1 МНОГОСЕКЦИОННЫЙ
АППАРАТ КИПЯЩЕГО СЛОЯ
Одновременное
совмещение процессов укрупнения
частиц, их сушка, модифицирование,
перемешивание и охлаждение может
быть осуществлено в устройствах,
реализующих различные технологические
режимы. Выбор условий ведения
совмещенных процессов зависит от
направленности и контакта материальных
потоков, характера движения фаз, а
также от физико-химических свойств
перерабатываемых продуктов. Известны
устройства с горизонтальным
секционированием при расположении
на одном уровне камер, разделенных
перегородками.Так, известна сушилка
[1], представляющая собой прямоугольный
аппарат, разделенный вертикальными
перегородками, не доходящими до
уровня газораспределительной
решетки. Температура газового
теплоносителя, подаваемого на
псевдоожижение частиц, убывает по
ходу движения материала из камеры
в камеру. Отработанная газовая смесь
вместе с пылью выводится из аппарата
в циклон, а готовый продукт - через
порог, высота которого соответствует
уровню кипящего слоя в последней
камере.
Известно
также устройство [2], предназначенное
для гранулирования и капсулирования
сыпучих материалов. Оно состоит из
прямоугольного корпуса, распылителей
жидкости, верхних подвижных
перегородок, газораспределительной
решетки. Воздух в аппарат входит
через газораспределительные конусы,
выходит через верхний штуцер. Исходный
сыпучий материал загружается в
первую секцию через патрубок, выгрузка
продукта осуществляется через течку.
Верхние перегородки выполнены полыми
и перфорированными и снабжены трубами
для подводки газа. В первых трех
секциях через форсунки диспергируется
жидкость с целью увеличения размера
частиц, остальные секции служат для
охлаждения гранул.
Известны
грануляторы кипящего слоя, в разных
камерах которых гранулируют различные
вещества или одно вещество, но при
разных режимах.Так, известен
прямоугольный двухсекционный аппарат
кипящего слоя с подачей жидкости в
слой [3]. В нем для получения двухслойных
гранул мочевина-аммофос в первую
секцию кипящего слоя шнековым
дозатором подают гранулы карбамида,
а через форсунку - плав мочевины.
Увеличенные в размере гранулы
карбамида перетекают во вторую
секцию, в которой опыляются пульпой
аммофоса, сушатся и выгружаются с
уровня решетки через отверстие в
стенке корпуса аппарата в приемный
бункер.
Общими
недостатками перечисленных сушильных
устройств являются:
-
сложность организации идеального
перемешивания частиц между камерами;
-
образование застойных зон в узлах
аппарата и в местах выгрузки продукта;
-
сложность организации качественного
перемешивания и обработки частиц
сыпучего материала по зонам;
-
неоднородность кипящего слоя по
зонам и сложность регулирования в
них его высоты.
Авторами
работы [4] предложено сушилка
полунепрерывного действия в кипящем
слое.Устройство состоит из
цилиндроконической камеры с
радиальными перегородками, разделяющими
коническую часть на секции. Перегородки
жестко прикреплены к валу. Внизу
конической части имеется
газораспределительная решетка,
разделяющая аппарат на активную и
газораспределительную части. Подача
исходного материала и выгрузка
готового продукта с уровня
газораспределительной решетки
осуществляется соответственно
шнековым питателем и разгрузителем.
Для улавливания частиц мелких фракций
в цилиндрической части аппарата
предусмотрены фильтрующие элементы.
Аппарат работает с рециркуляцией
отработанного воздуха. Устройство
работает в несколько стадий следующим
образом. Стадия загрузки материала.
При вращении вала, на котором укреплены
перегородки, в каждую секцию шнековым
питателем подается материал, который,
перемещаясь по решетке, истирается
в зазорах между решеткой, корпусом
аппарата и вращающимися перегородками.
Стадия сушки или охлаждения. В
зависимости от технологических
требований, предъявляемых к материалу,
под газораспределительную решетку
подается с соответствующими
параметрами воздух. Продолжительность
периодических процессов сушки или
охлаждения материала определяется
достижением, или конечной влажности
продукта, или его температуры.
Недостатками
этого устройства являются:
1)
периодичность работы;
2)
невозможность проводить процессы
с подачей жидкой фазы, например
гранулирование, агломерирование,
модифицирование;
3)
невысокое качество продукта за счет
повышенного истирания частиц продукта
в зазорах между стенкой аппарата,
решеткой и перегородками;
4)
невозможность регулирования времени
пребывания частиц материала и высоты
кипящего слоя по зонам;
5)
наличие движущихся конструктивных
элементов внутри кипящего слоя;
6)
повышенное гидравлическое сопротивление
аппарата, связанное с установкой в
цилиндрической его части фильтрующих
элементов;
7) значительный расход
энергии и времени на проведение
вспомогательных операций по загрузке
и выгрузке готового продукта.
Таким
образом, хотя известны различные
конструктивные решения для проведения
процессов агломерации, гранулирования,
модифицирования, сушки, перемешивания
и охлаждения сыпучих материалов,
все они являются недостаточно
эффективными, не обеспечивают
получение продукта высокого качества
с заданными свойствами.
Для
устранения перечисленных недостатков
предложен многосекционный аппаратом
кипящего слоя (рисунок 1), который
имеющий относится к устройствам для
проведения процессов агломерирования,
гранулирования, сушки, перемешивания,
модифицирования и охлаждения сыпучих
продуктов.
Рисунок
1-Схема многосекционного аппарата.
1)
Аппарат позволяет: проводить
технологические процессы в непрерывном
режиме; аппарат является многоцелевым,
т.к. обеспечивает возможность работы
с жидкой фазой, газообразной и
твердой, а значит в аппарате можно
кроме сушки и охлаждения осуществлять
гранулирование, агломерирование,
модифицирование и совмещать эти
процессы.
2)
создать комбинированные устойчивые
формы идеальных потоков между
газовой, твердой и жидкой фазами;
3)
повысить качество продукта за счет
резкого уменьшения возможности его
истирания;
4)
регулировать высоту слоя и время
пребывания материала в каждой секции
за счет секционированной подачи
псевдоожижающего агента;
5)
исключить движущиеся механические
конструкции внутри кипящего слоя,
что снижает пылеунос, а также повышает
качество готового продукта;
6)
снизить гидравлическое сопротивление
аппарата за счет исключения фильтрующих
элементов в цилиндрической части
аппарата;
7)
снизить энергозатраты и также
повысить качество целевого продукта
за счет применения высокоэффективного
пневматического разгрузителя.
8)
полностью исключить обратный ход
движения материала, перенос частиц
между секциями за счет конструктивных
особенностей ловушек;
9)
- легко изменять количество секций
в аппарате путем установки требуемого
числа радиальных перегородок.
В
цилиндрическом корпусе 1 многосекционного
аппарата КС (рисунок 1) имеется
газораспределительная решетка 2,
разделяющая аппарат на активную 3 и
газораспределительную 4 части. В
обеих частях аппарата имеются
радиальные перегородки 5 и 6. Аппарат
имеет две трубы, расположенные
коаксиально по его оси, из которых
внешняя 7 жестко прикреплена к корпусу
аппарата, и имеет на своей внешней
поверхности канавки 8 по всей высоте,
а внутренняя 9 выполнена с возможностью
поворота с помощью рычага 10. Между
трубами 7 и 9 существует зазор, величина
которого позволяет одновременно
выполнять поворот трубы 9 и не
допускает попадания пыли в межтрубное
пространство. Каждая труба имеет
щелевидное отверстие 11 и 12, выполненные
непосредственно над газораспределительной
решеткой, причем отверстие на внешней
трубе выполнено перед последней
перегородкой, считая по ходу движения
материала. Радиальные перегородки
активной части аппарата вставлены
в канавки внешней трубы и все, кроме
одной 13, имеют отверстие 14 с шибером
15 и ловушку 16, выполненную в виде
полого усеченного конуса, перекрывающего
отверстие с шибером. Радиальные
перегородки газораспределительной
части аппарата расположены симметрично
перегородкам активной части аппарата.
Они тоже вставлены в канавки внешней
трубы и плотно прилегают ребрами к
газораспределительной решетке и
корпусу аппарата. Такое расположение
перегородок позволяет организовать
секционированную подачу псевдоожижающего
агента. Количество перегородок
выбирается в зависимости от варианта
использования аппарата. Для подачи
псевдоожижающего агента в
газораспределительной части аппарата
имеются штуцеры 17. Их может быть,
например, 6. При использовании аппарата
в четырехсекционном варианте два
штуцера наглухо перекрывают. Для
подачи жидкой фазы имеются форсунки
18. Исходный материал для обработки
подают через патрубок 19.
|
