Роторный аппарат для взаимодействия газовой и твердой фаз

Роторный аппарат для взаимодействия газовой и твердой фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РОТОРНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ВЗАИМО ДЕЙСТВИЯ ГАЗОВОЙ И ТВЕРДОЙ ФАЗ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, соосный вал с укрепленными по его высоте контактными ступенями с рабочей поверхностью, выполненной ЕНИЯ из отбортованных йййтсуда f5Sfe«onoженных вокруг вала в виде 1асх| дящихся от него спиралей, и по меншней мере одно распределительно.Ж5жтройство , укрепленное,на корпуса/и выполненное в виде -е спбложеннрго вокруг ступени кольцево1г чщи много желоба и сообщающихся с ним радиальных наклонных лотков, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы аппарата путем обеспечения бесперебойного перемещения твердой фазы между ступенями , он снабжен соединенными с корпусом и распределительным устройством упругими элементами, а днища желобов снабжены радиальными выстуми , гребни которых расположены под углом к горизонту. ;D ел О5О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС0УБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (22) 10.01.83 (46) 07.06.84, Бюл. Р 21 (72) А.В. Шафрановский и В.М. Олевский (53) 66.015.23.05(088.8) (56) 1 ° Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., Химия, 1971, с. 608.

2. Патент США Ф 4202846, кл. 261-142, 1980. (54)(57) РОТОРНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗОВОЙ И ТВЕРДОЙ ФАЗ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, соосный вал с укрепленными по его высоте кбнтактными ступенями с рабочей поверхностью, выполненной

„„Я0„„1095966 А

3,,51 В 01 D 53 06 ° 3 30... Я.,р. женных вокруг вала в виде расх дящихся от него спиралей, и по мен ей мере одно распределительноффу трой1 ство, укрепленноЕ.на корпус и выполненное в виде аспбложен ro вокруг ступени кольцевог и много желоба и сообщающихся с ним радиальных наклонных лотков, о т л и ч а— ю шийся тЕм, что, с целью повышения надежности работы аппарата путем обеспечения бесперебойного перемещения твердой фазы между ступенями, он снабжен соединенными с корпусом и распределительным устройством упругими элементами, а днища цр

Ф желобов снабжены радиальными выстуми, гребни которых расположены под углом к горизонту. С:

10959бб

Изобретение относится к массотеплообменнои технике, а более конкретно к конструкции роторных аппаратов для проведения массо- теплообмена между газом (паром) и веществами зернистой структуры, например сыпучими материалами, концентрированными суспензиями, влажными порошками, т.е. с веществами, в состав которых включены твердые частицы.

Известен аппарат для проведения массо- теплообменных процессов с участием твердых частиц и газа, который используется для адсорбции из газовой смеси отдельных компонентов движущимся активированным углем.

Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус, контактные ступени или зоны и распределительные устройства. Контактные ступени или эоны представляют собой камеры, а распределительные устройства — трубные решетки с направленными вниз патрубками 1J

Недостатком известного аппарата являетая плохое неремешивание зернистой массы (например активированного угля) в процессе ее контактирования с газом. Это снижает эффективность массо- теплообмена, вследствие того что в зернистой массе образуются комковатые структуры, затрудняющие проникновение газовой среды ко всем твердым частицам, особенно в тех случаях, когда зернистая масса содержит влагу и слипается.

Указанный недостаток исключен в роторных аппаратах, в которых для перемешивания и рыхления зернистой о массы используется механическая энергия.

Известен роторный аппарат для взаимодействия газовой и твердой фаз, содержащий вертикальный цилиндричес уй корпус, соосный вал с укрепленными по его высоте контактными ступенями с рабочей поверхностью, выполненной из отбортованных пластин, расположенных вокруг вала в виде расходящихся от него спиралей и распределительные устройства, укрепленные на корпусе и выполненные в виде расположенных вокруг ступеней кольцевых приемных желобов и сообщающихся с ними радиальных наклонных лотков.

Перемешивание и рыхление зернистой массы происходит при ее падении на отбортованные пластины ступени,. при движении массы вдоль пластин от центра и к периферии контактной ступени под действием центробежных сил, а также при сбрасывании массы сор ступени на ступени корпуса 52 J.

Недостатком известного роторного аппарата при его использовании в процессе массо- теплообмена между

1О газом (паром) и твердыми частицами является низкая надежность его работы вследствие застревания твердых частиц в распределительных устройствах и блокирования при нормальном рабочем процессе.

Цель изобретения — повышение надежности работы аппарата путем обеспечения бесперебойного перемещения твердой фазы между ступенями .

Указанная цель достигается тем, 20 что в роторном аппарате для взаимодействия газовой и твердой фаз, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, соосный вал с укрепленными

25 по его высоте контактными ступенями с рабочей поверхностью, выполненной из отбортованых пластин, расположе но вокруг вала в виде расходящихся от него спиралей, и по меньшей мере одно распределительное устройство, 30 укрепленное на корпусе и выполненное в виде расположенного вокруг ступени кольцевого приемного желоба и сообщающихся с ним радиальных лотков, он снабжен соединенным с корпусом

З5 и распределительным устройством упругими элементами, а днища желобов снабжены радилаьными выступами, гребни которых расположены под углом к горизонту.

Упругая или гибкая подвеска распределительных устройств вызывает ах вибрацию под действием ударных импульсов, передаваемых кольцевым при45 емным желобом при падении на них кусков зернистой массы, сбрасываемой с вращающихся контактных ступеней.

Радиальные выступы при этом непосредственно воспринимают удары, так как куски зернистой массы подкидают ступени по касательным к ним траекториям, т.е. под острыми углами к внутренней поверхности корпуса. Прежде чем куски зернистой массы окончательно теряют свою скорость в результате скольжения по стенкам корпуса, они обязательно ударяются о радиальные выступы на днищах желобов, передавая им свою кинетическую энергию. При

1095 этом распределительное устройство вибрирует. Так как гребни радиальных выступов не параллельны валу, а несколько наклонены к нему, то ударный импульс раскладывается на две состав- 5 ляющие силы.- Одна из них направлена по касательной к стенке корпуса в горизонтальной плоскости, а другая— в вертикальном направлении. В конечном итоге это вызывает вибрации коль- 10 цевых приемных желобов и радиальных наклонных лотков не только в горизонтальной плоскости, но и по вертикали, что благоприятствует передвижению твердых частиц в желобах и лотках под 15 действием сил тяжести. Таким образом обеспечивается бесперебойное перемещение твердых частиц между ступенями и повышается надежность работы аппарата. 20

На фиг. 1 показап аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит вертикальный корпус 1, соосный вал 2 с укрепленными по его высоте контактными ступенями 3. Ступени 3 состоят из отбортованных спиралей пластин 4, закрепленных между радиальными спицами 5, которые связаны с втулками 6. Втулки 6 используются для посадки ступеней 3 на вал 2. Между ступенями

3 расположены распределительные устройства 7, предназначенные для передачи зернистой массы, сбрасываемой с вьппележащих ступеней 3 на нижележащие. Устройства 7 состоят из кольцевых приемных желобов 8, охватывающих ступени 3 и наклонных радиальных лотков 9. Днища желобов 8

40 снабжены радиальными выступами 10.

Гребни 11 выступов расположены под углом к горизонту.

Распределительные устройства 7 не связаны жестко с корпусом 1, а 45 подвешены на нем посредством монтажных упругих или гибких элементов, например пружин 12, В корпусе 1 предусмотрены патрубки 13 с глухими крьппками 14, чтобы облегчить сборку и разборку аппарата. В патрубки 13 вмонтированы перемычки 15, предназначенные для зацепления пружин 12.

Один конец каждой из пружин 12 со- единен с распределительным устрой- Ы ством 7, а другой с корпусом посредством перемычки 15. В сечении àïïàрата предусмотрено по четыре патруб966 4 ка 13, что обеспечивает подвеску каждого распределительного устройства 7 в четырех точках снизу и в четырех точках сверху.

Устройства 7 могут быть удалены из аппарата одновременно со ступенями 3 при демонтаже вала 2, если предварительно снять крышки 14 с патрубков 12, отцепить и вынуть пружины 12 через патрубки 13.

Предложенный роторный аппарат мох.ет быть применен для извлечения метанола из зернистой массы, содержащей кроме метанола 67Х по весу измельченного угля и 10Х воды, путем ректификации.

Аппарат работает следующим образом.

Снизу в аппарат подают водяной пар, а сверху — исходную смесь. Зернистая масса попадает на вращающуюся ступень 3 и под действием центробежных сил движется от центра к периферии ступени. Зернистая масса при своем движении контактирует с водяными парами, при этом метанол как более летучий компонент постепенно переходит в паровую фазу, замещаясь в зернистой массе водой, конденсируемой из паров. Куски зернистой массы сбрасываются со ступеней 3 и ударяются о стенки корпуса 1 и радиальные выступы 10 желобов 8, приводят в колебание распределительное устройство 7, подвешенное на пружинах 12 ° Вибрации устройства 7 благоприятствуют перемещению зернистой массы под действием силы тяжести из кольцевых приемных желобов 8 через радиальные наклонные лотки на нижележащую ступень 3.

Указанный процесс выделения метанола из его смеси с углем и водой в предложенном аппарате может быть применен в технологии получения метилового спирта из угля путем его газификации как одна из важных стадий во всей технологической цепочке в рамках решения топливно-энергетйческой проблемы. Для выделения метанола из его смеси с углем и водой путем ректификации не могут быть применены известные массо- теплообменные аппараты вследствие застревания угольной массы внутри рабочего объема.

Таким образом, предложенная конструкция роторного аппарата позволяет

1095966

Составитель Л. Эпштейн

Редактор А. Долинич Техред А.Бабинец

Корректор Л.Шеньо

Заказ 3672/2 Тираж 682

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 расширить область его применения по сравнению с прототипом и базовым объектом и применить его для обработ ки сыпучих материалов, концентрированных суспензий, влажных порошков.