gas stream with particles, local accumulations of dispersed particles are formed, and in the neighboring regions, respectively, the volume concentration of particles decreases. The upward gas flow is amplified in an area with a lower concentration of particles, since the hydraulic resistance of these zones is less than that of local clusters of particles. The heterogeneity that has arisen by chance tends to increase, since particles from zones with a more intense gas flow are carried to the surface of the layer, and a downward movement is formed in the compaction zone. The destruction of such structural inhomogeneities is carried out by changing the spatial distribution of the electric current density. For example, as shown in FIG. 1, increase the
Интенсивность потока газа резко возрастает в зонах псевдоожиженного слоя, в которых протекают химические реакции, в которых образуются газообразные продукты. На температуру зон и на скорость химических реакций определяющее влияние оказывает плотность электрического тока. Поэтому, перераспределение плотности электрического тока, его модуляция, реверс полярности тока приводят к соответствующим изменением расхода газа. Колебания потока газа в разных зонах препятствуют образованию крупных газовых пузырей и уплотнений в псевдоожиженном слое, что улучшает равномерность псевжоожижения дисперсного материала. Преимущество данного решения перед известным аналогом (7), в котором под газораспределительной решеткой установлен источник звуковых колебаний, а также перед другими решениями, в которых акустические колебания потока газа формируется вне рабочего пространства сосуда, заключается в более высоких динамических характеристиках механизма формирования воздействий непосредственно внутри псевдоожиженного слоя. Частотный диапазон в предлагаемом решении шире, поскольку акустические воздействия формируются непосредственно в рабочем пространстве сосуда 1 и между источником акустических колебаний и рабочим пространством сосуда 1 нет акустического фильтра в виде системы газораспределения. Кроме того, снижается уровень механических колебаний конструктивных элементов, что повышает надежность их работы. The gas flow rate increases sharply in the zones of the fluidized bed in which chemical reactions take place, in which gaseous products are formed. The temperature of the zones and the rate of chemical reactions are determined by the density of the electric current. Therefore, the redistribution of the density of electric current, its modulation, reverse polarity of the current lead to a corresponding change in gas flow. Fluctuations in the gas flow in different zones prevent the formation of large gas bubbles and seals in the fluidized bed, which improves the uniformity of the fluidization of the dispersed material. The advantage of this solution over the well-known analogue (7), in which a sound vibration source is installed under the gas distribution grill, as well as over other solutions in which acoustic vibrations of the gas flow are formed outside the working space of the vessel, lies in higher dynamic characteristics of the mechanism of formation of effects directly inside the fluidized layer. The frequency range in the proposed solution is wider, since the acoustic effects are formed directly in the working space of the
Разновидностью второго варианта является способ, при котором плотность электрического тока 5 и 6 на фиг. 1 перераспределяют между различными участками псевдоожиженного слоя с частотой от 0,01 до 1000 Гц. Большее значение плотности тока, в данном случае, имеется на участке, обозначенном более длинными стрелками 5, а меньшее значение короткими стрелками 6. Указанный диапазон частот здесь и ниже определяются характером инерционных процессов, происходящих в электротермическом кипящем слое. Нижняя граница частотного диапазона связана с подвижностью дисперсных частиц и определяется интервалом времени, за который частицы смещаются на расстояние, соизмеримое с размерами псевдоожиженного слоя, под воздействием указанного выше дисбаланса электродинамических сил. Верхняя граница частотного диапазона частоты связана с подвижностью ионов газа, образующихся в электротермическом кипящем слое, и определяется интервалом времени, за который ионы смещаются на расстояние, соизмеримое с размерами псевдоожиженного слоя, под воздействием указанного выше дисбаланса электродинамических сил. Здесь учитывается ток, протекающий через дисперсные частицы, а также ток, протекающий через частично ионизированный газ, образующийся в электротермическом кипящем слое. A variation of the second embodiment is a method in which the electric
Разновидностями второго варианта являются также способы, при которых ток, пропускаемый через псевдоожиженный слой, выпрямляют и/или модулируют с частотой от 0,01 до 1000 Гц, причем глубину модуляции в процессе переработки поддерживают постоянной либо изменяют. Модуляция осуществляется наложением переменной составляющей на выпрямленный ток, причем амплитуда переменной составляющей, в данном случае, не превышает половины вьшрямленного тока (иначе ток стал бы реверсивным). Модуляция тока и изменение ее глубины повышают эффективность перемешивания псевдоожиженного слоя благодаря внесению нерегулярности в силовое электродинамическое воздействие на слой и усиливает турбулентность в слое. Varieties of the second option are also methods in which the current passed through the fluidized bed is rectified and / or modulated with a frequency of from 0.01 to 1000 Hz, and the modulation depth is kept constant during the processing or is changed. Modulation is carried out by superimposing the variable component on the rectified current, and the amplitude of the variable component, in this case, does not exceed half of the rectified current (otherwise the current would become reversible). Modulation of the current and a change in its depth increase the efficiency of mixing the fluidized bed by introducing irregularities in the force electrodynamic effect on the layer and enhances turbulence in the layer.
Разновидностями второго варианта являются также способы, при которых осуществляют реверс тока, пропускаемого через псевдоожиженный слой, с частотой от 0,01 до 1000 Гц. Дополнительные воздействия на слой в процессе переработки оказывают благодаря изменению частоты реверса тока или его скважности (то есть соотношения длительности) импульсов положительной и отрицательной полярности. Здесь используется способ внесения нерегулярности в силовое электродинамическое воздействие на слой с учетом различия в характере выделения мощности в области катодных и анодных пятен, образующихся при возникновении электрических разрядов между дисперсными частицами в электротермическом кипящем слое. Анодное и катодное пятна имеют разную подвижность и характеризуются различной плотностью тока, в связи с чем, реверс тока вызывает объемное перераспределение мощности и изменение характера силового смещения ионизированных течений газа и усиление турбулентности в слое. Частотный диапазон также определяется инерционными характеристиками дисперсных частиц и плазмы в электротермическом кипящем слое. Varieties of the second option are also methods in which reverse the current passed through the fluidized bed, with a frequency of from 0.01 to 1000 Hz. Additional effects on the layer during processing are due to a change in the frequency of reverse current or its duty cycle (that is, the ratio of the duration) of pulses of positive and negative polarity. Here we use a method of introducing irregularities in the force electrodynamic effect on the layer, taking into account the differences in the nature of power release in the region of cathode and anode spots formed when electrical discharges occur between dispersed particles in an electrothermal fluidized bed. The anode and cathode spots have different mobility and are characterized by different current densities, and therefore, current reversal causes a volume redistribution of power and a change in the nature of the force displacement of ionized gas flows and an increase in turbulence in the layer. The frequency range is also determined by the inertial characteristics of dispersed particles and plasma in an electrothermal fluidized bed.
Например, начинают процесс при частоте реверса, равной 0,01 Гц, учитывая, что вначале, при низкой температуре в псевдоожиженном слое преобладает проводимость благодаря динамически выстраивающимся цепочкам электропроводных дисперсных частиц, непосредственно контактирующих между собой. Низкое значение частоты реверса тока позволяет, благодаря колебаниям величины и пространственного распределения электрической мощности при реверсе тока, оказывать колебательное гидравлическое воздействие на слой, которое улучшает режим псевдоожижения. После разогрева псевдоожиженного слоя и увеличения объема образующихся в результате химических реакций газов расстояние между дисперсными частицами возрастает и проводимость приобретает искровой характер. Поскольку подвижность ионизированных частиц, определяющих проводимость в разрядных промежутках, значительно превышает подвижность дисперсных частиц, то эффективное воздействие на псевдоожиженный слой обеспечивают при более высокой частоте реверса тока, например 200 Гц. For example, they begin the process with a reverse frequency of 0.01 Hz, given that initially, at a low temperature in the fluidized bed, conductivity predominates due to dynamically aligned chains of electrically conductive dispersed particles directly in contact. The low value of the current reversal frequency allows, thanks to fluctuations in the magnitude and spatial distribution of electric power during current reversal, to exert an oscillatory hydraulic effect on the bed, which improves the fluidization mode. After heating the fluidized bed and increasing the volume of gases formed as a result of chemical reactions, the distance between the dispersed particles increases and the conductivity acquires a spark character. Since the mobility of ionized particles, which determine the conductivity in the discharge gaps, significantly exceeds the mobility of dispersed particles, an effective effect on the fluidized bed is provided at a higher frequency of current reversal, for example, 200 Hz.
Дополнительно, в нагретом до рабочей температуре слое изменяют скважность импульсов положительной и отрицательной полярности тока, чем вносят нерегеулярность. В электродинамическое воздействие на псевдоожиженный слой. Additionally, in the layer heated to the operating temperature, the duty cycle of pulses of positive and negative current polarity is changed, which introduces irregularity. The electrodynamic effect on the fluidized bed.
Кроме того, второй вариант способа выполняют, изменяя пространственное распределение плотности электрического тока, тем, что дополнительно пропускают выпрямленный или реверсивный ток 33 на фиг. 4 по контуру, охватывающему псевдоожиженный слой 1, представленному на фиг. 4 в виде соленоида 34. Пропускаемый через соленоид 34 ток 33 создает магнитное поле, силовые линии 35 которого компланарны линиям плотности тока 5, 6 и расположены по отношению к линиям плотности тока под углами 36. Взаимодействие магнитного поля, создаваемого током 33 соленоида 34, с током 5, 6, протекающим с слое 1, создает объемные силы, вызывающие круговое движение 37 псевдоожиженного слоя 1. Изменяется векторное поле скоростей частиц и газа в слое. Круговое движение интенсифицирует перемешивание материала в слое и повышает равномерность плотности распределения в нем дисперсных частиц и усреднение химического и дисперсионного состава в слое (выравнивание соотношения различных компонентов). Эффективность выравнивания состава слоя повышается путем модуляции тока в соленоиде с частотой от 0,01 до 1000 Гц. Для получения дополнительного эффекта перемешивания частоту тока 33 в соленоиде 34 изменяют в указанном диапазоне и/или изменяют глубину модуляции тока. Дополнительный эффект перемешивания получают также путем изменения полярности тока 33 в соленоиде 34, что приводит к изменению на противоположное направления кругового движения 37 слоя 1. Выбор частотного диапазона тока соленоида, как и ранее (тока в слое), определяет эффективность перемешивания слоя, которое дополнительно повышается путем изменения частоты и/или скважности импульсов положительной и отрицательной полярности тока 33 в соленоиде 34. Изменение скважности импульсов приводит к изменению интенсивности и усредненного направления кругового движения 37 псевдоожиженного слоя 1, что позволяет достигнуть требуемую степень усреднения состава слоя 1. Описанное выше воздействие на вектора скорости газа и частиц имеет пульсирующий характер, что способствует нестационарности потоков в псевдоожиженном слое и его гомогенизации. In addition, the second variant of the method is performed by changing the spatial distribution of the electric current density so that a rectified or reverse current 33 in FIG. 4 along the contour surrounding the
Для реализации указанного выше управления параметрами электрического режима используется управляемый выпрямитель или инвертор, выполненные по известным схемам, например, тиристорного мостового выпрямителя и инвертора со звеном постоянного тока соответственно. To implement the above-mentioned control of the parameters of the electric mode, a controlled rectifier or inverter is used, made according to known schemes, for example, a thyristor bridge rectifier and an inverter with a DC link, respectively.
Устройство (вариант 1) для осуществления первого варианта способа содержит герметичный сосуд 38 на фиг. 1, выполненный, например из стали, с футеровкой 39 из огнеупорного материала. Содержит также систему распределения 40, 41, 42 потока газа 2 и его подачи 52, 53, 54 в сосуд 38 для псевдоожижения дисперсного материала 1 в восходящем потоке газа 3, 4. Имеются также электроды, по крайней мере, один из которых 43 установлен в сосуде 38 вертикально и погружен в псевдоожиженный слой 1. В отличие от известных решений, система распределения и подачи потока газа выполнена в виде ветвей, а упомянутый электрод 43 выполнен с осевым каналом 44, к которому подведена одна из ветвей 45 системы распределения потока газа 2. В случае, если в сосуде установлено несколько вертикальных погруженных в псевдоожиженный слой электродов с осевыми каналами, то к каждому из них подведена ветвь системы распределения и подачи потока газа. The device (option 1) for implementing the first variant of the method comprises a sealed
На фиг. 1 приведен пример реализации заявленного устройства. Сосуд 45, выполненный в виде стального герметичного кожуха с крышкой, футеровка 39, электроды 43, 52, каналы 54 системы распределения и подачи потока газа симметричны относительно вертикальной оси. Форма сосуда и футеровки в горизонтальном сечении может быть круглой или многогранной. По количеству электродов, пропущенных через крышку сосуда и погруженных в псевдоожиженный слой, устройство может быть одноэлектродным, двухэлектродным или многоэлектродным. При использовании более одного электрода, пропущенного через крышку, они могут быть под общим потенциалом либо под разными потенциалами. В последнем случае ток замыкается также и между электродами, пропущенными через крышку сосуда. Осевое отверстие в электроде выполнено диаметром от 0.05 до 0,3 диаметра электрода. Минимальный диаметр осевого отверстия в электроде соответствует наименьшему расходу газа, подаваемого через отверстие в электроде, которое влияет на характер течения остального, подаваемого в сосуд газа. Максимальный диаметр осевого отверстия в электроде ограничено по условию механической прочности электрода. Герметичный сосуд 38 с футеровкой 39, помимо указанных выше элементов, имеет: узел загрузки 46 исходного дисперсного материала 47, узел 48 удаления из сосуда газов, узел 49, 50 выгрузки дисперсного материала 1. In FIG. 1 shows an example implementation of the claimed device. The
Устройство работает следующим образом. В футерованный сосуд 38, 39 через загрузочный узел 46 подают исходный дисперсный материал, имеющий электропроводность, достаточную для обеспечения заданного электрического режима. Например, подают смесь порошков углеродистого восстановителя и кварцевого песка. Сверху через уплотненный проем в крышке сосуда опускают полый электрод, например графитированный электрод с помощью системы перемещения и перепуска электрода как у руднотермических электропечей. Электрод выполняют с осевым отверстием, например диаметром, равным 0,1 от диаметра электрода. Снизу через дисперсный материал подают газ, распределяя его восходящий поток 3, 4, 9 в горизонтальном сечении сосуда с помощью системы 8, распределения и подачи потока газа. Расход газа устанавливают выше критического значения, таким, чтобы возникло псевдоожижение дисперсного материала 1. Полый электрод располагают так, чтобы его рабочий конец находился ниже середины 11 псевдоожиженного слоя 1 и, с помощью системы газораспределения 8 включают подачу газа через канал 44 в полый электрод 43. Поскольку гидродинамическое сопротивление слоя, расположенного выше рабочего конца электрода, превышает сопротивления нижележащего слоя, нисходящий поток газа 10 под действием динамического напора струи газа, выходящей из канала 44 в электроде 43, растекается по дну сосуда и пересекает восходящий поток 3, 4, 9. В результате взаимодействия пересекающихся потоков повышается турбулентность, улучшающая перемешивание в псевдоожиженном слое. Далее пропускают через псевдоожиженный материал электрический ток и производят термообработку. Переработанный дисперсный материал 1 удаляют из сосуда 38 через узел выгрузки дисперсного материала, приподнимая пробку 49 с помощью толкателя 50. The device operates as follows. In the lined
Для дополнительного повышения турбулентности в первом варианте устройства ветвь 45, подведенная к электроду 43 с осевым каналом 44 системы распределения и подачи потокагаза, снабжена узлом 51 модуляции соотношения расхода газового потока, подаваемого в сосуд через разные ветви 7, 8 и 45. Модуляция соотношения расходов потоков 3, 4, 9, пересекающихся с потоком 10 позволяет устранить устойчивость формирования газовых пузырей и уплотненных блоков в псевдоожиженном слое, что повышает его однородность. To further increase turbulence in the first embodiment of the device, the
Второй вариант устройства для осуществления первого варианта способа, содержит сосуд 38 на фиг. 1 с футеровкой 39, системой 40 распределения и подачи потока газа 2 для псевдоожижения дисперсного материала 1 в восходящем потоке газа 3, 4, 9. В отличие от известных решений футеровка 39 сосуда 38 в нижней части выполнена в виде чаши 52, 53, в которой имеются каналы 54. Каналы обеспечивают подачу газа в псевдоожиженный слой. Исполнение в виде чаши нижней части футеровки, то есть открытой сверху емкости, создает условия как для требуемого распределенного размещения каналов в нижней части футеровки, так и для организации восходящего потока газа, обеспечивающего псевдоожижение дисперсных частиц. Распределение газа потока осуществляется соединенными с каналами частями 40, 41, 42 системы распределения и подачи потока газа 2. Чаша конической формы состоит из пластин 52 на фиг. 2, выполненных в виде секторов. Каналы 54 (на фиг. 1) образованы зазорами между смежными пластинами. На фиг. 2 оси 13 и 16 каналов (совпадающие с осями траекторий струй 12, 15) пересекаются в точке 19. Нижняя часть футеровки 39 на фиг. 1, имеющая форму чаши, может быть выполнена, например, в виде усеченного конуса или усеченной пирамиды, в обращенном вниз меньшем основании которых выполнен узел выгрузки 49. На фиг. 2 показано горизонтальное сечение исполнения нижней части футеровки 39 в виде усеченного конуса. Каналы образованы зазорами между пластинами, расположенными слоями в виде колец или многоугольников. Слои пластин образуют конусообразную или пирамидальную структуру, в которой расстояние до оси сосуда уменьшается от верхних слоев к нижнему, примыкающему к узлу 49 выгрузки дисперсного материала, расположенному на оси сосуда. The second embodiment of the device for implementing the first embodiment of the method comprises a
Устройство работает следующим образом. Загрузку, псевдоожижение и термообработку дисперсного материала, а также его выгрузку выполняют аналогично выше описанному. Благодаря тому, что оси 13 и 16 каналов на фиг. 2 пересекаются, струи 12 и 15, подаваемые внутрь футеровки сосуда, сталкиваются, в результате чего возрастает турбулентность в псевдоожиженном слое и повышается его однородность. Этому способствует также общее вращательное движение газового потока, в результате чего движение в псевдоожиженном слое приобретает турбулентный характер. The device operates as follows. The loading, fluidization and heat treatment of the dispersed material, as well as its unloading, are performed similarly to the above. Due to the fact that the
При исполнении второго варианта устройства чаша сосуда выполнена из горизонтальных пластин 52, 53, установленных с зазорами 54 (на фиг. 1 показаны симметрично расположенные пластины и зазоры), образующими каналы, служащие для подачи в слой струй газа 3, 4, 9. Каналами могут быть зазоры между соседними пластинами в тех же слоях, что и пластины (аналогично фиг. 2). Каналы могут быть также выполнены между слоями пластин, как на фиг. 1. На фиг. 2 показано другое возможное исполнение одного из слоев пластин 52, расположенных с образованием горизонтального кольца. В обоих исполнениях внутренние радиусы колец, расположенных, как на фиг. 1, одно над другим по высоте чаши, уменьшаются от внутреннего радиуса 55 футеровки 39 до наименьшего радиуса 57 нижнего кольца. Радиусы колец по мере убывания - 29, 30, 56, 57. Внутренние поверхности колец выполнены коническими, чтобы при разгрузке весь дисперсный материал был извлечен из сосуда. Использование зазоров между пластинами для образования газораспределительных каналов упрощает изготовление устройства. Возможно также исполнение, при котором каналы выполнены внутри пластин или на их поверхностях, примыкающих к соседним пластинам. In the execution of the second variant of the device, the vessel bowl is made of
При другом исполнении второго варианта устройства, как показано на фиг. 5 и фиг. 6, чаша футеровки сосуда выполнена из пластин 58 расположенных пирамидальными слоями 59, 60, 61 с наклоном пластин 58 к горизонту под углом 62, который составляет от пяти градусов до угла на пятнадцать градусов превышающего угол естественного откоса дисперсного материала. Под дисперсным материалом здесь следует понимать как исходный материал, так и образующийся в результате переработки дисперсный продукт. Заданный наклон пластин (при необходимости и зазор между ними) обеспечивается установкой их на опорные элементы 63, в которых выполнены проемы 64 для выравнивания давления газа 2 в пространстве 65 под пластинами 58. Минимальный угол наклона пластин обеспечивает их распор, а максимальный (на пятнадцать градусов превышающий угол естественного откоса дисперсного материала) - полную очистку рабочего пространства от дисперсного материала при его выгрузке, что позволяет повысить выход годного при термической переработке дисперсного материала. Чаша пирамидальной формы состоит из пластин 58 на фиг. 5 и фиг 6, выполненных в виде трапеций. В пластинах 58 выполнены пазы 66, которые, вместе с поверхностью смежных пластин, образуют каналы 66. In another embodiment of the second embodiment of the device, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the vessel lining bowl is made of
Более эффективное перемешивание в псевдоожиженном слое достигается при дальнейшем развитии предложенного устройства. Фиг. 5 и фиг. 6 поясняют это устройство, выполненное с граненой чашей, в которой пластины уложены в виде усеченной пирамиды, расположенной большим основанием вверх. В пластинах 58, расположенных под углом 62 к горизонту, выполнены каналы в виде пазов 66 с внешними (относительно рабочего объема с псевдоожиженным слоем) гранями 67 и осью 68, расположенными параллельно внутренней поверхности 69 близлежащих пластин чаши. В пластинах оси каналв образуют острый угол относительно внутренних (обращенных к оси сосуда) граней самих пластин. В исполнении, показанном на фиг. 5 и фиг. 6, пластины 59, 60, 61, образующие чашу, расположены уступами, что упрощает конструкцию устройства. A more efficient mixing in the fluidized bed is achieved with the further development of the proposed device. FIG. 5 and FIG. 6 explain this device, made with a faceted bowl, in which the plates are laid in the form of a truncated pyramid, located with a large base up. In the
При исполнении чаши в виде усеченного конуса, расположенного большим основанием вверх, оси каналов, формирующих струи, расположены параллельно касательным к окружностям, образованным горизонтальными сечениями внутренней поверхности чаши либо под острым углом к указанным касательным. Слои чаши, в этом случае, выполнены в виде конических воронок, вставленных друг в друга. When the bowl is executed in the form of a truncated cone located with a large base up, the axes of the channels forming the jets are parallel to the tangents to the circles formed by horizontal sections of the inner surface of the bowl or at an acute angle to the indicated tangents. The layers of the bowl, in this case, are made in the form of conical funnels inserted into each other.
При дальнейшем развитии предложенного устройства каналы, а именно их оси выполнены на разных уровнях чаши с чередованием направления относительно оси сосуда по часовой стрелке и против часовой стрелки. Например, каналы, выполненные на уровне сечения А-А на фиг. 2, направлены по часовой стрелке относительно оси сосуда. Каналы, выполненные на уровне сечения Б-Б на фиг. 3, направлены в другую сторону, в данном случае, против часовой стрелки. Такая конструкция устройства обеспечивает разнонаправленную закрутку слоя на различных уровнях, дополнительно усиливает турбулентность течения и создает высокоэффективное перемешивание псевдоожиженного слоя. With the further development of the proposed device, the channels, namely their axis, are made at different levels of the bowl with alternating directions relative to the axis of the vessel clockwise and counterclockwise. For example, channels made at section AA in FIG. 2 are directed clockwise relative to the axis of the vessel. The channels made at the level of section BB in FIG. 3 are directed in the opposite direction, in this case, counterclockwise. This device design provides multidirectional swirling of the bed at various levels, additionally enhances the turbulence of the flow and creates a highly efficient mixing of the fluidized bed.
Дополнительное развитие конструкции второго варианта устройства состоит в том, что каналы, как и в предыдущем случае, расположены тангенциально, по отношению к внутренней поверхности футеровки сосуда, причем на разных уровнях чередуются их направления по часовой и против часовой стрелки относительно оси сосуда. В дополнение, каналы каждого из направлений объединены, в свою группу. Каналы, расположенные в сечение А-А на фиг. 1, объединены в отдельную группу с общим подрешеточным коллектором 41 с подачей в него потока газа 7. Каналы, расположенные в сечение Б-Б на фиг. 1, объединены в другую группу другим подрешеточным коллектором 42 с подачей в него поток газа 8. Подрешеточные коллекторы 41 и 42 разделены перегородкой 70. В систему распределения потока газа 40 введен узел модуляции 71 соотношения расхода газовых потоков 7 и 8 через группы 41 и 42 каналов, которая позволяет внести дополнительную нестационарность течения в псевдоожиженном слое 1, предупреждая тем самым формирование устойчивых зон с большими отклонениями плотности слоя от среднего значения. An additional development of the design of the second variant of the device is that the channels, as in the previous case, are located tangentially with respect to the inner surface of the lining of the vessel, and their directions alternate clockwise and counterclockwise relative to the axis of the vessel at different levels. In addition, the channels of each of the directions are combined into their own group. The channels located in section AA in FIG. 1, are combined into a separate group with a
В этом устройстве дополнительно используется механизм динамической турбулизации, учитывающий инерционные характеристики потока газа с псевдоожиженными частицами. Модуляция соотношения составляющих газового потока через группы каналов приводит к тому, что составляющая газового потока, которая увеличилась расширяет свое сечение за счет уменьшения сечения составляющей газового потока, которая уменьшилась. Другими словами, происходит ускорение и торможение отдельных участков газового потока, что приводит к усилению турбулентности. This device additionally uses a dynamic turbulization mechanism that takes into account the inertial characteristics of the gas stream with fluidized particles. Modulation of the ratio of the components of the gas stream through groups of channels leads to the fact that the component of the gas stream that has increased expands its cross section due to a decrease in the cross section of the component of the gas stream, which has decreased. In other words, acceleration and deceleration of individual sections of the gas flow occur, which leads to increased turbulence.
Третий вариант устройства для осуществления второго варианта способа содержит сосуд 38 на фиг. 1 с футеровкой 39 для дисперсного материала 1. Имеется система распределения и подачи 40, 41, 42, 52 потока газа 2 для псевдоожижения дисперсного материала. Имеются также электроды 43, 52, 53, подключенные к выводам источника питания 72. Один из электродов (например, на фиг. 1 - периферийный) выполнен из изолированных друг от друга секций 52 и 53 (на фиг. 1 - четыре изолированные секции периферийного электрода). Соответствующие элементы слоев, например 52 и 53 на фиг. 1 выполнены из электропроводного материала. Секции электрода электроизолированы друг от друга с помощью других элементов, выполненных из электроизоляционного материала. Электропроводные элементы снабжены электрическими выводами, подключенными к одноименным выводам источника питания 72. Источник питания выполнен с выводом, расщепленным на секции (на фиг. 1 - четыре) по числу секций электрода. Имеется система 73 регулирования тока 74, 75 в каждой из секций. Каждая из секций электрода 52, 53 раздельно подключена к соответствующей секции источника питания 72. Полярность выводов секций источника питания обозначена знаками «+», а общий вывод источника питания - знаками «-». Раздельное регулирование тока 74, 75 системой 73 в каждой из секций источника питания 72 реализуется путем сравнения сигналов обратной связи 76, которые формируются датчиками тока 77, включенными в цепь каждой из секций, с заданием 78, которое вводится в систему управления 73. The third embodiment of the device for implementing the second embodiment of the method comprises a
В третьем варианте устройства, в отличие от предыдущих, выравнивание концентрации дисперсных частиц в псевдоожиженном слое достигается тем, что при раздельном регулировании тока в разных секциях электрода достигается пространственное перераспределение плотности электрического тока 5, 6 на фиг. 1. Соответственно обеспечивается пространственное перераспределение электродинамических сил 31, 32, что приводит к дополнительному перемешиванию псевдоожиженного слоя. При возникновении неоднородностей в псевдоожиженном слое колебания тока 74 и 75 контролируют с помощью устройств 77. Для уменьшения неоднородностей производят динамическое перераспределение величины тока разных секций источника питания с частотой от 0,01 до 1000 Гц, или модулируют ток источника, причем регулируют глубину и/или частоту модуляции в указанном диапазоне частот. Разновидностью данного технического решения является изменение полярности тока с частотой от 0,01 до 1000 Гц. Для модуляции выпрямленного тока используется управляемый выпрямитель, а для реверса полярности тока - инвертор, выполненные по известным схемам. Указанные параметры электрического режима регулируют, обеспечивая снижение колебаний электрического режима от заданного значения 78. In the third embodiment of the device, unlike the previous ones, the equalization of the concentration of dispersed particles in the fluidized bed is achieved by the fact that by separately controlling the current in different sections of the electrode, a spatial redistribution of the electric
Четвертый вариант устройства для осуществления второго варианта способа помимо футерованного сосуда 38 на фиг. 4 для псевдоожижения дисперсного материала 1, системы распределения и подачи потока газа 2, электродов 43, 79, подключенных к выводам источника питания 72 снабжен дополнительным источником питания 80 и соленоидом 34, охватывающим зону расположения рабочих участков электродов 43, 79. Соленоид 34 расположен снаружи футеровки. Соленоид 34 подключен к дополнительному источнику питания 80, выполненному по одной из известных схем выпрямителей. The fourth embodiment of the device for implementing the second embodiment of the method, in addition to the lined
Устройство, выполненное согласно четвертому варианту, работает следующим образом. В псевдоожиженном слое 1 на фиг. 4 между электродами 43 и 79 течет ток 5, 6, который подводится от источника питания 72. Ток 33 соленоида 34 создает магнитное поле, силовые линии 35 которого компланарны линиям плотности тока 5, 6 и направлены к ним под углами 36. В результате взаимодействия магнитного поля соленоида с током, протекающим между электродами, формируется пространственное поле электродинамических сил, имеющих тангенциальную направленность, условно показанную позицией 37. Под действием электродинамических сил возникает круговое движение псевдоожиженного слоя, обеспечивающее его перемешивание. A device made according to the fourth embodiment operates as follows. In the
В развитие четвертого варианта устройства дополнительный источник питания 80 на фиг. 4 выполнен с возможностью модуляции выпрямленного тока 33 с частотой от 0,01 до 1000 Гц или реверса тока 33 с частотой от 0,01 до 1000 Гц. Как и в предыдущем устройстве, в данном случае под действием электродинамических сил создается круговое движение псевдоожиженного слоя. Эти силы варьируются путем модуляции тока в соленоиде, выполненного с помощью управляемого выпрямителя, имеющего, например, трехфазную мостовую тиристорную схему. При реверсе тока в соленоиде силы, вызывающие круговое движение слоя, меняют направление на противоположное. Эти воздействия препятствуют формированию устойчивых течений, что позволяет дополнительно гомогенизировать псевдоожиженный слой и снизить потери дисперсных частиц, вызванные их уносом из пузырей, раскрывающихся на поверхности слоя. Для обеспечения реверса тока источник питания 80 выполняется, например, по схеме мостового реверсивного выпрямителя либо используется инвертор. In development of the fourth embodiment of the device, an
Отмеченные выше преимущества предлагаемых вариантов технического решения позволяют повысить технологическую и энергетическую эффективность переработки дисперсных материалов в электротермическом псевдоожиженном слое, а именно повысить выход годного и снизить расход электроэнергии. Достижение указанных преимуществ обеспечено решением технической задачи в предлагаемых способе и устройстве, а именно повышением равномерности распределения дисперсного материала и соотношения его компонентов в горизонтальных сечениях электротермического псевдоожиженного слоя путем интенсификации его перемешивания благодаря вносимой турбулентности. В результате газодинамических и/или электродинамических воздействий на поток газа и дисперсных частиц образуются фрактальные волны, интенсифицирующие выравнивание концентрации дисперсных частиц и перемешивание реагентов в псевдоожиженном слое. The advantages noted above of the proposed technical solutions allow to increase the technological and energy efficiency of processing dispersed materials in an electrothermal fluidized bed, namely, to increase the yield and reduce energy consumption. The achievement of these advantages is achieved by solving the technical problem in the proposed method and device, namely by increasing the uniformity of the distribution of the dispersed material and the ratio of its components in horizontal sections of the electrothermal fluidized bed by intensifying its mixing due to introduced turbulence. As a result of gasdynamic and / or electrodynamic effects on the flow of gas and dispersed particles, fractal waves are formed that intensify the equalization of the concentration of dispersed particles and the mixing of the reagents in the fluidized bed.
Из сравнительного анализа с уровнем техники, может быть сделан вывод о соответствии заявленного технического решения условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень». Как следует из описания, способ электротермической переработки дисперсного материала в псевдоожиженном слое и устройство для его осуществления могут быть реализованы известными действиями и средствами из доступных материалов и отвечают критерию патентоспособности «промышленная применимость». From a comparative analysis with the prior art, it can be concluded that the claimed technical solution meets the patentability conditions of “novelty” and “inventive step”. As follows from the description, the method of electrothermal processing of a dispersed material in a fluidized bed and a device for its implementation can be implemented by known actions and means from available materials and meet the patentability criterion of "industrial applicability".
Источники информацииInformation sources
1. Патент WO 2015199636 A1, PCT/UA2015/000016, 30.12.2015. Способ получения поликристаллического кремния. Шварцман Л.Я.1. Patent WO 2015199636 A1, PCT / UA2015 / 000016, 12.30.2015. A method of producing polycrystalline silicon. Schwartzman L.Ya.
2. РФ 2488761, F27B 5/02, 27.07.2013. Печь для обжига мелкозернистого материала в псевдоожиженном слое. Черниченко В.В.2. RF 2488761,
3. А.с. СССР №437897, кл F26B 17/10, 1972. Реактор с электротермическим кипящим слоем. 3. A.S. USSR No. 437897,
4. РФ №2448173 Кл C22B 9/18 Способ электрошлакового переплава и устройство для его осуществления. Нехамин С.М. и др.4. RF №2448173 Cl C22B 9/18 Method of electroslag remelting and device for its implementation. Nekhamin S.M. and etc.
5. А.с. СССР №1050829 МПК B23K 9/08 Способ сварки дугой, вращающейся в магнитном поле. Лаврентьев В.П. и др. Бюл. №40, 1983.5. A.S. USSR No. 1050829 IPC B23K 9/08 Method of welding by an arc rotating in a magnetic field. Lavrentiev V.P. and others. Byul. No. 40, 1983.
6. [Электронный ресурс] 2015/ЕА/0077 (BY) 2015.05.07 Способ и установка для получения карбида кремния. Бородуля В.А. и др. / Государственное научное учреждение «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Белоруси» (BY) // ЕАПО 1998-2017.6. [Electronic resource] 2015 / EA / 0077 (BY) 2015.05.07 Method and apparatus for producing silicon carbide. Borodulia V.A. etc. / State Scientific Institution “Institute of Heat and Mass Transfer named after A.V. Lykova, National Academy of Sciences of Belarus ”(BY) // EAPO 1998-2017.
http://www.eapo.org/ru/pablications/buletin/ea201611/html/1500555.htmlhttp://www.eapo.org/en/pablications/buletin/ea201611/html/1500555.html
7. BY 8662 U 2012.10.30, МПК B82B 3/00, C01B 31/02. 29.03.2012. Реактор для получения углеродных нанотрубок в кипящем слое. Бородуля В.А. и др.7. BY 8662 U 2012.10.30,
8. US 5060584 А. 29.10.1991, Fluidized bed combustion / Norman K. Sowards.8. US 5060584 A. 10/29/1991, Fluidized bed combustion / Norman K. Sowards.
9. BY 8684 U 2013.04.30, МПК B01J 8/24, B01J 8/26, B01J 8/44. 30.10.2012. Газораспределительная решетка для реактора кипящего слоя. Бородуля В.А. и др.9. BY 8684 U 2013.04.30,
10. А.с. СССР №1404104, МПК B01J 8/24, 12.06.1986. Газораспределительная решетка. Полиградов Б.Г. и др. Бюл. №23, 1998.10. A.S. USSR No. 1404104,
Claims (30)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017119412A RU2663425C1 (en) | 2017-06-02 | 2017-06-02 | Method of electrothermal processing of particulates in fluidized bed and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017119412A RU2663425C1 (en) | 2017-06-02 | 2017-06-02 | Method of electrothermal processing of particulates in fluidized bed and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2663425C1 true RU2663425C1 (en) | 2018-08-06 |
Family
ID=63142519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017119412A RU2663425C1 (en) | 2017-06-02 | 2017-06-02 | Method of electrothermal processing of particulates in fluidized bed and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2663425C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723793C1 (en) * | 2019-10-21 | 2020-06-17 | Закрытое акционерное общество "Липецкметаллургпроект" | Method for burning fine-dispersed carbonate materials |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU437897A1 (en) * | 1972-06-28 | 1974-07-30 | Московский Институт Химического Машиностроения | Spray Dryer |
SU1058594A1 (en) * | 1982-07-06 | 1983-12-07 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения | Apparatus with electrically conductive fluidized layer |
SU1404104A1 (en) * | 1986-06-12 | 1988-06-23 | Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова | Gas distributing grate |
US5060584A (en) * | 1990-06-22 | 1991-10-29 | Energy Products Of Idaho | Fluidized bed combustion |
-
2017
- 2017-06-02 RU RU2017119412A patent/RU2663425C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU437897A1 (en) * | 1972-06-28 | 1974-07-30 | Московский Институт Химического Машиностроения | Spray Dryer |
SU1058594A1 (en) * | 1982-07-06 | 1983-12-07 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения | Apparatus with electrically conductive fluidized layer |
SU1404104A1 (en) * | 1986-06-12 | 1988-06-23 | Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова | Gas distributing grate |
US5060584A (en) * | 1990-06-22 | 1991-10-29 | Energy Products Of Idaho | Fluidized bed combustion |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723793C1 (en) * | 2019-10-21 | 2020-06-17 | Закрытое акционерное общество "Липецкметаллургпроект" | Method for burning fine-dispersed carbonate materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8361401B2 (en) | Vortex reactor and method of using it | |
US4361441A (en) | Treatment of matter in low temperature plasmas | |
KR101528369B1 (en) | Apparatus for producing trichlorosilane and method for producing trichlorosilane | |
US20070275335A1 (en) | Furnace for heating particles | |
RU2663425C1 (en) | Method of electrothermal processing of particulates in fluidized bed and device for its implementation | |
US3361539A (en) | Fluidized solids reactor | |
US4030876A (en) | Method and apparatus for regenerating activated carbon | |
WO1990013772A1 (en) | Fluidized bed reactor using capped dual-sided contact units and method for use | |
EP1678453A1 (en) | Method and apparatus for heat treatment of particulates in an electrothermal fluidized bed furnace and resultant products | |
US2610842A (en) | Apparatus for the indirect heating of fluids | |
CA2097239C (en) | Method and apparatus for oxidizing pulverous fuel with two gases having different oxygen contents | |
RU2753712C2 (en) | New apparatus for distribution of multi-phase mixture in chamber containing fluidised medium | |
CA2256893C (en) | Method of and apparatus for decreasing attack of detrimental components of solid particle suspensions on heat transfer surfaces | |
US2647738A (en) | Heating powdered material | |
CN103897744B (en) | A kind of method improving fluidized status in fluidized bed plant | |
US3661558A (en) | Process and apparatus for distributing slurry to a reaction furnance | |
US2554435A (en) | Apparatus for effecting contact between a gas and a downwardly flowing contiguous mass of pebbles | |
US2584312A (en) | Reactor furnace | |
RU2307004C2 (en) | Powder particles and micro-spheres metallization method out of gas phase and apparatus for performing the same | |
US5876679A (en) | Fluid bed reactor | |
RU2694840C1 (en) | Catalyst and transport gas distributors for boiling bed reactor-regenerator circulation systems | |
KR20210014130A (en) | Stripper and packing device | |
KR100875337B1 (en) | Apparatus for improving the flow zone at the inlet plenum of the fluidized bed | |
JP5552838B2 (en) | Manufacturing method of high clean steel | |
RU2108287C1 (en) | Method of producing carbon material and hydrogen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190603 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200617 |