Устройство для обработки материала в кипящем слое

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА В КИПЯШЕМ СЛОЕ, содержащее корпус, насадку про.межуточного теплоносителя, подовую плиту, воздухоподводящие трубы с отверстиями и узел распределения жидкого топлива с отверстиями , отличающееся тем, что, с целью повьпиения полноты сгорания топлива, узел распределения жидкого топлива расположен горизонтально между уровнем отверстий воздухоподводящих труб и подовой плитой, при этом его отверстия направлены на подивую плиту. TonAuSo фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(5)) F 27 В 15 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ топли5о

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

21) 3606711/22-02

;22) 17.06.83 (46) 07.10.84. Бюл. № 37 (72) В. Г. Подшивалов, В. P. Келер и Б. В. Берг (71) Уральский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (53) 621.783.223.2 (088.8) (56) 1. Патент США № 4017253, кл. F 27 В 15/14, 1980.

2. Патент США № 3737283, кл. F 27 В 15/10, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 851062, кл. F 27 В 15/10, 1979.,„,SU„„1117435 (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МАТЕРИАЛА В КИПЯЩЕМ СЛОЕ, содержа шее корпус, насадку промежуточного теплоносителя, подовую плиту, воздухоподводягцие трубы с отверстиями и узел распределения жидкого топлива с отверстиями, отличающееся тем, что, с целью повышения полноты сгорания топлива, узел распределения жидкого топлива расположен п>ризонтально между уровнем отверстий воздухоподводягцих труб и подовой плитой, при этом его отверстия направлены на под.>вую плиту.

1!17435

Изобретение относится к энергетике, имической и металлургической промышлености.

Известен аппарат с жидкостным кипящим слоем, который отапливается жидким топливом. Сжигание топлива возможно благодаря тому, что в объеме слоя расположена горизонтальная труба, плотно прикрепленная с одной стороны к стенке аппарата, образующая предтопок, в который вводится топливовоздушная смесь (11.

Недостатком данного устройства является высокая температура в предтопке, вследствие горения топливовоздушной смеси в свободном от частиц пространстве.

При высокой температуре происходит интенсивное образование окислов азота как из азота воздуха, так и из топливного азота. Если использовать данное устройство в кипящем слоем с ожижающим агентом воздухом, то при полном сгорании топлива в предтопке воздух, подаваемый на ожижение, не будет участвовать в процессе горения, что существенно повысит коэффициент избытка воздуха; если поддерживать общий коэффициент избытка воздуха близким к 1,0, то несгоревшее топливо из предтопка будет подаваться в слой локально и, не успев перемешаться с воздухом, вынесется из объема кипящего слоя.

Известны также устройства, в которых топливо подастся непосредственно в объем слоя, смешанное со всем воздухом, требующимся для горения, или с частью его (2).

Однако для качественного ожижения слоя воздухоподающие трубы в аппарате располагают обычно с шагом не более

0,3 м. Если смешивать топливо со всем воз духом, то количество топливораспределитслей будет равно числу возду«оподводящих труб и составит примерно 10 — 16 гцтук на

1 м сечения слоя. В этом случае Tð«àHo добиться равномерной роздачи топлива по топливораспределителям.

Причем при частичном смешивании топлива с воздухом. эти устройства не обесценивают перемешивания этой TollëHâoâoçдушной смеси с остальным воздухом.

Кроме того, при пневматическом распылении топлива температура газов в факеле значительно превышает температуру слоя, что приводит к повьппению выхода окислов азота и, кроме того, может вызывать спекание материала слоя и ухудшение качества ко печного продукта в процессах обжига, и т. п.

Наиболее близким Но технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для обработки материала в кипящем слоем, содержащее корпус, насадку промежуточного теплоносителя, подовуlo плиту, воздухоподводягцие трубы с отверстиями и узел распределения жидкого топлива с отверстиями (31.

5 !

0 !

Зо

З0

При подаче топлива в кипящий слой изза малой дальнобойности топливной струи и очень быстрого испарения топлива, попавшего на частицы с высокой температурой, глубина проникновения топлива в слой очень мала. Поэтому для равномерного распределения топлива по сечению кипящего слоя описанных топливораспределителей требуется значительное количество, что является недостатком при l pHMåíåíHH известного устройства для промышленных установок с кипящим слоем большой площади поперечного сечения.

Медленное перемешивание топлива с воздухом обуславливает необходимость слоя большой высоты для обеспечения полного смешения топлива и воздуха. Это снижает эффективность использования топлива за счет увеличения затрат на воздуходувные средства.

Целью изобретения является повышение полноты сгорания топлива.

Постав.. нная цель достигается тем, что в устройстве для обработки материала в кипящем слое, содержащем корпус, насадку промежуточного теплоносителя, подовую плиту, воздухоподводящие трубы с отверстиями и узел с отверстиями распределения жидкого топлива с отверстиями, узел распределения жидкого топлива расположен горизонтально между уровнем отверстий воздухоподводящих труб и подовой плитой, нри этом его отверстия направлены на подовую плиту.

На фиг. 1 и-ображен предлагаемый аппарат с кипящим слоем промежуточного теплоносителя с разделенными системами воздухо- и топливоподачи; на фиг. 2 — график равномерности распределения топлива; на фиг. 3 — — график зависимости потери от недожога от коэффициента избытка воздуха.

Аппарат с кипящим слоем промежуточного теплоносителя содержит подо;ую плиту 1, воздухоподводящие трубы 2 с отверстиями 3 и топливораспределительное устройство 4.

Действие аппарата и его эффективность в сравнении с известными покажем на примере аппарата, отапливаемого жидким топливом. При расположении топливораспределительного устройства 4 между уровнем отверстий 3 воздухоподводящих труб

2 и подовой плитой 1 из-за отсутствия перемешивания частиц, HHTpHcH(fJHLIH! b ющих испарение топлива в кипящем слое, жидкое топливо не испаряется непосредственно около точки ввода, а растекается по подовой плите 1. При определенном pao«oде топлива, зависящем как от свойств самого топлива, так и от характеристик материала слоя и геометрии аппарата, на подовой плите 1 образуется слой топлива, со свободной поверхности которого проис«одит

1117435

1б

12 C)

8 г

4 с

40 щи. 2

Составитель А. Сидоренко

Тех ред И. Верес Корректор Г. Решетник

Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Г. Волкова

За к аз 7179/23 испарение. Это способствует более равномерному начальному распределению паров топлива по сечению аппарата по сравнению с известными устройствами. Дополнительное перемешивание за счет воздействия струй из выходных отверстий 3 воздухоподводящих труб 2 способствует еще лучшей равномерности распределения горючих. Кроме того, расположение топливораспределительного устройства 4 между уровнем отверстий 3 воздухоповодящих труб 2 и подовой плитой 1 позволяет выполнять это устройство неохлаждаемы м и полностью устраняет возможность забивания топливных отверстий частицами промежуточного теплоносителя.

Технические решения, заложенные в основу аппарата с кипящим слоем промежуточного теплоносителя, исследованы на лабораторной установке диаметром 0,176 м, отверстия воздухоподводящих труб располагались на высоте 0,1 м от подовой плиты.

Топливораспределительное устройство располагалось на высоте 0 02 м от подовой плиты. Во время исследований использовалось дизельное топливо и мазут М40. Промежуточным теплоносителем был электрокорунд с размером зерен 0,8 мм.

Опыты показали полную равномерность газового состава на высоте 0,1 м от отверстий воздухоподводящих труб, что свидетельствует о равномерном распределении топлива (фиг. 2) . Равномерное распределение топлива способствует его более эффективному использованию. Сжигание топлива с потерями тепла от недожога меньшими

0,5о о при коэффициента избытка воздуха

1,0 стало возможно при высоте кипящего слоя в неожиженном состоянии 0,2 м (фиг. 3), что значительно меньше, чем в аналогичных аппаратах.

Экономический эффект перехода от базового аппарата к предлагаемому обеспечивается за счет уменьшения коэффициента избытка воздуха (о() и высоты слоя в неожи жен ном состоя ни и.

Уменьшение Ы приводит к уменьшению потерь с уходящими газами и умеиьшению нагрузки воздуходувки (уменьшение объема воздуха). Снижение высоты слоя вызывает уменьшение нагрузки воздуходувки (уменьшение сопротивления аппарата). à 2 ъ 1

Ц

1

7а 7,7 7,г гЯ коэЯирициентп избытка фнФуА.а

Puz З