Газорозподільча решітка для апаратів з псевдорозрідженим шаром

Изобретение относится к газораспределительным приспособлениям для аппаратов с псевдоожиженным завихренным слоем и может быть использовано в производстве минеральных удобрений, химической, горнорудной и других отраслях промышленности. Известны щелевые газораспределительные решетки для аппаратов псевдоожиженного слоя круглого сечения, состоящие из примыкающих друг к другу секторов, выполненных в виде установленных под углом 15-18° к горизонтали пластин с образованием щелей, живое сечение которых составляет 7,2-7,3 % площади сектора, позволяющие поддерживать активный гидродинамический режим в прирешеточной зоне за счет создания завихряющего кипящего слоя, но для них характерно измельчение обрабатываемого материала при трении его о стенки аппарата. Кроме того, длина большинства пластин близка к длине образующих секторов, т. е. радиуса решетки, а это при больших габаритах печей и достаточно высоких температурных режимах процессов сушки приводит, в связи с температурным удлинением элементов секций, к их деформации, короблению решетки, изменению зазора между пластинами и нарушению стабильности кипящего слоя. Наиболее близкой по технической сущности является конструкция щелевой газораспределительной решетки для аппаратов круглого сечения с завихряющим псевдоожиженным слоем, выполненная из нескольких одинаковых секторов, образующие которого соединены под углом 40-45°, причем пластины, с помощью которых образованы наклонные щели, расположены параллельно одной из образующих. Угол наклона пластин составляет 15-18°, в зазор между ними - 5,0-5,2 мм [1]. Однако, эта решетка также имеет недостатки. Образующие боковых стенок всех секторов пересекаются в одной центральной точке решетки, вследствие чего в этом месте перекрывается большая часть живого сечения. При этом возможно спекание материала в указанном месте и снижение надежности работы аппарата. Второй недостаток состоит в равномерном расположении восьми одинаковых секций с пластинами, параллельными одной из образующи х в каждой секции, так что образуется равномерный завихренный поток с постоянными центробежными силами, прижимающими основную массу материала к периферии, то есть к стенкам аппарата, на которых вследствие этого, происходит налипание материала и, кроме этого, наиболее крупные и тяжелые частицы контактируя со стенками, частично измельчаются (а также способствуют эрозии стенок), что в свою очередь, приводит к снижению срока службы аппарата и его надежности. Данная конструкция более совершенна, но значительные деформации ее элементов при воздействии высоких температур не устранены, так как большая часть пластин имеет размеры, близкие к длине боковой стенки, образующей сектор, т. е. к радиусу печи. Целью изобретения является повышение надежности работы аппарата и устранение переизмельчения продукта. Поставленная цель достигается тем, что в газораспределительной решетке, содержащей секции с установленными с зазором одна относительно другой и наклонно к горизонтали пластинами и, при этом согласно изобретению в каждом квадранте круга в сечении аппарата, где размещена решетка, установлено по две секции, одна из которых выполнена в виде неправильного четырехугольника, а вторая - в виде полусегмента. Прямолинейные стороны этих секций пересекаются под прямым углом, а криволинейные совпадают с дугой круга, при чем в смежных квадрантах пары этих секций повернуты относительно соседних пар на 90°. При этом пластины в полусегменте установлены параллельно его высоте и так, чтобы направлять псевдоожиженный слой вдоль большей стороны этой секции в соседний квадрант решетки. Высоту сегмента выбирают равной половине радиуса сечения аппарата, где установлена решетка. В неправильном четырехугольнике пластины размещены под углом к сторонам секции и так, чтобы поток направлять от периферии решетки на полусегментную секцию. Кроме того, угол наклона пластин к большим сторонам секции неправильного четырехугольника выбирают в пределах 45-60°. В предлагаемой конструкции, в каждом квадранте поперечного сечения печи размещено по две секции, которые, выполнены в виде неправильного четырехугольника и полусегмента, Прямолинейные стороны этих секций пересекаются под прямым углом, а криволинейные - совпадают с дугой круга. В смежных квадрантах пары этих секций повернуты относительно соседних пар на 90°, что позволяет увеличить живое сечение решетки в центральной ее части, так как в центральной части пересекаются четыре, а не восемь образующих сектора, как в известном устройстве. Вследствие этого уменьшается вероятность спекания материала в данной части решетки. Высоту сегмента выбирают равной половине радиуса сечения аппарата, где установлена решетка. Это наполовину уменьшает температурные деформации, которым подвергаются пластины, что особенно важно для крупногабаритных аппаратов. Кроме того, решетка для крупногабаритных аппаратов, состоящая из нескольких небольших частей, более удобна в монтаже, чем из меньшего числа, но более крупных секций. Новым является также и то, что пластины в полусегменте установлены параллельно его высоте и так, чтобы направлять псевдоожиженный слой вдоль большей стороны этой секции в соседний квадрант решетки, а в неправильном четырехугольнике пластины размещены под углом 45-60° к сторонам секций и так, чтобы поток направлять от периферии решетки на полусегментную секцию. Это способствует подаче ожижающей среды и частичек материала от стенок аппарата, на которые они набегают под воздействием центробежных сил, что практически исключает контакт со стенками аппарата, за. счет чего уменьшается их истирание о стенки, повышается надежность работы, межремонтный пробег и срок службы аппарата. Кроме того, такое расположение секций нарушает строго равномерный поток вдоль стенок аппарата, а именно: частицы в полусегментном секторе имеют отличную от круговой траекторию движения. Изменив траекторию, некоторые частицы соударяются, а вследствие этого теряют свою скорость, выпадают из потока, возвращаясь в слой, что способствует уменьшению уноса продукта из аппарата. И, наконец, в секции, выполненной в виде неправильного четырехугольника, угол наклона пластин к большим сторонам секции выбран в пределах 45-60°. Если угол наклона пластин больше 60°, то такое расположение пластин нарушает ви хревой слой. Если же угол наклона пластин меньше 45°, то размер пластины приближается к размеру радиуса аппарата, а это, как уже отмечалось, увеличивает температурные деформации. На фиг. 1 представлен вид в плане и поперечный разрез решетки; на фиг. 2 -разрез по А-А фиг. 1. Решетка в каждом квадранте круга состоит из двух секций, выполненных в виде полусегмента а и неправильного четырехугольника б, прямолинейные боковые стенки - стороны 1,2 которых пересекаются под прямым углом, а криволинейные 3 и 4 совпадают с дугой круга. При этом в смежных квадрантах пары секций а и б повернуты относительно соседних пар на 90°. Пластины 5 в полусегменте а устанавливают параллельно его боковой стенке 2, равной высоте секции, и закрепляют под углом 15-20° к горизонтали, образуя щели 7, гак чтобы направлять псевдоожиженный слой вдоль большей стенки - стороны 6 этой секции в соседний квадрант решетки, а в секции в виде неправильного четырехугольника б пластины 5 размещают под углом 45-60° к большей стороне и под углом в 15-20° к горизонтали так, чтобы поток направлять от периферии решетки на полусегментную секцию а . Конструкция работает следующим образом. Ожижающий агент (газ, жидкость) через образованные пластинами 5 наклонные щели 7 решетки поступает в прирешеточную зону под углом 15-20° к горизонтали. В решетке, в каждом квадранте круга, секции а расположены так, что псевдоожиженный слой направляется вдоль большей стороны 6 этой секции в соседний квадрант решетки, а в секции б пластины 5 размещены под углом 45-60° к сторонам секции так, что поток направляется от периферии решетки на полусегментную секцию, образуя завихренный вращающийся слой ожижаемого материала. При этом уменьшается соударение частиц со стенками аппарата и снижается износ последних. Кроме того, при таком исполнении расположения секторов увеличено живое сечение в центральной части решетки, что устраняет возможность налипания продукта на решетку и способствует уменьшению его уноса из аппарата. Преимущества предлагаемой конструкции решетки следующие: - увеличение живого сечения решетки в центральной ее части, вследствие пересечения четырех образующи х сектора, а не восьми, как в известном устройстве; - направление псевдоожиженного слоя осуществляется таким образом, чтобы способствовать подаче ожижающей среды от стенок аппарата, исключая контакт последних с частицами материала, а, следовательно, уменьшается износ стенок, за счет чего повышается надежность работы, межремонтный пробег и срок службы аппарата, устраняется переизмельчение материала; - такое изменение траектории движения частиц приводит к тому, что они, теряя свою скорость, выпадают из потока и возвращаются в слой, способствуя уменьшению уноса продукта из аппарата и выбросу пылевидного продукта в атмосферу, улучшая тем самым экологическую обстановку; - конструктивные особенности решетки, а именно, изготовление секций из нескольких частей, упрощает изготовление и монтаж ее при установке в аппарат. Уменьшение длины элементов конструкции за счет уменьшения высоты сегмента, которую выбирают равной половине радиуса сечения аппарата, где устанавливается решетка, и выбора углов наклона пластин к большим сторонам секции неправильного четырехугольника в пределах 45-60° почти вдвое снижают температурные деформации, которым подвергаются материалы при достаточно высоких температурах сушки.