Газорозподільний пристрій для апаратів з псевдозрідженим шаром

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 [1]. Основным недостатком указанных газораспределительных устройств является то, что образующийся в конусных каналах фонтанирующий поток материала не распространяется на всю высоту слоя, а струи сжижающего агента образуют в слое крупные газовые пузыри, которые уносят значительное количества материала. Известно газораспределительное устройство для аппаратов с псевдоожиженным слоем, выполненное в виде параллельно установленных треугольных призматических элементов с расширенными основаниями. снабженных дистанционными упорами, на которых установлены насадочные элементы [2]. Однако в процессе работы аппарата при прохождении потоков сжижающего 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 заявляемому является 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, в котором боковые грани призматических элементов выполнены вогнутыми и сопряженными между собой в верхней части и с основанием [3]. Недостатком данного устройства является безударное слияние взвесенесущих потоков сжижающего агента у вершин призм, вследствие чего струи взвесенесущих потоков, обладающие большой кинетической энергией, прорываются через слой высушиваемого материала, унося с собой значительное количество материала, в то время как основная масса высушиваемого 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 путем выполнения боковых граней треугольных призматических элементов вогнутыми в месте сопряжения с основанием, причем, величина оставшейся плоской поверхности боковых граней у вершин призматических элементов составляет не менее пятидесяти процентов от общей площади поверхности боковых граней, чем обеспечивается сохранение кинетической энергии потоков сжижающего агента 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, при этом над вершинами призматических элементов происходит ударное слияние взвесенесущих потоков, образующих ядра фонтанов, приводящих в интенсивное циркуляционное движений слой, заключенный между смежными насадочными элементами, в результате чего улучшается тепломассообмен, повышается производительность аппаратов, снижаются потери продукта и энергозатраты. 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 размещенные на них клиновидные насадочные элементы, согласно изобретению, боковые грани треугольных призматических элементов выполнены вогнутыми в месте сопряжения с основанием, причем, величина оставшейся плоской поверхности боковых граней у вершин элементов составляет не менее пятидесяти процентов 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 пятидесяти процентов от общей площади поверхности боковых граней, обеспечивают ударное слияние взвесенесущих потоков, формирующих ядра фонтанов, что приводит к интенсивному циркуляционному движению частичек высушиваемого продукта и сжижающего агента, в результате чего улучшается тепломассообмен, повышается производительность аппаратов, исключается прорыв потоков сжижающего 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 из следующих условий: производительность аппарата, качества конечного продукта, структуры исходного продукта. В известном устройстве безударное слияние обладающих значительной кинетической энергией взвесенесущих потоков сжижающего 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 - 160кг/час, в известном устройстве производительность составляет 120 130кг/час. Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить производительность аппаратов с псевдоожиженным слоем, улучшить тепломассообмен, снизить потери продукта и энергозатраты за счет сохранения кинетической энергии потоков сжижающего агента при плавном изменении направления движения у основания боковых граней треугольных призматических элементов и интенсивного перемещения частиц высушиваемого материала при ударном слиянии потоков у вершин призматических элементов. На фиг.1 изображено газораспределительное устройство для аппаратов с псевдоожиженным слоем, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1. Аппарат имеет диффузор 1 со штуцером 2 для подвода сжижающего 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 сгиба). Величина плоской поверхности боковых граней "A" у вершин элементов составляет не менее пятидесяти процентов от общей площади поверхности боковых граней. Расширенные основания треугольных призматических элементов имеют дистанционные упоры 10 (фиг.2). Величина зазоров для прохода сжижающего агента (теплоносителя) между основаниями призм 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 теплоноситель 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, отводится из аппарата через штуцер 6, а высушенный материал - через устройство 5.