Теплообмінний апарат для сипучих матеріалів

Теплообменный аппарат для обработки сыпучих материалов, содержащий корпус с входным и выходным торцами, щелевую несущую решетку и воздухораспределительную решетку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен источником электрического напряжения высокого потенциала, рабочий электрод которого размещен внутри корпуса аппарата над щелевой решеткой и изолирован относительно заземленного корпуса. Изобретение относится 1 промышленС ной теплоэнергетике, химической промышленности, в частности, касается теплообменных аппаратов для сыпучих материалов и может быть использовано, например, при производстве соли. Известны аппараты псевдоожиженного или кипящего слоя, применяемые для термообработки сыпучих материалов, например, одноступенчатый прямоугольный охладитель системы Бюттнера со слоем высотой 5ОО...1ОООмм[1]. Такие охладители, как и значительное большинство теплообменников кипящего слоя, обеспечивают высокие значения коэффициентов тепло- и массообмена, высокую однородность температур по всему объему слоя. Недостатком известных охладителей является повышенное истирание материала слоя и значительный унос материала из слоя, вызванные высокими скоростями ожижающего агента, в 5...7 раз превышающими минимально необходимую скорость псевдоожижения, что приводит к потерям готового продукта и загрязнению окружающей среды. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к данному изобретению является теплообменный аппарат для обработки сыпучих материалов, содержащий корпус с входным и выходными торцами, щелевую несущую решетку и воздухораспределительную решетку [2]. Горячие частицы через сетку для задержания комков ссыпаются в торец охладителя на кипящий слой, а охлажденные выгружаются в противоположном конце аппарата, чем обеспечивается перекрестное движение потоков материала и воздуха. Недостатком известного решения является то, что эти скорости в 2...3 раза превы С > ю ел О 11125 шают минимально необходимые скорости псевдоожижения, поэтому унос материала из слоя является достаточно большим, а затраты энергии на процесс - высокими. Технической задачей изобретения является снижение скорости воздуха в слое. На чертеже представлен продольный разрез теплообменного аппарата. Теплообменный аппарат для сыпучих материалов состоит из корпуса 1, щелевой несущей решетки 2, воздухораспределительной решетки 3, входного 4 и выходного 5 торцов и источника 6 электрического напряжения высокого потенциала с рабочим высоковольтным электродом 7. Рабочий электрод 7 размещен внутри корпуса аппарата над щелевой решеткой и изолирован относительно заземленного корпуса заземлением 8. Теплообменный аппарат работает следующим образом. Горячий материал через входной торец 4 корпуса 1 подается на взвешенный слой, находящийся на щелевой несущей решетке 2. Через воздухораспределительную решетку 3 подается воздух. Количество подаваемого воздуха определяется только условиями охлаждения материала. Как правило, этого количества воздуха недостаточно для перевода слоя в псевдоожиженное состояние, обеспечивающее высокие значения коэффициентов тепло- и массообмена. Скорость в слое может по этим условиям составлять 80...90% от скорости начала кипения. Источник б электрического напряжения через высоковольтный электрод 7, размещенный внутри корпуса 1 аппарата, создает электрическое поле, воздействие которого на слой материала существенно интенсифицирует движение частиц, что позволяет достичь высоких значений коэффициентов тепло- массообмена в слое, как и в случае развитого псевдоожижения только при помощи воздуха, однако, при дополнительном использовании электрического поля, скорости воздуха в слое значительно 5 10 15 20 25 30 35 ниже, что обеспечивает значительное уменьшение выноса материала из слоя. Охлажденный материал выгружается из аппарата через выходной торец 5. Высоковольтный электрод 7 не имеет контакта с корпусом 1 благодаря изоляции, кроме того, корпус 1 соединен с заземлением 8, что обеспечивает отсутствие напряжения на корпусе 1 аппарата и безопасную его эксплуатацию. Электродинамический псевдоожиженный слой может быть организован для частиц любой электропроводности. Однако, с повышением их электропроводности требуемая для псевдоожижения напряженность электрического поля уменьшается. Существенно уменьшается необходимая напряженность внешнего электрического поля, если псевдоожижение организуется одновременно газом и электрическим полем. В этом случае достаточно организовать электрическое поле напряженностью менее 1 кВ/см, причем, конкретное значение напряженности Е определяется величиной добавочной электродинамической силы, обеспечивающей псевдоожижение. В общем случае F^= q • Ї: (q - полный заряд частицы). Для зарядки частиц в этом случае также необходимо меньшее поле, т.к. появляется трибозарядка, которая определяется степенной зависимостью q ~ dT 6 /e - 2...3; (di - диаметр частицы). Конкретное значение напряженности для каждого аппарата и условий псевдоожижения представляет "НОУ-ХАУ". Таким образом, создание электрического поля с помощью источника электрического напряжения обеспечивает 40 уменьшение уноса, которое составляет величину, близкую величине относительного снижения скорости в слое; если в прототипе она равна 2...3 критических скорости, то в заявляемом аппарате 0,8...0,9, т.е. снижение 45 уноса составляет 2,5/0,85 - 2,9 раза. 11125 Bosdycc rtn гін cfa\ dp v -r---f-r Воздух Упорядник Замовлення 4049 Техред М.Моргентал Коректор М. Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101