Тепломассообменный аппарат

Тепломассообменный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистич ескина

Республик

< >918739 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.08.80 (21) 2969472/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

F 26 В 11/04

F 28 D 11/02

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 07.04.82. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 17.04.82 (53) УДК 66.047. .545 (088.8 ) по делом нзооретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

И. И. Шишко, Г. А. Малых, Т. Е. Стахр

Ю. С. Плышевский, Л. Л. Шинделевич и Б. Б

В ская, Сев@(йф9;"1,:, .:;y,1 р (71) Заявитель (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫй АППАРАТ

Изобретение относится к тепломассообмену, в частности к устройствам для охлаждения сыпучих материалов и может найти широкое применение в химической, металлургической, огнеупорной и других отраслях промышленности, связанных с процессами охлаждения порошкообразных пылящих продуктов.

Известны многочисленные конструкции устройств для охлаждения сыпучих материалов путем конвективной, кондуктивной или 10 комбинированной передачи тепла от материала к хладагенту (жидкости или газу).

В частности известен тепломассообменник, содержаший вращающийся барабан с насадкой внутри (1).

Однако в данном тепломассообменнике на охлаждение сыпучих материалов требуются большие энергозатраты.

Известны также тепломассообменные аппараты, содержащие камеру кипящего слоя с газораспределительной решеткой для подачи холодного воздуха и транспортирующим устройством для перемещения материала.

Вследствие развитой поверхности контакта такие аппараты весьма высокоэффективны (2) .

Однако одновременно с интенсивным охлаждением в этих аппаратах идет интенсивный вынос наиболее мелких фракций материала, для улавливания которых требуется дополнительная аппаратура. В итоге такая схема охлаждения оказывается громоздкой и весьма металлоемкой, особенно при охлаждении тонкодисперсных материалов.

Известны охладители сыпучего материала с кондуктивной передачей тепла, которые содержат вертикальную шахту прямо угольного или круглого сечения и трубчатые охлаждающие элементы, которые расположены вдоль или поперек шахты. Охлаждаемый материал под действием силы тяжести опускается в шахте при регулуемом выпуске снизу. Охлаждение осуществляется хладагентом, движущимся в трубчатых элементах (3).

Существенным недостатком такого типа охладителей являются низкие значения средних коэффициентов теплопередачи от материала к хладагенту, вследствие образования

918739 застойных или малоподвижных зон материала у охлаждающих элементов. Попытки комбинировать кондуктивное охлаждение с конвективным, с целью интенсификации перемешивания материалв в межтрубном пространстве, неминуемо приводит к пылевыносу мел- ких фракций, и как результат, к усложнению конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому по. технической сущности и достигаемому результату является тепломассообменный аппарат для охлаждения сыпучих материалов, 14 содержащий вращающийся барабан с трубчатыми элементами внутри дла перемещения материала, расположенными вдоль барабана в диаметральных плоскостях и подключенными по концам к распределительным каме- м рам (4) .

Поскольку в этом аппарате сыпучий материал движется в трубчатых элементах, которые выполнены прямыми, он характеризуется низкой интенсивностью охлаждения, обусловленной малой поверхностью теплопередачи.

Цель изобретения — интенсификация процесса охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что, трубчатые элементы выполнены зигзагооб- zs разными по длине барабана и снабжены перераспределительными головками, причем последние и распределительные камеры выполнены в виде усеченных конусов.

Кроме того, зиги трубчатых элементов расположены под углом к горизонтали, боль- 34 шим угла естественного откоса материала.

Причем распределительные камеры и перераспределительные головки выполнены с углом конусности, меньшим, угла естественного откоса материала. 35

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый тепломассообменный аппарат; на фиг. 2 —. разрез А — А на фиг. 1.

Тепломассообменный аппарат содержит наклонный вращающийся барабан 1 с теплообменными трубчатыми элементами 2 внутри, выполненными зигзагообразными по длине барабана. Элементы 2 расположены в диаметрально-продольных, плоскостях вблизи внутренней поверхности стенки барабана 1 4 и жестко прикреплены к ней. На обоих концах барабана имеются распределительные камеры 3 и 4 в виде усеченных конусов, к которым подключены элементы 2. По длине барабана: 1 расположены одна или несколько (в зависимости от длины барабана) пе- 4 рераспределительных головок 5 аналогичной с камерами 3 и 4 конструкции. С обоих торцов барабан 1 закрыт крышками 6, к которым герметично присоединяются обе распределительные камеры 3 и 4. Зиги элементов

2 расположены к горинтали под углом, большим угла естественного откоса материала, а угол конусности камер 3, 4 и головок 5 меньше угла естественного откоса материала.

Ввод охлаждающей. воды или другого хладагента во внутреннюю полость бараба-, на 1 осуществляется по трубе 7, которая расположена по его оси и заканчивается раз-. брызгивающим насадком 8. Регулировка уровня хладагента в барабане 1 осуществляется изменением высоты расположения отверстий 9 в крышке 6, примыкающей к камере 4. Барабан имеет загрузочную течку 10, разгрузочный бункер 11 и сливную воронку 12 для воды.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Охлаждаемый сыпучий материал подается при вращении барабана 1 через течку

10 в верхнюю распределительную камеру 3 и распределяется по всем теплообменным трубчатым элементам 2. В элементах 2 он совершает сложное возвратно-поступательное движение, перемещаясь по ним и по перераспределительным головкам 5 в нижнюю камеру 4 барабана 1 и затем выгружается через бункер 11; Охлаждающая вода, подаваемая по трубе 7 через насадок 8, орошает теплообменные элементы 2 и стекает в нижнюю часть барабана. Уровень воды в барабане регулируется высотой расположения отверстий 9. Вода сливается через воронку

12. При вращении барабана 1 трубчатые элементы 2 попеременно погружаются в воду в нижней части барабана. Далее, с помощью трубчатых элементов 2 часть воды поднимается и интенсивно орошает нижерасположенные элементы 2. Углы зигов элементов 2 и конусность камер 3, 4 и головок 5 подобраны так, чтобы исключить забивание элементов материалом, Таким образом, вследствие интенсивного перемешивания охлаждаемого материала в трубчатых элементах и рациональной организации контакта этих элементов с охлаждающей водой в аппарате достигаются высокие значения коэффициентов теплопередачи.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат преимущественно для охлаждения сыпучих материалов, содержащий вращающийся барабан с трубчатыми элементами внутри для перемещения материала, расположенными вдоль барабана в диаметральных плоскостях и подключенными по концам к распределительным камерам, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения, трубчатые элементы выполнены зигзагообразными по длине барабана и снабжены перераспределительными головками, причем головки и распределительные камеры выполнены в виде усеченных конусов.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что зиги трубчатых элементов расположены под углом к горизонтали, большим угла естественного откоса материала.

918739

СосТавитель Ю. Мартинчик

Редактор А. Шандор Техред А. Бойкас

Заказ 2112/21 Тираж 738 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что распределительные камеры и перераспределительные головки выполнены с углом конусности, меньшим угла естественного откоса материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Балайка Б., Сикора К. Процессы теплообмена в аппаратах химической промышленности. М., Машгиз, 1962, с. 242 — 243.

2. Романков П. Г., Рашковская Н.. Б.

Сушка в кипящем слое. M.,— Л., «Химия», 1964, с. 125, 126.

3. Горбис 3. P. Теплообменники с проточными дисперсными теплоносителями. М., «Химия», 1975, с. 99.

4. Филиппов В. А. Техника и технология сушки угля. М., «Недра», 1975, с. 120 — 121.