Устройство для загрузки твердых частиц в колонны

 

Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - увеличение равномерности распределения частиц во всем объеме колонны, повышение производительности и улучшение техники безопасности. Устройство для загрузки твердых частиц содержит загрузочный бункер, цилиндрический питатель, распределительный конус, расположенный ниже и соосно питателю. Устройство также снабжено распределительным бункером, снабженным боковыми штуцерами: входным для подачи продувочного газа и выходным для удаления газа, загрязненного пылью и мелкими осколками, Последний штуцер расположен выше первого, распределительный конус имеет угол при вершине в пределах от 110 до 135° и снабжен вверху резиновой прокладкой, причем остальная его поверхность равномерно перфорирована продольными пазами длиной 5 - 20 D и шириной 1,2 - 2 D, где D - наибольший размера зерна, в несколько рядов со смещением отверстий в шахматном порядке в каждом последующем ряду по отношению к предыдущему. При этом длина отверстия является переменной по образующей распределительного конуса и увеличивается по мере приближения к периферии этого конуса. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1479090 А 1 (5в 4 В 01 4/00

1 ! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ Гннт СССР (21) 4317244/23-26 (22) 17.08.87 (46) 15.05.89. Бюл. № !8 (72) В. !О. Ролофф, Г. Г. Казакова, А. С. Пушнов, В. В. Уборский, А. М. Каган, В. В. Бутов, А. Ф. Медведев и И. И. Гельперин (53) 621.86.067.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1082478, кл. В Ol J 4/02, 1984.

Патент Франции № 2550957, кл. В 01 F 3/06, 01.03.85.

Патент США № 3854637, кл. 222-564, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В КОЛОННЫ (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения — увеличение равномерности распределения частиц во всем объеме колонны, повышение производительности и улучшение техники безопасности.

Устройство для загрузки твердых частиц!

Изобретение относится к устройствам для загрузки, например, в адсорбционные и каталитические аппараты химической технологии и может быть использовано в азотной, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — увеличение равномерности распределения частиц по всему объему колонны, повышение производительности и улучшение техники безопасности.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; ла фиг. 2 — результаты сравнительных испытаний предлагаемого и известных устройств.

Устройство для загрузки включает в себя загрузочный бункер (не показан), распределительный бункер l, имеющий коническое днище 2 с центральным отверстием, а также содержит загрузочный бункер. цилиндрический питатель, распределительный конус. расположенный ниже и соосно питателю.

Устройство также снабжено распределительным бункером, снабженным боковыми штуцерами: входным для подачи продувочного газа и выходным для удаления газа, загрязненного пылью и мелкими осколками.

Последний штуцер расположен выше первого, распределительный конус имеет угол при вершине в пределах от !10 до 135 и снабжен вверху резиновой прокладкой, причем остальная его поверхность равномерно перфорирована продольными пазами длиной

5 — 20d и шириной 1,2 — 2d, где d — наибольший размер зерна, в несколько рядов со смещением отверстий в шахматном порядке в каждом последующем ряду flo отношеникэ к предыдущему. При этом длина отверстия является переменной по образующей распределительного конуса и увеличивается по мере приближения к периферии этого конуса.

4 з. п. ф-лы, 2 ил. штуцеры для подачи проду«очного газа 3 и удаления пыли и мелких осколков 4 из основной массы загружаемых частиц. Бункер l жестко соединен с питателем 5 с помощью опорного диска 6, установлен гого в горловине аппарата 7. В своей нижней части питатель 5 имеет ребра 8, жес.l_#_o связывающие питатель 5 с распределительным конусом 9.

В верхней части распределительного конуса 9 расположена антифрикционная накладка 10.

Распределительный конус перфорирован отверстиями 11 в форме продольных пазов, равномерно расположенны»;iî его поверхности в несколько рядо», п >пчел в ка ж:1О « последующем ряду отверг.. пя смещены (» шахматном порядке по отношению к преды1479090 где W;

3 дущему ряду. Выполнение перфорации указанной формы и расположение отверстий на поверхности конуса позволяет увеличить количество загружаемого в аппарат зернистого материала на 15 — 20, снизить неоднородность структуры слоя по радиусу, увеличить время цикла адсорбции, а следовательно, уменьшить количество циклов адсорб ции и десорбции.

Кроме того, угол при вершине распределительного конуса находится в пределах

110 — 135 . Это обеспечивает оптимальный режим движения (траекторию) частиц различной формы и размера по поверхности распределительного конуса и без разрушения этих частиц.

При величине угла конуса более 135 большая часть зерен будет попадать в центральную область аппарата, а вблизи стенок аппарата будет образовываться менее плотная. При величине угла конуса менее 110 центральная часть аппарата будет иметь более рыхлую структуру укладки зерен по сравнению с периферийной частью аппарата с зернистым материалом.

Кроме того, ширина каждого отверстия на распределительном конусе составляет

1,2 — 2,0 наибольшего размера зерна (d).

Если паз имеет ширину меньше 1,2d, то произойдет заклинивание отверстия, если больше 2,0д, то не обеспечивается равномерная загрузка по поперечному сечению аппарата.

Длина каждого отверстия постоянна в каждом ряду и находится в пределах от 5d до 20d наибольшего размера зерна. При длине отверстия меньше 5d частицы будут проскакивать по поверхности конуса к стенке, не просыпаясь в отверстия, если длина отверстия будет больше 20д зерна, то большинство частиц упадет в центре, создав тем самым рыхлую структуру слоя в периферийной области. Экспериментально подобранные размеры отверстий на поверхности распределительного конуса обеспечивают благоприятные условия для плотной и однородной упаковки зерен.

Кроме того, длина отверстия является переменной величиной от ряда к ряду по образующей распределительного конуса и увеличивается по мере приближения к периферии конуса. Это позволяет управлять локальной структурой слоя по радиусу аппарата и обеспечить равномерную и плотную загрузку зерен.

Устройство работает следующим образом.

Загрузочное устройство закрепляют в верхнем фланце аппарата 7 с помощью опорного диска 6 и устанавливают его соосно аппарату 7.

Зернистый материал подается в процессе загрузки всего объема аппарата непрерывно в загрузочный бункер (не показан), а из него в распределительный бункер 1, где под действием восходящего потока продувочного газа, подаваемого через нижний боковой

4 штуцер 3 бункера 1, происходит отделение основной массы зернистого материала 12 от пыли и мелких осколков. Пыль и осколки с потоком продувочного газа выносятся из бункера 1 через верхний боковой штуцер 4.

Основная масса зернистого материала 12 очищенная от пыли, попадает из бункера 1 через питатель 5 на резиновую накладку 10 распределительного конуса 9 и далее равномерно растекается по всей поверхности конуса, где часть зерен просыпается через отверстия — пазы 11 в распределительном конусе. Другая часть зерен 12 скатывается по образующей конуса 9 в аппарат 7.

Проводились сравнительные испытания предлагаемого и известных устройств при загрузке угля СКТ-2 в аппарат диаметром

1,9 м. Результаты этих испытаний приведены на фиг. 2 в виде зависимости O=f(Re.), где — статический параметр, характеризующий неравномерность газораспределения в поперечном сечении аппарата с зернистым материалом

„л,- .) — локальная скорость газового потока, м/с;

Wo — средняя скорость в аппарате;

n — число точек замера скорости;

Re. =

= Wo d /ч — число Рейнольдса.

Кривая 1 соответствует обычной загрузке

BhBBBJ1, кривая 2 соответствует загрузке через воронку бункера. Точка 3 получена при использовании предлагаемого устройства. Из данных фиг. 2 видно, что данное устройство обеспечивает на 29О большую равномерность газораспределения, а следовательно, и более равномерную структуру зернистого слоя при числах Рейнольдса Re, =

=15 (см. фиг. 2).

При использовании данного устройства для загрузки таким образом получается более плотный и однородный слой зернистого материала. Проведенные опыты по загрузке угля СКТ-2 в аппарат Я 2 м показали, что использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить порозность (или увеличить плотность) загрузки зерен на 18,9Я.

Равномерность структуры слоя при этом также возрастает (см. фиг. 2). В результате выравнивается время контакта газа с зернистым материалом по всему объему слоя, что снижает вероятность возникновения нежелательных проскоков непрореагировавшего газа и застойных зон. Время контакта выдерживается оптимальным, что ведет к увеличению производительности контактного аппарата. Кроме того, появляется возможность увеличить количество зернистого материала (адсорбента или катализатора) в данном объеме аппарата (адсорбера или реактора) или уменьшить его габаритные размеры.

1479090

Формула изобретения

Дополнительный положительный эффект от применения данного устройства заключается в том, что гидравлическое сопротивление аппарата после отделения основной массы загружаемых зерен от пыли и мелких осколков в сопоставимых условиях снижается на 60 — 70%.

Кроме того, данное устройство обеспечивает экологическую чистоту окружающего пространства. Проведенный в промышлен- 10 ных условиях эксперимент показал, что содержание пыли в единице объема окружающего аппарата пространства при загрузке угля СКТ-2 обычным способом внавал составляет 1,6 г/м . Использование предлагаемого устройства позволяет снизить концентрацию пыли в цехе до 0,1 г/м" и локализировать и утилизировать отходы (пыль).

При создании новых аппаратов использование данного устройства позволяет умень шить объем аппарата на 15 — 20% H MeT - 20 лоемкость аппаратов на 10 — 15%.

l. Устройство для загрузки твердых частиц в колонны, включающее загрузочный бункер, цилиндрический питатель, распределительный конус, соединенный с питателем в нижней его части соосно с ним, отличающееся тем, что, с целью увеличения равномерности распределения частиц по всему объему колонны, повышения производитель6 ности и улучшения техники безопасности, оно снабжено дополнительно распределительным промежуточным бункером с расположенными на его боковой поверхности штуцерами: входным для подачи продувочного газа и выходным для удаления пыли, при этом выходной расположен выше входного, распределительный конус снабжен установленной на его верхней части, антифрикционной накладкой, причем поверхность распределительного конуса перфорирована продольными пазами в несколько рядов со смещением отверстий в каждом последующем ряду.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстия на распределительном конусе в каждом последующем ряду смещены в шахматном порядке по отноц1еник к предыдущему.

3. Устройство по и. 1, ol .и,:ч .ющееся тем, что угол при вершине распределительного конуса выполнен в пределах 110 — 135 .

4. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что ширина каждого отверстия на распределительном конусе выполнена в пределах

1,2 — 2,0 наибольшего диаметра частиц, а длина отверстий в каждом ряду постоянна и выполнена в пределах 5 — 20 наибольшего диаметра частиц.

5. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что длина отверстий по образующей распределительного конуса выполнена переменной с увеличением по мере приближения к . риферии конуса.

1479090

70

ФР бО 1РР

Юг,д

/Г 2

Составитель A. Сондор

Редактор М. Андрушенко Техред И. Верее Корректор Э. Лончакова

Заказ 2465/4 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101