газораспределительное устройство для аппаратов с псевдоожиженным слоем

Формула изобретения

Газораспределительное устройство для аппаратов с псевдоожиженным слоем, содержащее параллельно установленные треугольные призматические элементы с расширенными основаниями, снабженные дистанционными упорами, и размещенные на них клиновидные насадочные элементы, отличающееся тем, что боковые грани треугольных призматических элементов выполнены вогнутыми в месте сопряжения с основанием, причем величина плоской поверхности боковых граней у вершин элементов составляет не менее 50% от общей площади поверхности боковых граней.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сушке дисперсных материалов в псевдоожиженном (фонтанирующем) слое и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известны газораспределительные устройства для аппаратов с псевдоожиженным слоем, в которых на газораспределительную решетку установлены насадочные элементы, образующие конусные каналы (Романков П.Г. и др. Сушка во внешнем слое. М. Химия, 1968, с. 86-88).

Основным недостатком указанных газораспределительных устройств является то, что образующийся в конусных каналах фонтанирующий поток материала не распространяется на всю высоту слоя, а струи ожижающего агента образуют в слое крупные газовые пузыри, которые уносят значительно количество материала.

Известно газораспределительное устройство для аппаратов с псевдоожиженным слоем, выполненное в виде параллельно установленных треугольных призматических элементов с расширенными основаниями, снабженными дистанционными упорами, на которых установлены насадочные элементы (авт. св. СССР N 590007, кл. B 01 G 8/44, 1978).

Однако в процессе работы аппарата при прохождении потоков ожижающего агента через зазоры между расширенными основаниями призматических элементов и насадочными элементами происходит потеря динамического напора за счет резкого изменения направления движения потоков у основания боковых граней призматических элементов, что ведет к снижению производительности аппарата.

Наиболее близким к заявленному является газораспределительное устройство для аппаратов с псевдоожиженным слоем, содержащее параллельно установленные треугольные призматические элементы с расширенными основаниями, снабженные дистанционными упорами и размещенными на них клиновидными насадочными элементами, в котором боковые грани призматических элементов выполнены вогнутыми и сопряженными между собой в верхней части и с основанием (авт. св. СССР N 1095984, кл. B 01 G 8/44, 1984).

Недостатком данного устройства является безударное слияние взвесенесущих потоков ожижающего агента у вершин призм, вследствие чего струи взвесенесущих потоков, обладающие большой кинетической энергией, прорываются через слой высушиваемого материала, унося с собой значительной количество материала, в то время как основная масса высушенного материала недостаточно интенсивно перемешивается, что ведет к снижению производительности аппарата, потере материала и удорожанию процесса сушки.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования газораспределительного устройства для аппаратов с псевдоожиженным слоем, в котором, путем выполнения боковых граней треугольных призматических элементов вогнутыми в месте сопряжения с основанием, причем, величина плоской поверхности боковых граней у вершин призматических элементов составляет не менее 50% от общей площади поверхностей боковых граней, обеспечивается сохранение кинетической энергии потоков ожижающего агента, улучшается тепло-массообмен, повышается производительность аппаратов, снижаются потери продукта и энергозатраты за счет плавного изменения направления движения у основания боковых граней треугольных призматических элементов при прохождении потоков через зазоры между расширенными основаниями призматических элементов и насадочными элементами.

Поставленная задача решается тем, что в газораспределительном устройстве для аппаратов с псевдоожиженным слоем, содержащем параллельно установленные треугольные призматические элементы с расширенными основаниями, снабженные дистанционными упорами, и размещенными на них клиновидными насадочными элементами, согласно изобретению боковые грани треугольных призматических элементов выполнены вогнутыми в месте сопряжения с основанием, причем величина плоской поверхности боковых граней у вершин элементов составляет не менее 50% от общей площади поверхности боковых граней.

Выполнение боковых граней треугольных призматических элементов вогнутыми в месте сопряжения с основанием исключает потерю динамического напора потоков ожижающего агента при прохождении через зазоры между расширенными основаниями призматических элементов и насадочными элементами за счет плавного изменения направления движения потоков у основания боковых граней треугольных призматических элементов; плоские поверхности боковых граней у вершин треугольных призматических элементов, величина которых составляет не менее 50% от общей площади поверхности боковых граней, обеспечивают ударное слияние взвесенесущих потоков, формирующих ядра фонтанов, что приводит к интенсивному циркуляционному движению частичек высушиваемого продукта и ожижающего агента, в результате чего улучшается тепло-массообмен, повышается производительность аппаратов, исключается прорыв потоков ожижающего агента, обладающих большой кинетической энергией, сквозь слой материала, снижаются потери продукта и энергозатраты.

Геометрические параметры призматических и насадочных элементов и зазоры между расширенными основаниями призматических элементов и основаниями насадочных элементов выбирают, исходя их следующих условий: производительности аппарата, качества конечного продукта, структуры исходного продукта.

В известном устройстве безударное слияние обладающих значительной кинетической энергией взвесенесущих потоков ожижающего агента у вершин призм приводит к прорыву ими слоя высушиваемого материала, уносу значительного количества материала, в то время как основная масса высушиваемого материала недостаточно интенсивно перемешивается, что ведет к снижению производительности аппарата и удорожанию процесса сушки. В предлагаемом устройстве производительность по сухому казеину составляет 140-160 кг/ч, в известном устройстве производительность составляет 120-130 кг/ч.

Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить производительность аппаратов с псевдоожиженным слоем, улучшить тепло-массообмен, снизить потери продукта и энергозатраты за счет сохранения кинетической энергии потоков ожижающего агента при плавном изменении направления движения у основания боковых граней треугольных призматических элементов и интенсивного перемешивания частиц высушенного материала при ударном слиянии потоков у вершин призматических элементов.

Сущность предлагаемого решения поясняется при помощи графических материалов.

На фиг. 1 изображено газораспределительное устройство для аппаратов с псевдоожиженным слоем, продольный разрез; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1.

Аппарат имеет диффузор 1 со штуцером 2 для подвода ожижающего агента в сушильную камеру 3, содержащую устройство 4 для подачи материала в аппарат, устройство 5 для выгрузки высушенного материала и штуцер 6 для отвода ожижающего агента. Диффузор 1 и сушильная камера 3 прикреплены к раме 7 газораспределительного устройства. На внутренней поверхности рамы закреплены дистанционные полосы 8 (фиг. 2) и уложенные на них призматические элементы 9. Боковые грани треугольных призматических элементов выполнены вогнутыми в месте сопряжения с основанием (r радиус кривизны). Величина плоской поверхности боковых граней А у вершин элементов составляет не менее 50% от общей площади поверхности боковых граней. Расширенные основания треугольных призматических элементов имеют дистанционные упоры 10 (фиг. 2). Величина зазоров для прохода ожижающего агента (теплоносителя) между основаниями призмы 9 и насадочных элементов 11 выдерживается высотой дистанционных упоров 10.

Аппарат работает следующим образом.

При осуществлении сушки в аппарат загружают предварительно слой сухого материала, после чего подают влажный материал через загрузочное устройство 4. Теплоноситель из диффузора 1 через зазоры газораспределительного устройства в виде плоских потоков вытекает на вогнутые в месте сопряжения с основанием боковые грани треугольных призм, захватывает частицы слоя и транспортирует их по плоским поверхностям боковых граней практически без изменения кинетической энергии за счет плавного изменения направления движения. Возле вершины каждой призмы 9 происходит ударное слияние взвесенесущих потоков, образующих ядра фонтанов, приводящих в интенсивное циркуляционное движение слой, заключенный между смежными насадочными элементами 11. Материал, выброшенный потоком на поверхность слоя, под действием силы тяжести опускается по боковым поверхностям насадочных элементов к их основаниям, где опять подхватывается струями теплоносителя. Таким образом, влажный материал, подаваемый в аппарат, продвигаясь от зоны загрузки к выгрузке, совершает многократное циркуляционное движение. Отработанный теплоноситель, прошедший через слой материала, отводится из аппарата через штуцер 6, а высушенный материал через устройство 5 для выгрузки готового продукта.

Использование предлагаемого газораспределительного устройства позволяет увеличить производительность аппаратов с псевдоожиженным слоем, снизить энергозатраты и потери продукта при сушке.