SU1192216A1 - Аппарат для получения гранулированных продуктов - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для получения гранулированных продуктов путем распыливания пульпы или расплава на взвешенный слой дисперсного материала.

Изобретение может быть использовано в химической, металлургической, строительных материалов и других · смежных отраслях промышленности.

2

целью повышения производительности, аппарат снабжен дополнительным газо-» подводящим патрубком, тэнгенциаль-¹ но установленным в верхней части корпуса, газоотводящий патрубок снабжен конусной воронкой с цилиндрической обечайкой на ее конце и с внутренним конусом, вертикальный Газоподводящий патрубок размещен по оси корпуса, а верхний торец его расположен над газораспределительной решеткой на уровне высоты кипящего слоя.

2. Аппарат по п.1, отличаю щ и й с я тем, что внутри вертикального газоподводящего патрубка расположена труба со встроенным в нее завихрителем, образующая с . патрубком кольцевой зазор.

3. Аппарат по п.1, отличающ и й с я тем, что торец цилиндрической обечайки расположен на уровне торца внутреннего конуса.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что нижний срез газоотводящего патрубка расположен на уровне нижней кромки тангенциального газоподводящего патрубка.

Известен аппарат кипящего слоя, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, тангенциально установленный в его верхней части газоподводящий патрубок, газораспределительную решетку, форсунку для рас пыливания пульпы или расплава, расположенную по оси корпуса над кипящим слоем, патрубок для подачи под.

1192216 А1

3

1

решетку газа, газоотводящий патрубок подсоединенный к верхней части корлуса, патрубок для подачи дисперсного материала и патрубок для выгрузки гранул.

Недостатком известного аппарата кипящего слоя является необхо , димость использования дисперсных материалов в ограниченном диапазоне фракционного состава. Концентрация частиц в центральной зоне аппарата, в которой осуществляют распыливание пульпы или расплава форсункой, мала вследствие сепарации частиц из центрального потока во встречный периферийный, поэтому производительность аппарата снижается. Другим недостатком аппарата является малая относительная скорость газа в кипящем слое, что также приводит к малой производительности аппарата из-за ограничения количества тепла, подводимого (отводимого) к материалу в кипящем слое.

Из известных аппаратов для получения гранулированного продукта наиболее близким по технической сущности является аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, газораспределительную решетку, укрепленный в ней вертикальный газолодводящий патрубок с расположенной внутри него форсункой для распыливания пульпы или расплава, патрубок для подачи под решетку газа, осевой .газоотводящий патрубок, подсоединенный к верхней части корпуса, патрубок для подачи дисперсного материала и патрубок для выгрузки гранул. .

I

В известном аппарате вертикальный газоподводящий патрубок, укрепленный в решетке, позволяет увеличить производительность по сравнению с другими аппаратами кипящего слоя за счет подвода в слой газа с высокими скоростями (10-20 м/с), что создает локальные зоны фонтанирования. Однако производительность аппарата ограничена, так как ограничен размер вертикального газоподводящего патрубка и скорость вводимого через него газа. Увеличение размера вертикального газоподводящего патрубка или скорости газа,· вводимого через него, приводит к вы55

192216 ⁴

ι носу частиц из кипящего слоя/"уменьшению центров гранулообразования, нарушению работоспособности аппарата и снижению производительности, поэтому недостатком известного аппарата является малая производительность.

Целью изобретения является повыЮ шение производительности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, газораспределительную решетку, укрепленный в 15 ней вертикальный газоподводящий патрубок с расположенной внутри него форсункой для распыливания пульпы или расплава, патрубок для подачи под решетку газа, осевой газоотво20 дящий патрубок, подсоединенный к , верхней части корпуса, патрубок для подачи дисперсного материала и патрубок для выгрузки гранул, снабжен дополнительным газоподводящим 25 патрубком, тангенциально установленным в верхней части корпуса, газоотводящий патрубок снабжен конусной воронкой с цилиндрической обечайкой на ее конце и с внутренним 30. конусом, вертикальный газоподводящий патрубок размещен по оси корпуса, а верхний торец его расположен над газораспределительной решеткой на уровне высоты кипящего слоя.

35 Для получения в предложенном аппарате гранулированных продуктов с большим удельным весом (более 2,5 кг/м^-3) или больших размеров гранул (более 3 мм) предпочтительно 40 внутри вертикального газоподводящего патрубка располагать трубу со встроенным в нее завихрителем, образующую с патрубком кольцевой зазор .

45 Торцы цилиндрической обечайки и внутреннего конуса предпочтительно должны быть расположены на одном уровне. Внутренний конус можно выполнить как выпуклым, так и вогну50 тым.

Предпочтительно нижний срез газоотводящего патрубка располагать на уровне нижней кромки тангенциального газоподводящего патрубка.

Размещение вертикального газоподводящего патрубка по оси корпуса аппарата и расположение верхнего его торца над газораспределительной решеткой на уровне высоты кипящего слоя позволяет путем эжекции частиц из кипящего слоя потоком газа, подаваемым через вертикальный газоподводящий патрубок, увеличить кон- < центрацию частиц в объеме аппарата над кипящим слоем и создать плотную кольцевую завесу из дисперсного материала, движущегося вверх. За _ζ счет увеличения количества и скорости газа (25~5θ м/с), вводимого через вертикальный газоподводящий патрубок, возрастает количество тепла, подводимого (при распиливании пульпы) или отводимого (при распиливании расплава) от дисперсного материала в кольцевой завесе, что приводит к повышению производительности аппарата.

При увеличении расстояния от решетки до торца вертикального газоподводящего патрубка более высоты кипящего слоя количество частиц, уносимых из кипящего слоя, уменьшается, что приводит к распыливанию пульпы или расплава не на завесу из дисперсного материала, а на стенку цилиндрического корпуса, к нарушению работоспособности аппарата и снижению производительности, так как уменьшается количе.ство движущихся вверх частиц, являющихся центрами гранулообразования.

При уменьшении расстояния до вертикального газоподводящего патрубка менее высоты кипящего слоя количество частиц, поступающих в коль цевую завесу, возрастает (так как высота кипящего · слоя устанавливается на уровне стока частиц), что приводит к переполнению объема аппарата дисперсным материалом и попаданию дисперсного материала в вертикальный газоподводящий патрубок из-за того, что кинематическая энергия потока недостаточна для подъема вверх всей массы дисперсного материала. Это приводит к снижению производительности аппарата из-за необходимости чистки вертикального. газоподводящего патрубка.

Дополнительный газоподводящий патрубок тангенциально устанавливается в верхней части корпуса и обеспечивает при подаче через него газа создание периферийного закрученного потока. Конусная воронка отклоняет указанный поток к стенке корпуса и он через зазор между цилиндрической обечайкой и корпусом аппарата направляется вниз по винтовой линии. Внутренний конус отклоняет центральный поток газа к . периферии, что способствует передаче крутящего момента от периферийного закрученного потока к центральному и обеспечивает сепарацию дисперсного материала из центрального потока в периферийный, который возвращается в кипящий слой.

Таким образом, дополнительный газоподводящий патрубок, конусная воронка, цилиндрическая обечайка и внутренний конус формируют потоки газа в аппарате, которые обеспечивают рециркуляцию частиц, увеличение массы дисперсного материала в объеме аппарата и как следствие увеличение производительности.

При расположении внутри вертикального газоподводящего патрубка трубы со встроенным в нее завихрителем, образующей с патрубком кольцевой зазор, обеспечивается закручивание центрального потока, что приводит к сепарации частиц из центрального потока в периферийный _и повышает производительность аппарата, так как позволяет повысить скорость в вертикальном газоподводящем патрубке без увеличения выноса частиц из объема аппарата.

При расположении торцов цилиндрической обечайки и внутреннего конуса на одном уровне передача крутящего момента от периферийного закрученного потока к центральному происходит после выхода периферийного потока из зазора между цилиндрической обечайкой и корпусом и энергия периферийного потока газа наиболее полно используется для сепарации частиц из центрального потока в периферийный, что увеличивает количество частиц рециркулирующих в объеме аппарата и при водит к повышению производительности.

При расположении среза газоотводящего патрубка на уровне нижней кромки тангенциального газоподводящего патрубка формирования пери-* ферийного закрученного потока происходит с наименьшими поте* рями давления на трение, что также приводит к повышению производительности .

1192216

На чертеже показан предлагаемый аппарат.

Аппарат содержит вертикальный корпус 1 с тангенциально установленным ₅ в его верхней части газоподводящим патрубком 2 и патрубком 3 для подачи дисперсного материала, газораспределительную решетку 4 для создания кипящего слоя, патрубок 5 для выгруз- 10 ки продукта, патрубок 6 для подачи под решетку газа и осевой газоотводящий патрубок 7, подсоединенный к верхней части корпуса, вертикальный газоподводящий патрубок 8, укреплен- 15 ный в решетке 4 соосно корпусу 1 и снабженный форсунками 9 для распиливания пульпы или расплава, конусную воронку 10, укрепленную на газоотводящем патрубке 7, с цилиндриче- 20 ской обечайкой 11 на ее конце и с внутренним конусом 12. Внутри вертикального газоподводящего патрубка 8 расположена труба 13 со встроенным в нее завихрителем 14. Верхний ^5 торец патрубка 8 расположен на расстоянии от решетки 4, равном высоте кипящего слоя. Срез конуса 12 расположен на уровйе среза обечайки 11, а нижний срез газоотводящего па- 30 трубка 7 расположен на уровне нижней кромки газоподводящего патрубка 2.

Аппарат работает следующим образом. 35

В корпусе 1 через патрубок 2 подажт периферийный поток газа, а через патрубок 3 ” обарабатываемый дисперсный материал. Периферийный закрученный поток через зазор между корпусом 1 и обечайкой 11 движется вниз по винтовой линии, при этом происходит нагрев или охлаждение дисперсного материала,_чкоторый периферийным потоком подается в кипящий слой, создаваемый газом, вводимым через патрубок 6 и газораспределительную решетку 4_г Гранулированный продукт выводится из кипящего слоя через патрубок 5. По оси корпуса 1 через патрубок 8 подают центральный поток газа, а через форсунку 9 распиливают пульпу или расплав обрабатываемогр материала. При подаче пульпы подают горячий газ, осуществляя сушку пульпы на поверхности твердых частиц, при подаче расплава подают холодный ' газ, осуществляя охлаждение расплава

на поверхности твердых частиц. Центральный поток эжектирует из кипящего! слоя дисперсный материал, на который! ' осуществляют распыл пульпы или расплава. Центральный поток под влия- . нием конуса 12 отклоняется к периферии и под воздействием периферийного потока становится закрученным и из него сепарируются частицы в периферийный поток, после чего отходящие газы удаляются через кольцевой зазор, образованный корпусом 12 и обечайкой 11а затем через патрубок 7.

При испытании предложенного аппарата диаметром 2 м и высотой рабочей зоны от газораспределительной решетки до среза цилиндрической обечайки 6 м при производстве гранулированного аммофоса достигнута влагонапряженность 180 кг/м³, что превышает удельную производительность аппаратов кипящего слоя в 3 раза. Испытание предложенного аппарата при производстве гранулированного аммофоса проведено при еле-, дующем техническом режиме.

Расход газов:

в вертикальный газоподводящий патрубок 24000 нм³/ ч;

в тангенциальный газоподводящий патрубок 1 1500 нм³/ч',

под газораспределительную решетку 7500 нм³/ч,,

Температура газа в вертикальном газподводящем патрубке 400 С, температура воздуха, подаваемого под газораспределительную решетку и в тангенциальный патрубок, 20 С, в кипящем слое 90-110° С, температура отходящих из аппаратов газов 90"

110°С.

Скорость газа в вертикальном газоподводящем патрубке 33 м/с.

Получены следующие результаты.

Производительность аппарата:

- по расходу пульпу 6 м³/ч с влажностью 39,5%;

- по гранулированному аммофосу 5,3 т/ч;

- по испаренной воде 3,5 т/ч.

Влажность готового продукта 0,5"1%.

Гранулированный состав полученного аммофоса на выходе из аппарата следующий:

Размер гранул,

мм > 3,2 3,2-2 2-1 <1

Состав, % 8,2 51,4 39,3 1,1

9

1192216

10

Концентрация пыли в отходящих

газах 4-7 н/нм³

При увеличении расстояния от газораспределительной решетки до торца вертикального гаэоподводящего патрубка больше высоты кипящего слоя, что достигалось увеличением потока, частиц, выгружаемых из аппарата, в опыте наблюдалось нарушение работоспособности аппарата, так как повышалась температура отходящих газов до 140-150 и на стенках образовывались наросты, что приводило к не10

обходимости чистки стенок аппарата и снижению производительности. При уменьшении указанного расстояния меньше высоты кипящего слоя, что достигалось уменьшением потока частиц, выгружаемых из аппарата, в опыте наблюдалась пульсация давления газа, подаваемого в вертикальный газоподводящий патрубок, материал попадал во внутрь патрубка, что приводило к необходимости чистки патрубка и снижению производительности аппарата.

Claims (1)

1. АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, газораспределительную решетку, укрепленный в ней вертикальный газоподводящий патрубок с расположенной внутри него форсункой для распыливания пульпы или расплава, патрубок для подачи под решетку газа, осевой газоотводящий патрубок, подсоединенный к верхней части корпуса, патрубок для подачи дисперсного материала и патрубок для выгрузки гранул, о тличающийся тем, что, с