аппарат для взаимодействия потока газа с зернистым материалом и жидкостью

Формула изобретения

1. АППАРАТ ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКА ГАЗА С ЗЕРНИСТЫМ МАТЕРИАЛОМ И ЖИДКОСТЬЮ, содержащий корпус с установленными на нем входным и выходным патрубками и расположенные внутри корпуса полки, отличающийся тем, что корпус выполнен по крайней мере в виде трех расположенных друг над другом секций, верхняя из которых содержит шарнирно соединенную с патрубком корпуса наклонную пластину, под ней расположена дополнительная шарнирно установленная наклонная полка, снабженная расположенными равномерно по ее длине наклонными ребрами, установленными в средней секции, при этом внутри средней и нижней секций шарнирно закреплены по крайней мере две перфорированные наклонные пластины, один из концов которых содержит перегородку с изогнутой нижней частью, а над ней расположены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости изогнутые козырьки, один из которых расположен в нижней секции аппарата.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что наклонные пластины выполнены с возможностью перемещения относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей.

3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что над перфорированными полками нижней и верхней секций установлены теплообменные агрегаты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для взаимодействия газа с зернистым материалом в процессах пневмоклассификации, обогащения, охлаждения и сушки, когда высушиваемый материал необходимо обеспылить или разделить на фракции. Изобретение также может найти применение для интенсификации взаимодействия потока газа с жидкостью в процессах мокрого пылеулавливания, абсорбции и ректификации, а также грануляции, когда в подаваемый в аппарат горячий газ вводится насыщенный раствор или распыляется расплав.

Изобретение может быть использовано на различных предприятиях химической, металлургической промышленности и в строительстве.

Известны аппараты с псевдоожиженным слоем, в которых поток газа взаимодействует с зернистым материалом и жидкостью.

Известны также получившие распространение в последнее время для упомянутых процессов различные виды полочных аппаратов.

Общим недостатком этих устройств является использование их для выполнения различных по физической сущности процессов, протекающих на его разных уровнях, однотипных устройству контактных элементов. Это является причиной их низкой эффективности и громоздкости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором обработка материалов осуществляется на серии полочных элементов, расположенных каскадом в вертикальном канале. Недостатком этого устройства является низкая производительность.

Цель изобретения повысить производительность аппарата при одновременном уменьшении пылеуноса и брызгоуноса.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем корпус с установленными на нем входным и выходным патрубками и расположенными внутри его полками, корпус выполнен по крайней мере в виде трех расположенных друг над другом секций, верхняя из которых содержит шарнирно соединенную с патрубком корпуса наклонную пластину, под которой расположена дополнительная шарнирно установленная наклонная полка, снабженная расположенными равномерно по длине полки наклонными пластинами, установленными в средней секции, внутри которой шарнирно закреплены по крайней мере две перфорированные наклонные пластины, один из концов которых содержит перегородку, противоположный конец которой выполнен изогнутым, над которой расположен выполненный подвижно по вертикальной плоскости изогнутый козырек, один из которых расположен в нижней секции аппарата.

Кроме того, наклонные пластины выполнены подвижными относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения показывает, что предлагаемое решение отличается от прототипа тем, что верхняя секция содержит шарнирно соединенную с патрубком корпуса наклонную пластину, под которой расположена дополнительно шарнирно установленная наклонная полка, снабженная равномерно расположенными по ее длине наклонными пластинами, расположенными в средней секции, внутри которой шарнирно установлены две перфорированные наклонные пластины, один из концов которых содержит перегородку, нижняя часть которой выполнена изогнутой, а над ней расположены выполненные подвижно по вертикальной плоскости изогнутые козырьки, один из которых расположен в нижней секции аппарата.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими решениями в данной области не позволило выявить признаков, соответствующих заявляемому техническому решению, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху.

Аппарат содержит корпус 1 с патрубками ввода 2, 3 и вывода 4, 5, 6 материала. Корпус 1 состоит по крайней мере из трех секций, расположенных друг над другом, верхняя из которых содержит шарнирно соединенную с патрубком 6 корпуса 1 наклонную пластину 7, подвижную относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей, под которой расположена дополнительная шарнирно установленная наклонная полка 8, снабженная расположенными равномерно по ее длине наклонными пластинами 9, установленными в средней секции, внутри которой расположены, по крайней мере, две перфорированные наклонные пластины 10, один конец которых шарнирно закреплен противоположно относительно друг друга, а на другом конце установлена перегородка 11, противоположный конец которой выполнен изогнутым, над которой установлены выполненные подвижными козырьки 12, один из которых расположен в нижней секции аппарата, причем над перфорированной пластиной 10 нижней секции корпуса 1 и над наклонной пластиной 7 установлены теплообменные аппараты 13. При этом наклонная пластина в верхней секции перекрывает половину ее сечения, а в нижней 80-89% ее сечения.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Исходный полидисперсный зернистый материал или жидкость по патрубку 3 подается в поток газа, поднимающийся вверх в пространстве между вертикальной стенкой и левой стенкой корпуса 1. Скорость потока подбирается такой по величине (10-30 м/с), чтобы основная масса материала выносилась вверх, а жидкость распылялась. Из-за уменьшения скорости потока в пространстве между пластинами 10 наиболее крупные частицы или капли жидкости выпадают из потока и движутся вниз по полке 10 в виде тонкого сплошного или псевдоожиженного слоя. Пройдя полку 10, наибольшее крупные частицы проваливаются вниз, а мелкие выносятся вверх.

В результате поворота газа при обтекании пластины 7 в верхней секции наиболее крупные частицы и капельки выпадают вниз и через щелевой зазор между нижним концом пластины 8 и стенкой корпуса возвращаются в среднюю секцию. Частично очищенный газ по патрубку 6 направляется на тонкую очистку. Материал, опустившийся из средней секции на перфорированную полку 10 нижней секции, освобождается от мелких частиц продувкой воздухом, поступающим в секцию по патрубку 2 как на полки, так и в пространство между ее концом и стенкой нижней секции. Обеспыленный материал разгружается по патрубку 4. При использовании устройства в качестве мокрого пылеуловителя запыленный газ поступает в него по патрубку 2 и, проходя через решетку 10, создает на ней пенный слой из жидкости, которая стекает сверху на эту решетку. Часть запыленного газа проходит в канале между вертикальной стенкой и вертикальной перегородкой 11, где взаимодействует с жидкостью, стекающей с полки 10.

Освободившись от части пыли, газ поступает в среднюю секцию, где, двигаясь со скоростью 25-35 м/с, распыляет в вертикальном канале между левой вертикальной стенкой этой секции и перегородкой 11 жидкость, вводимую в этот канал по патрубкам 3. Затем в результате уменьшения скорости потока в наклонном расширяющемся канале между пластинами 8 и 10 из аэрозоля осаждаются наиболее крупные частицы пыли и капельки на полку 10, по которой в виде продуваемого пенного или псевдоожиженного слоя поступают в канал между перегородкой 11 и стенкой средней секции. Аэровзвесь, огибая перегородку 7 в верхней секции, освобождается от наиболее крупных частиц и капель и по патрубку 6 уходит на дополнительную очистку.

Частицы пыли и капельки жидкости в виде суспензии переходят из верхней секции в среднюю. Если предлагаемое устройство используется как гранулятор, то горячий газ вводится в него по патрубку 2, а насыщенный раствор или расплав подается в виде струй по патрубкам 3 или распыляется с помощью установленных в них форсунок. Для отрыва слоя жидкости от полки 8 к ней снизу прикрепляются изогнутые пластины 9. При недостатке тепла для выполнения технологического процесса (нагревание, охлаждение, сушка) на полках 10 и 7 устанавливаются теплообменники 13.

Как следует из изложенного, основной технологический процесс осуществляется в средней секции. Здесь в вертикальном канале благодаря значительной скорости потока зернистый материал переводится во взвешенное состояние, а жидкость распыляется. В наклонном расширяющемся канале крупные частицы или капли выделяются в результате уменьшения скорости потока, а также его поворота при выходе вверх из канала. Движущийся вниз по перфорированной полке слой частиц или жидкости продувается потоком газа через отверстие в полке 10. В результате в средней секции образуется интенсивно циркулирующий слой частиц, из которого крупные частицы перегружаются в нижнюю секцию, а мелкие выносятся в верхнюю. Высота слоя частиц на полках 10 регулируется путем перемещения по вертикали козырька 12, изгиб нижнего конца перегородки 11 облегчает перегрузку частиц или жидкости за счет эжекции.

Другую особенность устройства представляет второй вихревой слой в верхней секции, который позволяет возвратить часть материала или жидкости из верхней секции в среднюю через специально созданный для этого зазор между концом полки 8 и наклонной стенкой верхней секции. Гидравлическое сопротивление средней секции 1000 Па, верхней и нижней примерно по 500 Па.