RU2800957C2 - Device for contacting gas and solid material - Google Patents
Device for contacting gas and solid material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800957C2 RU2800957C2 RU2021129061A RU2021129061A RU2800957C2 RU 2800957 C2 RU2800957 C2 RU 2800957C2 RU 2021129061 A RU2021129061 A RU 2021129061A RU 2021129061 A RU2021129061 A RU 2021129061A RU 2800957 C2 RU2800957 C2 RU 2800957C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- annular
- gas
- contact
- particulate material
- Prior art date
Links
- 239000011343 solid material Substances 0.000 title claims abstract 3
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 29
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к устройству для обработки потока материала в виде частиц за счет контакта с потоком газа.The present invention relates to a device for treating a particulate material stream by contact with a gas stream.
В W02006/027009 А1 раскрыто устройство для обработки продукта в виде частиц. Это известное устройство содержит рабочую камеру для приема и обработки продукта. Его нижняя часть состоит из множества наложенных друг на друга перекрывающихся направляющих пластин, между которыми образованы кольцевые прорези для прохождения рабочего воздуха с по существу горизонтальной составляющей перемещения наружу. Нижняя часть в своем центре снабжена соплом в виде кольцевой щели. Выходная часть сопла имеет такую форму, что можно распылять плоский распыляемый слой, по существу параллельный нижнему уровню.W02006/027009 A1 discloses a device for processing particulate product. This known device contains a working chamber for receiving and processing the product. Its lower part consists of a plurality of overlapping guide plates superimposed on each other, between which annular slots are formed for the passage of working air with an essentially horizontal outward movement component. The lower part in its center is equipped with a nozzle in the form of an annular slot. The outlet of the nozzle is shaped such that a flat spray layer substantially parallel to the lower level can be sprayed.
Реакторы с тороидальным слоем или реакторы с вихревым псевдоожиженным слоем являются хорошо известными устройствами для обработки при контакте твердого вещества и газа, такой как химические реакции, физические процессы и операции теплообмена, такие как сушка и охлаждение твердых веществ и/или используемого газа. Обычно такое устройство, обеспечивающее контакт газа и твердого вещества, имеет рабочую зону, в которой твердые частицы циркулируют в индуцированном газом круговом и тороидальном потоке. Газовый поток подается в рабочую зону через систему лопаток (также известных как лопасти), имеющих газовые отверстия, которые имеют угловую конфигурацию, создающую в рабочей зоне струи газа, вызывающие циркулирующее тороидальное движение материала в виде частиц.Toroidal bed reactors or swirled fluidized bed reactors are well known devices for solid-gas contact processing such as chemical reactions, physical processes and heat exchange operations such as drying and cooling of solids and/or gas used. Typically, such a gas-solid contact device has a working zone in which the solid particles circulate in a gas-induced circular and toroidal flow. The gas stream is fed into the work area through a system of vanes (also known as vanes) having gas holes that are angularly configured to create jets of gas in the work area causing a circulating toroidal movement of the particulate material.
В US 6564472 В1 раскрывается такое устройство, а также принципы его конструкции и соответствующей работы. Реактор с тороидальным слоем, известный сегодня от Torftech (Mortimer Technology) (http://www.torftech.com/torbed_technology.html; см. также US2013220790 A1), также основан на раскрытом в этом документе.US 6,564,472 B1 discloses such a device, as well as the principles of its construction and related operation. The toroidal bed reactor known today from Torftech (Mortimer Technology) (http://www.torftech.com/torbed_technology.html; see also US2013220790 A1) is also based on that disclosed in this document.
В US 2013220790 А1 раскрывается реактор с тороидальным слоем для обработки материала в виде частиц, имеющий средства, обеспечивающие возможность непрерывной работы независимо от обрабатываемого материала. Этот известный реактор содержит рабочую камеру, обычно - традиционный реактор с тороидальным слоем (определяемый как реактор, в который обрабатываемый материал погружен и центробежно удерживается внутри компактного, турбулентного, тороидально циркулирующего слоя частиц и обрабатывающей текучей среды, циркулирующих вокруг оси рабочей камеры), имеющий по меньшей мере один вход для материала в виде частиц и один или более выходов для обработанного материала в виде частиц. Рабочая камера содержит кольцевую рабочую зону и множество входов для рабочей текучей среды, расположенных в основании кольцевой рабочей зоны и выполненных таким образом, что при эксплуатации струи рабочей текучей среды проходят в кольцевую рабочую зону через множество входов для рабочей текучей среды, обеспечивая спиральное течение материала в виде частиц в кольцевой рабочей зоне. Один или более выходов обработанного материала в виде частиц расположены в основании и окружены множеством входов для рабочей текучей среды, так что спиральный поток материала в виде частиц циркулирует вокруг одного или более выходов. В рабочей камере расположены средства для отклонения части спирального потока материала в виде частиц в кольцевой рабочей зоне радиально внутрь от спирального потока, так что материал в виде частиц покидает рабочую камеру через один или более выходов для обработанного материала в виде частиц.US 2013220790 A1 discloses a toroidal bed reactor for treating particulate material having means to enable continuous operation independent of the material being processed. This known reactor comprises a working chamber, typically a conventional toroidal bed reactor (defined as a reactor in which the material to be treated is immersed and centrifugally held within a compact, turbulent, toroidally circulating bed of particles and treatment fluid circulating about the axis of the working chamber) having at least one inlet for particulate material and one or more outlets for treated particulate material. The working chamber contains an annular working area and a plurality of working fluid inlets located at the base of the annular working area and designed in such a way that, during operation, the working fluid jets pass into the annular working area through a plurality of working fluid inlets, providing a spiral flow of material in the form of particles in the annular working area. One or more outlets of treated particulate material are located at the base and surrounded by a plurality of working fluid inlets such that a helical flow of particulate material circulates around the one or more outlets. Means are provided in the working chamber for diverting a portion of the helical flow of particulate material in the annular working area radially inward from the helical flow so that the particulate material leaves the working chamber through one or more processed particulate material outlets.
В практическом варианте осуществления в соответствии с этой конфигурацией применяется рабочая камера с максимальной контактной поверхностью, определяемой величиной 0,25*π*(D2out-0,64*D2out), где D2out - это диаметр рабочей камеры, что означает, что (только) наружные 20% диаметра реактора используются эффективно. Согласно заявителю/изготовителю, такая ширина реакторного слоя является оптимальной для тороидального характера потока и предварительным условием для обеспечения характеристик тепло- и массопереноса. Аналогичные ограничения установлены для высоты слоя в реакторе.In a practical embodiment, this configuration uses a working chamber with a maximum contact area defined by 0.25*π*(D2out-0.64*D2out) where D2out is the diameter of the working chamber, which means that (only) the outer 20% of the reactor diameter is used efficiently. According to the applicant/manufacturer, such a reactor bed width is optimal for the toroidal nature of the flow and a precondition for ensuring heat and mass transfer characteristics. Similar restrictions are set for the bed height in the reactor.
Характеристики массо- и теплопереноса этого известного тороидального слоя являются основными признаками устройства. Однако реактор, имеющий такую конфигурацию, имеет практические ограничения, которые обычно также действуют в отношении других реакторов с тороидальным (вихревым) слоем.The mass and heat transfer characteristics of this known toroidal layer are the main features of the device. However, a reactor having this configuration has practical limitations, which usually also apply to other toroidal (vortex) bed reactors.
Отклонение части спирального потока материала в виде частиц в кольцевой рабочей зоне в направлении (радиально) внутрь вызывает нежелательные скопления из-за центробежных сил и может привести к нестабильности тороидального слоя.Deviating a portion of the helical flow of particulate material in the annular working zone towards (radially) inward causes undesirable accumulations due to centrifugal forces and can lead to instability of the toroidal layer.
В процессе работы реактор с тороидальным слоем, имеющий такую конфигурацию, в качестве рабочей зоны использует только небольшую часть поперечного сечения - наружную кольцевую зону. Поэтому, несмотря на потенциальные характеристики тепло- и массопереноса, реактор с тороидальным слоем имеет большие размеры.During operation, the toroidal bed reactor having such a configuration uses only a small part of the cross section, the outer annular zone, as the working zone. Therefore, despite the potential characteristics of heat and mass transfer, the reactor with a toroidal layer has a large size.
При непрерывной работе этот реактор имеет малое время пребывания, поэтому, когда требуется более длительное время обработки, необходимо больше реакторов, включенных последовательно. Ожидается, что коммерчески доступные устройства непрерывного действия имеют время пребывания от 30 до 60 секунд.In continuous operation, this reactor has a short residence time, so when a longer processing time is required, more reactors in series are needed. Continuous commercial devices are expected to have a residence time of 30 to 60 seconds.
В реакторе с тороидальным слоем с характеристиками CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor, реактор непрерывного перемешивания), что означает, что твердые вещества и газ идеально смешиваются (или, по меньшей мере, имеют картину серьезного прямого и обратного перемешивания), реактор не имеет отдельной точки подачи материала в виде частиц и газового потока, поскольку характер потока в рабочей зоне обработки представляет собой замкнутый тороид, имеющий бесконечную (или, по меньшей мере, неопределенную) длину. Это, по-видимому, приводит к диссипации/обмену массы и энергии, которые в среднем одинаковы везде в рабочей зоне. Его преимуществом является очень постоянное распределение тепла/массы и возможность очень хорошо контролировать температуру в слое. Однако характеристики CSTR сопровождаются широким разбросом времени пребывания, обусловленным тем, что часть материала в виде частиц имеет сокращенный тракт от входа до выхода из рабочей зоны с коротким временем пребывания, а часть продолжает циркулировать в рабочей зоне дольше среднего. Это означает, что некоторые частицы могут покидать реактор практически необработанными, тогда как другие частицы будут выходить в чрезмерно прореагировавшем состоянии. Результатом является широкий разброс параметров обработанного материала в виде частиц хотя среднее значение приемлемо.In a toroidal bed reactor with CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) characteristics, which means that solids and gas mix perfectly (or at least have a pattern of severe forward and back mixing), the reactor does not have a separate point supply of material in the form of particles and gas flow, since the nature of the flow in the working zone of processing is a closed toroid having an infinite (or at least indefinite) length. This, apparently, leads to dissipation/exchange of mass and energy, which are on average the same everywhere in the working area. Its advantage is a very constant heat/mass distribution and the ability to control the bed temperature very well. However, CSTR performance is accompanied by a wide residence time variation due to the fact that part of the particulate material has a shortened path from entry to exit from the work area with a short residence time, and part continues to circulate in the work area longer than average. This means that some particles may leave the reactor essentially untreated, while other particles will leave in an over-reacted state. The result is a wide variation in the parameters of the processed particulate material, although the average value is acceptable.
Настоящее изобретение направлено на уменьшение одного или более из вышеуказанных недостатков, по меньшей мере до некоторой степени.The present invention is directed to reducing one or more of the above disadvantages, at least to some extent.
Целью изобретения является улучшение использования доступного реакторного объема в устройстве для контактирования газа и твердого вещества.The aim of the invention is to improve the use of the available reactor volume in a device for contacting gas and solids.
Другой целью изобретения является улучшение равномерности времени пребывания и, таким образом, времени контакта между материалом в виде частиц и газом, что улучшает обработку отдельных частиц.Another object of the invention is to improve the uniformity of the residence time and thus the contact time between the particulate material and the gas, which improves the handling of the individual particles.
Еще одна цель изобретения состоит в обеспечении продления времени пребывания свыше указанных пределов типовых значений по сравнению с конфигурациями из уровня техники, имеющими аналогичный диаметр, что позволяет, по меньшей мере частично, избежать необходимости в последовательности из нескольких реакторов, если требуется более длительное время обработки.Yet another object of the invention is to provide an extension of the residence time beyond the specified typical limits compared to prior art configurations having a similar diameter, thereby at least partially avoiding the need for a series of multiple reactors if longer processing times are required.
Согласно изобретению, устройство для обработки потока материала в виде частиц за счет контакта с потоком газа содержит корпус, образующий рабочую камеру, причем рабочая камера содержит:According to the invention, a device for processing a flow of material in the form of particles due to contact with a gas flow includes a housing forming a working chamber, and the working chamber contains:
напорную камеру, расположенную в нижней части рабочей камеры, имеющую газовый вход для подачи потока газа в напорную камеру,a pressure chamber located in the lower part of the working chamber, having a gas inlet for supplying a gas flow to the pressure chamber,
зону контакта, расположенную над напорной камерой, для контактирования потока материала в виде частиц с потоком газа,a contact zone located above the pressure chamber for contacting the flow of material in the form of particles with a gas flow,
причем напорная камера и зона контакта разделены газораспределительной пластиной,moreover, the pressure chamber and the contact zone are separated by a gas distribution plate,
причем зона контакта содержит контактный тракт для контакта между потоком материала в виде частиц и потоком газа, при этом зона контакта имеет по меньшей мере одну цилиндрическую перегородку, отходящую вертикально вверх от газораспределительной пластины, отделяющую внутреннюю секцию контактного тракта от соседней кольцевой наружной секции, причем по меньшей мере одна перегородка снабжена перепускным отверстием, обеспечивающим возможность прохождения материала в виде частиц из внутренней секции в соседнюю кольцевую наружную секцию,moreover, the contact zone contains a contact path for contact between the flow of material in the form of particles and the gas flow, while the contact zone has at least one cylindrical partition extending vertically upward from the gas distribution plate, separating the inner section of the contact path from the adjacent annular outer section, and along at least one baffle is provided with a bypass opening allowing particulate material to pass from the inner section to the adjacent annular outer section,
причем газораспределительная пластина снабжена отверстиями, обеспечивающими возможность прохождения потока газа из напорной камеры в зону контакта в наклонно восходящем направлении, чтобы обеспечивать перемещение материала в виде частиц в направлении перемещения по контактному тракту в зоне контакта,moreover, the gas distribution plate is provided with holes that allow the gas flow from the pressure chamber to the contact zone in an oblique upward direction to ensure the movement of particulate material in the direction of movement along the contact path in the contact zone,
вход для подачи материала в виде частиц во внутреннюю секцию контактного тракта в месте подачи перед перепускным отверстием в соседней перегородке, если смотреть в направлении перемещения материала в виде частиц во внутренней секции контактного тракта,an inlet for supplying particulate material to the inner section of the contact path at the supply point before the overflow hole in the adjacent baffle, when viewed in the direction of movement of the material in the form of particles in the inner section of the contact path,
выход для выпуска обработанного материала в виде частиц из кольцевой наружной секции контактного тракта в месте выпуска за перепускным отверстием в соседней перегородке, если смотреть в направлении перемещения материала в виде частиц в кольцевой наружной секции контактного тракта.an outlet for discharging treated particulate material from the annular outer section of the contact path at an outlet behind a bypass in an adjacent baffle, as viewed in the direction of movement of the particulate material in the annular outer section of the contact path.
Устройство согласно изобретению содержит рабочую камеру, в общем имеющую круглое поперечное сечение, ограниченную вертикальными стенками корпуса. В нижней части рабочей камеры находится напорная камера (далее также называемая нижней напорной камерой; в данной области техники также известна как «дутьевой короб»), имеющая газовый вход для подачи газа, причем нижняя напорная камера отделена от вышеуказанной зоны контакта газораспределительной пластиной (в технике также известна как «лопатка» или «лопасть»), в которой предусмотрено множество отверстий (далее также называемых «завихряющими отверстиями»). Завихряющие отверстия индуцируют наклонный вращательный компонент для струй газа из напорной камеры в зону контакта, что вызывает перемещение материала в виде частиц в направлении перемещения от места подачи по контактному тракту к месту выпуска. В зоне контакта расположена по меньшей мере одна цилиндрическая перегородка, отходящая вертикально вверх от газораспределительной пластины. Обычно имеется несколько перегородок, например, в диапазоне от 2 до 10, например от 3 до 5, имеющих разные диаметры, составляющие, например (0,2, см. ниже), 0,4, 0,6 и 0,8 от внутреннего диаметра рабочей камеры. Перегородка (перегородки) разграничивает (разграничивают) контактный тракт от места подачи материала в виде частиц до места его выпуска, при этом поток газа контактирует с материалом в виде частиц и захватывает его в виде движущегося (скользящего) слоя или пласта над газораспределительной пластиной. Перегородка разделяет контактный тракт на внутреннюю секцию контактного тракта, как правило - кольцевую внутреннюю секцию контактного тракта, и соседнюю кольцевую наружную секцию контактного тракта. В случае множества перегородок внутренняя (кольцевая) секция контактного тракта будет называться крайней внутренней (кольцевой) секцией контактного тракта, а наружная кольцевая секция контактного тракта - крайней наружной кольцевой секцией контактного тракта, при этом любая кольцевая секция контактного тракта, расположенная между крайней внутренней (кольцевой) секцией контактного тракта и крайней наружной кольцевой секцией контактного тракта указывается как промежуточная кольцевая секция контактного тракта. Материал в виде частиц подают во внутреннюю (кольцевую) секцию контактного тракта через вход в месте подачи, а обработанный материал в виде частиц выпускают - вместе с потоком газа или его частью - из наружной кольцевой секции через выход в месте выпуска. Каждая перегородка имеет перепускное отверстие (также называемое проходом), обеспечивающее прохождение обрабатываемого материала в виде частиц из внутренней секции в соседнюю наружную секцию контактного тракта под действием центробежной силы, вызванной потоком газа. Таким образом, обрабатываемый материал в виде частиц перемещается из внутренней секции к выпускающему выходу в наружной секции по спиральной траектории, это движение обусловлено потоком газа через завихряющие отверстия в газораспределительной пластине. Место подачи материала в виде частиц во внутренней (кольцевой) секции находится до перепускного отверстия в соседней перегородке, предпочтительно так, чтобы подаваемый материал в виде частиц перемещался по (кольцевой) внутренней секции контактного тракта по существу по ее всей (круговой) длине перед перепускным отверстием. Таким образом предотвращается перетечка напрямую между местом подачи и перепускным отверстием. Предпочтительно, место подачи во внутренней (кольцевой) секции контактного тракта и перепускное отверстие в соседней перегородке разнесены по меньшей мере на 270°, если смотреть в направлении перемещения материала в виде частиц во внутренней секции контактного тракта. Предпочтительно, место подачи также находится рядом с перепускным отверстием в соседней перегородке, если смотреть в направлении, противоположном направлению перемещения материала в виде частиц во внутренней секции контактного тракта. Перекрывание возможно при условии, что вращательная составляющая скорости достаточно велика, чтобы предотвращать перетечку материала в виде частиц напрямую из места подачи в перепускное отверстия или из перепускного отверстия к месту выпуска. Подаваемый материал в виде частиц перемещается по кольцевой секции контактного тракта по существу по всей его окружной длине от места подачи перед перепускным отверстием. То же самое относится и к месту выпускающего выхода относительно перепускного отверстия. Предпочтительно место выпуска в кольцевой наружной секции контактного тракта и перепускное отверстие в соседней, расположенной кнутри перегородки, разнесены по меньшей мере на 270°, если смотреть в направлении перемещения материала в виде частиц в кольцевой наружной секции контактного тракта, предпочтительно, место выпуска находится рядом с перепускным отверстием в соседней перегородке, если смотреть в направлении, противоположном направлению перемещения материала в виде частиц в кольцевой наружной секции контактного тракта.The device according to the invention comprises a working chamber, generally having a circular cross section, bounded by the vertical walls of the housing. In the lower part of the working chamber there is a pressure chamber (hereinafter also referred to as the lower pressure chamber; also known as a "blast box" in this field of technology) having a gas inlet for supplying gas, and the lower pressure chamber is separated from the above contact zone by a gas distribution plate (in the technique also known as a "blade" or "blade"), in which a plurality of holes (hereinafter also referred to as "swirl holes") are provided. The swirl holes induce an oblique rotational component for the gas jets from the pressure chamber into the contact zone, which causes the particulate material to move in the direction of travel from the feed point along the contact path to the outlet. At least one cylindrical partition is located in the contact zone, extending vertically upwards from the gas distribution plate. Usually there are several partitions, for example, in the range from 2 to 10, for example from 3 to 5, having different diameters, being, for example, (0.2, see below), 0.4, 0.6 and 0.8 from the internal working chamber diameter. The partition (partitions) delimit (delimit) the contact path from the place of supply of material in the form of particles to the place of its release, while the gas flow contacts the material in the form of particles and captures it in the form of a moving (sliding) layer or layer above the gas distribution plate. The partition divides the contact path into an inner section of the contact path, as a rule, an annular inner section of the contact path, and an adjacent annular outer section of the contact path. In the case of a plurality of partitions, the inner (annular) section of the contact path will be called the extreme inner (annular) section of the contact path, and the outer annular section of the contact path - the outermost annular section of the contact path, while any annular section of the contact path located between the outermost (annular) ) section of the contact path and the outermost annular section of the contact path is indicated as an intermediate annular section of the contact path. The material in the form of particles is fed into the inner (annular) section of the contact path through the inlet at the point of supply, and the processed material in the form of particles is released - together with the gas flow or part thereof - from the outer annular section through the outlet at the outlet. Each baffle has a bypass (also referred to as a passageway) allowing particulate material to be processed from the inner section to the adjacent outer section of the contact path under the action of the centrifugal force caused by the gas flow. Thus, the particulate material to be treated moves from the inner section to the discharge outlet in the outer section along a spiral path, this movement is due to the flow of gas through the swirl holes in the gas distribution plate. The feed point of the particulate material in the inner (annular) section is upstream of the overflow opening in the adjacent baffle, preferably such that the incoming particulate material is transported along the (annular) inner section of the contact path over substantially its entire (circular) length before the overflow opening . This prevents overflow directly between the delivery point and the bypass. Preferably, the feed point in the inner (annular) section of the contact path and the bypass in the adjacent baffle are separated by at least 270° when viewed in the direction of movement of the particulate material in the inner section of the contact path. Preferably, the feed point is also near the overflow opening in the adjacent baffle, when viewed in the direction opposite to the direction of movement of the particulate material in the inner section of the contact path. Shutting off is possible provided that the rotational velocity component is large enough to prevent flow of particulate material directly from the inlet to the bypass or from the bypass to the outlet. The feed material in the form of particles moves along the annular section of the contact path essentially along its entire circumferential length from the feed point in front of the bypass hole. The same applies to the location of the discharge outlet relative to the bypass. Preferably, the outlet in the annular outer section of the contact path and the bypass opening in the adjacent inward baffle are spaced apart by at least 270° when viewed in the direction of movement of the particulate material in the annular outer section of the contact path, preferably the outlet is adjacent to bypass opening in an adjacent baffle, when viewed in the direction opposite to the direction of movement of the material in the form of particles in the annular outer section of the contact path.
Как правило, материал в виде частиц подается во внутреннюю секцию контактного тракта одновременно, предпочтительно тангенциально, с вращательно создаваемым потоком газа. Возможно использование более одного места подачи во внутренней секции контактного тракта.As a rule, the particulate material is fed into the inner section of the contact path simultaneously, preferably tangentially, with the rotationally generated gas flow. It is possible to use more than one feed point in the inner section of the contact path.
Опционально, рабочая камера также имеет верхнюю выпускную секцию, соединенную с выходом для удаления потока газа (или его остатка) из рабочей камеры, а также любых уносимых частиц пыли и легких частиц материала в виде частиц. Пыль и легкие частицы можно отфильтровать из потока газа и вернуть в поток частиц или собрать иным способом, например с помощью циклонов, расположенных в верхней выпускной секции, с использованием вращательного движения, уже созданного для газового потока. Можно обеспечить рециркуляцию газа в напорную камеру, опционально после доведения до требуемых значений его определенных параметров, таких как температура, давление, состав и/или содержание влаги.Optionally, the work chamber also has an upper outlet section connected to an outlet to remove the gas stream (or residue thereof) from the work chamber, as well as any entrained dust particles and light particles of particulate material. Dust and light particles can be filtered out of the gas stream and returned to the particle stream or otherwise collected, such as by cyclones located in the upper outlet section, using the rotational motion already created for the gas stream. It is possible to recirculate the gas to the pressure chamber, optionally after adjusting its specific parameters such as temperature, pressure, composition and/or moisture content to the required values.
Устройство согласно изобретению имеет зону контакта, покрывающую большую площадь поперечного сечения рабочей камеры по сравнению с устройствами из уровня техники, в которых используется только ее наружная (около 20%) периферийная часть. Таким образом, при работе устройства используется большая площадь поперечного сечения рабочей камеры для контакта между газом и твердыми веществами. Кроме того, поскольку поток материала в виде частиц имеет характеристики поршневого потока, время пребывания можно точно контролировать, гарантируя, что отдельные частицы будут подвергаться по существу одинаковой технологической обработке. Кроме того, за счет обеспечения четко определенного спиралевидного контактного тракта, ограниченного перегородкой (перегородками), время пребывания может быть увеличено по сравнению с конфигурациями реакторов с тороидальным слоем из уровня техники, при этом сохраняются эффективные параметры массо- и энергообмена за счет тесного контакта.The device according to the invention has a contact zone covering a larger cross-sectional area of the working chamber compared to devices from the prior art, in which only its outer (about 20%) peripheral part is used. Thus, the operation of the device uses a large cross-sectional area of the working chamber for contact between gas and solids. In addition, because the flow of particulate material has the characteristics of a plug flow, residence time can be precisely controlled, ensuring that individual particles undergo substantially the same processing. In addition, by providing a well-defined helical contact path delimited by the baffle(s), residence time can be increased compared to prior art toroidal bed reactor configurations while maintaining efficient mass and energy transfer parameters through close contact.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления контактная зона содержит множество вертикальных цилиндрических перегородок, причем каждая перегородка имеет перепускное отверстие, выполненное с возможностью обеспечивать прохождение материала в виде частиц из внутренней секции в соседнюю наружную секцию контактного тракта, при этом перепускное отверстие внутренней перегородки находится перед перепускным отверстием в соседней наружной перегородке, если смотреть в направлении перемещения материала в виде частиц в кольцевой секции контактного тракта между соседними перегородками, предпочтительно, перепускное отверстие внутренней перегородки и перепускное отверстие в соседней наружной перегородке разнесены по меньшей мере на 270°, если смотреть в направлении перемещения материала в виде частиц в кольцевой секции контактного тракта между соседними перегородками, более предпочтительно, чтобы перепускное отверстие в наружной перегородке находилось рядом с перепускным отверстием в соседней внутренней перегородке, если смотреть в направлении, противоположном направлению перемещения материала в виде в кольцевой секции контактного тракта между соседними перегородками. В этих устройствах материал в виде частиц предпочтительно вынуждают течь по всей круговой длине каждой кольцевой секции тракта потока от входа до выхода, тем самым предотвращая перетечку по прямой линии наблюдения из одного перепускного отверстия в перегородке напрямую к перепускному отверстию в соседней наружной перегородке, обходя промежуточную кольцевую секцию контактного тракта между соседними перегородками.In one preferred embodiment, the contact area comprises a plurality of vertical cylindrical baffles, each baffle having a bypass port configured to allow particulate material to pass from the inner section to an adjacent outer section of the contact path, with the inner baffle's bypass opening in front of the bypass hole. in an adjacent outer baffle, when viewed in the direction of movement of the particulate material in the annular section of the contact path between adjacent baffles, preferably, the bypass of the inner baffle and the bypass in the adjacent outer baffle are at least 270° apart, when viewed in the direction of movement of the material in the form of particles in the annular section of the contact path between adjacent baffles, more preferably, the bypass hole in the outer baffle is adjacent to the bypass hole in the adjacent inner baffle, when viewed in the direction opposite to the direction of movement of the material in the form in the annular section of the contact path between adjacent baffles . In these devices, the particulate material is preferably forced to flow the entire circumferential length of each annular section of the flow path from inlet to outlet, thereby preventing flow in a straight line of sight from one bypass in the baffle directly to a bypass in an adjacent outer baffle, bypassing the intermediate annular section of the contact path between adjacent partitions.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения газовый вход содержит центральный канал, проходящий вертикально через зону контакта в газовую напорную камеру, причем указанный канал ограничивает внутреннюю сторону внутренней кольцевой секции контактного тракта. В этом варианте осуществления центральный канал, например, имеющий диаметр, оставляющий 0,2 диаметра рабочей камеры, действует как внутренняя граница внутренней кольцевой секции контактного тракта, способствуя начальному вращательному движению материала в виде частиц и потока газа. Кроме того, подача потока газа в напорную камеру в вертикальном направлении, противоположном восходящему потоку газа через завихряющие отверстия, улучшает распределение газа в напорной камере. Как правило, центральный канал проходит от верха рабочей камеры до нижней напорной камеры. Предпочтительно, поток газа, по меньшей мере частично удаляется из рабочей камеры через газовый выход, концентрически охватывающий центральный канал вверху рабочей камеры.In another preferred embodiment of the invention, the gas inlet comprises a central channel extending vertically through the contact zone into the gas pressure chamber, said channel delimiting the inner side of the inner annular section of the contact path. In this embodiment, the central channel, for example, having a diameter leaving 0.2 of the working chamber diameter, acts as the inner boundary of the inner annular section of the contact path, facilitating the initial rotational movement of the particulate material and gas flow. In addition, supplying the gas flow to the pressure chamber in a vertical direction opposite to the upward flow of gas through the swirl holes improves the distribution of gas in the pressure chamber. As a rule, the central channel extends from the top of the working chamber to the lower pressure chamber. Preferably, the gas flow is at least partially removed from the working chamber through a gas outlet concentrically surrounding a central channel at the top of the working chamber.
Предпочтительно, завихряющие отверстия, имеющие угловую конфигурацию, адаптированы к кольцевой секции контактного тракта, которую они питают. В одном из предпочтительных вариантов осуществления газораспределительная пластина содержит направленные наружу щелевые отверстия, расположенные в кольцевых секциях, причем в каждой кольцевой секции отверстия расположены под радиальным углом относительно радиуса газораспределительной пластины. Щелевая форма завихряющих отверстий покрывает по существу всю ширину кольцевой секции контактного тракта, обеспечивая перемещение материала в виде частиц потоком газа, предотвращая появление мертвых зон. Радиальный угол, обычно составляющий от 15-30°, учитывает тенденцию к накоплению материала в виде частиц на перегородке или на стенке корпуса из-за центробежной силы, и вынуждает материал в виде частиц двигаться вперед.Preferably, swirl holes having an angled configuration are adapted to the annular section of the contact path they feed. In one preferred embodiment, the gas distribution plate comprises outwardly directed slotted openings located in annular sections, the openings in each annular section being at a radial angle relative to the radius of the gas distribution plate. The slotted shape of the swirl holes covers essentially the entire width of the annular section of the contact path, ensuring the movement of particulate material by the gas flow, preventing the appearance of dead zones. The radial angle, typically between 15° and 30°, takes into account the tendency for particulate material to accumulate on the baffle or housing wall due to centrifugal force, and forces the particulate material to move forward.
В каком-либо кольцевом сечении радиальный угол обычно постоянен. От секции к секции радиальный угол может быть различным, в частности, радиальный угол щелевых завихряющих отверстий ступенчато уменьшается от крайней внутренней кольцевой секции к крайней наружной секции.In any annular section, the radial angle is usually constant. From section to section, the radial angle may be different, in particular, the radial angle of the swirl slots decreases stepwise from the innermost annular section to the outermost section.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления газораспределительная пластина содержит направленные наружу щелевидные отверстия, расположенные в кольцевых секциях, причем отверстия имеют осевой угол относительно оси зоны контакта в направлении потока материала в виде частиц, чтобы обеспечивать поток газа в наклонно восходящем направлении, чтобы обеспечивать перемещение материала в виде частиц по контактному тракту в зоне контакта. Как правило, осевой угол находится в диапазоне 45-60°.In one preferred embodiment, the gas distribution plate comprises outwardly directed slot-like openings located in the annular sections, the openings having an axial angle with respect to the axis of the nip in the direction of flow of the particulate material to allow the gas to flow in an oblique upward direction to allow the material to move in in the form of particles along the contact path in the contact zone. As a rule, the axial angle is in the range of 45-60°.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления газораспределительная пластина содержит щелевые отверстия, расположенные в кольцевых секциях, причем ширина щелевого отверстия увеличивается от его внутреннего конца к его наружному концу. В этом варианте осуществления живое сечение завихряющего отверстия увеличивается наружу, чтобы компенсировать больший поток материала в виде частиц в наружной части кольцевой секции.In one of the preferred embodiments, the implementation of the gas distribution plate contains slotted holes located in the annular sections, and the width of the slotted hole increases from its inner end to its outer end. In this embodiment, the open area of the swirl hole increases outward to compensate for the greater flow of particulate material in the outer portion of the annular section.
Наиболее предпочтительно, чтобы завихряющие отверстия располагались под радиальным углом, под осевым углом и имели форму трапеции с малым основанием на своем внутреннем конце и большим основанием на своем наружном конце, как пояснялось выше.Most preferably, the swirl holes are radially angled, axially angled, and shaped like a trapezoid with a small base at its inner end and a large base at its outer end, as explained above.
Для дополнительного улучшения и/или регулирования распределения газа в напорной камере в направлении газораспределительной пластины предпочтительно, чтобы напорная камера содержала коллектор, расположенный под газораспределительной пластиной, имеющий регулируемые по размеру отверстия коллектора. Регулируемые отверстия коллектора позволяют адаптировать поток газа к пропорции, необходимой в конкретной секции контактного тракта. Например, при сушке материала в виде частиц (нагретым) воздухом, влажный материал в виде частиц подается в крайнюю внутреннюю кольцевую секцию контактного тракта, где для сушки материала в виде частиц требуется больше тепла, чем в промежуточной секции (секциях), если таковая (таковые) имеется (имеются), и крайнюю наружную кольцевую секцию контактного тракта, куда материал в виде частиц входит в частично высушенном состоянии.In order to further improve and/or control the distribution of gas in the pressure chamber in the direction of the gas distribution plate, it is preferred that the pressure chamber comprises a manifold located below the gas distribution plate having manifold openings adjustable in size. Adjustable manifold openings allow the gas flow to be adapted to the proportion required in a particular section of the contact path. For example, when drying particulate material with (heated) air, wet particulate material is fed into the outermost annular section of the contact path, where more heat is required to dry the particulate material than in the intermediate section(s), if any. ) is (are), and the outermost annular section of the contact path, where the material in the form of particles enters in a partially dried state.
В одном из примеров используется коллектор диафрагменного типа, что позволяет регулировать размер отверстия для каждой секции. Например, коллектор содержит нижние кольцевые пластинчатые секции, имеющие нижние отверстия коллектора, и верхние кольцевые пластинчатые секции, имеющие верхние отверстия коллектора, причем взаимодействующие нижние и верхние кольцевые пластинчатые секции могут концентрически смещаться друг относительно друга.One example uses an orifice-type manifold to allow adjustment of the orifice size for each section. For example, the manifold comprises lower annular plate sections having lower manifold openings and upper annular plate sections having upper manifold apertures, wherein the cooperating lower and upper annular plate sections can be displaced concentrically relative to each other.
В еще одном варианте осуществления в каждую кольцевую секцию контактного тракта, или в некоторые из них из общего числа секций, подается поток газа, специализированный в отношении температуры, влажности, давления и/или состава, например, с использованием газового коллектора из кольцевых проточных каналов, каждый из которых имеет собственный газовый вход, в который может подаваться специализированный газ из соответствующего источника. Такой вариант осуществления позволяет последовательно выполнять различные операции обработки материала в виде частиц в кольцевых секциях контактного тракта от внутренней к наружной части зоны контакта.In yet another embodiment, each annular section of the contact path, or some of them from the total number of sections, is supplied with a gas stream specialized in terms of temperature, humidity, pressure and/or composition, for example, using a gas manifold of annular flow channels, each of which has its own gas inlet, which can be supplied with specialized gas from the corresponding source. Such an embodiment makes it possible to sequentially perform various processing operations of the particulate material in the annular sections of the contact path from the inner to the outer part of the contact zone.
Отверстия коллектора могут иметь конфигурацию с радиальными щелями. В предпочтительном варианте осуществления отверстия коллектора имеют конфигурацию со щелями дугообразного сечения.The manifold openings may be configured with radial slots. In a preferred embodiment, the manifold openings are in an arcuate slot configuration.
Чтобы обеспечить перемещение материал в виде частиц через выпускающий выход в наружной кольцевой секции контактного тракта, наружная кольцевая секция контактного тракта может иметь отклонитель для направления обработанного материала в виде частиц к выпускающему выходу, предпочтительно отделяющий отверстие в соседней с внутренней стороны перегородке от места выпуска из выхода.In order to ensure the movement of particulate material through the outlet in the outer annular section of the contact path, the outer annular section of the contact path may have a diverter for directing the processed particulate material to the outlet, preferably separating the opening in the wall adjacent to the inside from the outlet from the outlet. .
Перепускное отверстие в перегородке, через которое материал в виде частиц переходит из кольцевой секции контактного тракта в соседнюю кольцевую секцию контактного тракта, расположенную снаружи от нее, предпочтительно, имеет регулируемый размер. В одном из вариантов осуществления его высота над газораспределительной пластиной регулируется, например, с помощью скольжения. Чтобы обеспечить определенное удержание материала в виде частиц в кольцевой секции контактного тракта, перепускное отверстие (перепускные отверстия) можно расположить на определенной высоте над плоскостью газораспределительной пластины. Затем связывают характер перемещения материала в виде частиц, его задержку и скорость потока газа. Чтобы избежать остановки движущегося слоя материала в виде частиц, предпочтительно обеспечить возможность регулировки высоты отверстия, в частности, нижнего края перепускного отверстия, предпочтительно автоматически. Самая низкая высота нижнего края находится на уровне газораспределительной пластины. Тогда задержки не происходит.The bypass opening in the baffle through which the particulate material passes from the annular section of the contact path to the adjacent annular section of the contact path located outside it, preferably has an adjustable size. In one embodiment, its height above the gas distribution plate is adjusted, for example, by sliding. In order to provide a certain retention of particulate material in the annular section of the contact path, the bypass hole(s) can be positioned at a certain height above the plane of the gas distribution plate. Then the nature of the movement of the material in the form of particles, its delay and the gas flow rate are associated. In order to avoid stopping the moving layer of particulate material, it is advantageous to be able to adjust the height of the opening, in particular the lower edge of the overflow opening, preferably automatically. The lowest height of the lower edge is at the level of the gas distribution plate. Then there is no delay.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления задняя по потоку часть стенки, ограничивающей перепускное отверстие в перегородке, расположена с наклоном вверх. Когда длинномерные частицы, наподобие волосков, например, волокна, ударяются о вертикальный край перегородки, ограничивающей перепускное отверстие, они имеют тенденцию перегибаться и прилипать к этому краю. Со временем количество прилипших частиц может вырасти и скопиться в комок, который может стать препятствием для перехода других частиц через отверстие в перегородке. Следовательно, выходная кольцевая секция контактного тракта может начать забиваться. Эту проблему можно решить за счет использования участка, отклоненного кверху, например, на 45°. Вместо прилипания к точке соударения, деформирующиеся частицы будут скользить в более высокое место над движущимся слоем материала в виде частиц, так что деформированные частицы не будут блокировать перепускное отверстие. После определенного роста комок может стать слишком большим, упасть и рассыпаться. В еще одном варианте осуществления рядом с отклоненным кверху участком присутствует участок, наклоненный вниз. В этом варианте осуществления любые частицы, скользящие по отклоненному кверху участку, будут ослабевать («соскакивать») в его верхней части из-за внезапного исчезновения поддержки.In yet another preferred embodiment, the downstream portion of the wall defining the bypass opening in the baffle is inclined upwards. When long particles like hairs, such as fibers, hit the vertical edge of the baffle that defines the bypass, they tend to kink and stick to that edge. Over time, the amount of adherent particles can build up and accumulate in a lump, which can become an obstacle for other particles to pass through the hole in the partition. Consequently, the output annular section of the contact path may begin to clog. This problem can be solved by using a section inclined upwards, for example by 45°. Instead of sticking to the point of impact, the deformable particles will slide to a higher location above the moving layer of particulate material so that the deformed particles will not block the bypass. After a certain growth, the lump may become too large, fall and crumble. In yet another embodiment, there is a downwardly inclined portion adjacent to the upwardly inclined portion. In this embodiment, any particles sliding over the upwardly deviated portion will weaken ("jump off") at its upper portion due to the sudden loss of support.
Чтобы предотвратить перетекание материала в виде частиц из одной кольцевой секции контактного тракта в соседнюю наружную секцию над верхним краем перегородки, предпочтительно, чтобы верх перегородки был снабжен ограничителем, например, направленной внутрь полосой, частично покрывающая соседнюю внутреннюю секцию контактного тракта.To prevent flow of particulate material from one annular section of the contact path to an adjacent outer section above the top edge of the baffle, it is preferred that the top of the baffle be provided with a restrictor, such as an inwardly directed strip, partially covering the adjacent inner section of the contact path.
Устройство согласно настоящему изобретению можно использовать для многих видов обработки, задействующих материал в виде частиц или газ, таких как термическая обработка материала биомассы, включая охлаждение, их сушка, торрефикация, пиролиз, сжигание и/или газификация, химическая обработка, включая каталитическую обработку, и охлаждение или сушку кормов или пищевых продуктов. Другие виды применения включают в себя разделение материала в виде частиц на фракции по форме, массе, размеру и/или плотности, например, грохочение, при этом устройство согласно настоящему изобретению используется в качестве выдувателя (wind shifter). Обычно материал в виде частиц является сыпучим, как, например, биологические материалы, такие как биомасса, пищевые продукты и корма. В устройстве согласно настоящему изобретению также можно обрабатывать пластмассовые материалы. В случае влажных материалов, которые обладают высокой тенденцией (временно) прилипать к перегородкам, перегородка может быть снабжена не допускающим прилипания покрытием, в частности, участок перегородки у внутренней секции контактного тракта. В случае обработки абразивного материала в виде частиц может применяться износостойкое покрытие. Такие покрытия могут быть предусмотрены в виде отдельной вставки, например, листа и т.п., который можно легко заменить и/или извлечь. Одна или более перегородок могут самостоятельно нагреваться и/или охлаждаться, например двустеночные перегородки. Нагрев перегородок, в частности - крайних внутренних перегородок, снижает риск нежелательного отложения конденсата и прилипания к соответствующим перегородкам.The device according to the present invention can be used for many types of processing involving particulate material or gas, such as thermal processing of biomass material, including cooling, drying, torrefaction, pyrolysis, combustion and/or gasification, chemical processing, including catalytic processing, and cooling or drying feed or food. Other applications include separating particulate material into fractions by shape, weight, size and/or density, such as screening, with the device according to the present invention being used as a blower (wind shifter). Typically, the particulate material is free-flowing, such as biological materials such as biomass, food and feed. The device according to the present invention can also process plastic materials. In the case of wet materials which have a high tendency to (temporarily) adhere to the baffles, the baffle may be provided with a non-stick coating, in particular the portion of the baffle at the inner section of the contact path. In the case of processing abrasive material in the form of particles, a wear-resistant coating can be used. Such coatings may be provided as a separate insert, such as a sheet or the like, which can be easily replaced and/or removed. One or more baffles can independently heat and/or cool, such as double wall baffles. The heating of the baffles, in particular the outermost baffles, reduces the risk of undesirable condensate deposits and sticking to the respective baffles.
Изобретение дополнительно поясняется прилагаемыми графическими материалами, на которых:The invention is further illustrated by the accompanying drawings, on which:
на фиг. 1 показана схема варианта осуществления устройства для контактирования газа и твердого вещества в соответствии с изобретением;in fig. 1 is a diagram of an embodiment of a gas-solid contacting device according to the invention;
на фиг. 2 показано поперечное сечение зоны контакта варианта осуществления по фиг. 1;in fig. 2 shows a cross section of the contact zone of the embodiment of FIG. 1;
на фиг. 3 показан вид сверху завихряющего отверстия в газораспределительной пластине;in fig. 3 shows a top view of the swirl hole in the gas distribution plate;
на фиг. 4 показано сечение А-А по фиг. 3;in fig. 4 shows section A-A of FIG. 3;
на фиг. 5 показано сечение В-В по фиг. 3;in fig. 5 is a section B-B of FIG. 3;
на фиг. 6 показан вариант осуществления коллектора;in fig. 6 shows an embodiment of a collector;
на фиг. 7 показан фрагмент с отверстием коллектора; иin fig. 7 shows a fragment with a collector hole; And
на фиг. 8 показан вариант осуществления перепускного отверстия в перегородке.in fig. 8 shows an embodiment of a bypass opening in a baffle.
На фиг. 1 схематически показан вариант осуществления устройства для контактирования газа и твердого вещества, которое в целом обозначено позицией 10. На фиг. 2 показано поперечное сечение на уровне непосредственно над его газораспределительной пластиной.In FIG. 1 schematically shows an embodiment of a device for contacting a gas and a solid, which is generally indicated by the numeral 10. In FIG. 2 shows a cross section at a level just above its gas distribution plate.
Устройство 10 для контактирования газа и твердого вещества содержит цилиндрический корпус 12 с нижней стенкой 14 и верхней стенкой 16, ограничивающий рабочую камеру 18. В рабочей камере 18 разграничены нижняя напорная камера 20, зона 22 контакта и газосборная секция 24. Корпус 12 снабжен газовым входом 26, соединенным с вертикальным центральным каналом 28, который проходит через газораспределительную пластину 30 в нижнюю напорную камеру 20. Газораспределительная пластина 28 снабжена множеством завихряющих отверстий 32, которые выполнены с возможностью ввода направленных газовых струй из газовой напорной камеры 20 в зону 22 контакта. Завихряющие отверстия 32 имеют размер, который предотвращает попадание материала 31 в виде частиц (показан двумя пунктирными линиями на фиг. 1) в напорную камеру 20 из зоны 22 контакта. В зоне 22 контакта, сверху газораспределительной пластины 30 расположены цилиндрические перегородки, образующие контактный тракт, содержащий внутреннюю (крайнюю внутреннюю) кольцевую секцию 36 контактного тракта, соседние промежуточные кольцевые секции 38' и 38'' контактного тракта, соответственно, и наружную (крайнюю наружную) секцию 40 контактного тракта, имеющую тангенциальный выход 42 в месте выпуска для выпускания обработанного материала в виде частиц. Материал в виде частиц подается подающим инжектором 44 (см. также фиг. 2), выходное отверстие 46 которого в месте подачи расположено в крайней внутренней секции 36 между центральным каналом 28 и крайней внутренней перегородкой 34, и который подает материал в виде частиц в виде слоя в направлении, параллельном потоку газа, через завихряющие отверстия 32. Материал в виде частиц увлекается потоком газа по спиралевидному контактному тракту (на фиг. 2 обозначено жирными стрелками) из выходного отверстия 46 по крайней внутренней секции 36, через перепускное отверстие 50 в крайней внутренней перегородке 34, по промежуточной секции 38', через перепускное отверстие 50' в промежуточной перегородке 34', по промежуточной секции 38'', через перепускное отверстие 50'' в крайней наружной перегородке 34'' и по крайней наружной секции 40 через выходное отверстие 42. Как показано, перепускное отверстие 50 в крайней внутренней перегородке 34 находится почти рядом с выходным отверстием 46 подающего инжектора 44 в крайней внутренней кольцевой секции контактного тракта 34, при этом часть материала в виде частиц прошедшая через перепускное отверстие 50, создает пустоту в потоке материала в виде частиц в крайней внутренней кольцевой секции 34 контактного тракта, которая впоследствии заполняется свежим материалом в виде частиц подаваемым подающим инжектором 44. Такой перепуск и последующее пополнение повторяется в промежуточных секциях и в крайней наружной секции по отношению к выходному отверстию 42. Перепускное отверстие 50' в промежуточной перегородке 34' расположено рядом, но ниже по потоку от перепускного отверстия 50 в крайней внутренней перегородке 34. Конфигурация со сдвигом относительно друг друга места подачи, перепускных отверстий и места выпуска вынуждает материал в виде частиц заполнять почти полностью кольцевую секцию контактного тракта (секция дуги >270°) до того, как он перейдет в соседнюю секцию, расположенную снаружи. Опционально, в крайней наружной секции 40 кольцевого контактного тракта расположена отклоняющая стенка 54, которая направляет обработанный материал в виде частиц или его часть через выходное отверстие 42 в месте выхода. В данном варианте осуществления находящаяся вверху рабочей камеры 18 секция 22 газового коллектора содержит один или более сепараторов 60, таких как циклоны, в которых пыль и более легкие частицы отделяются от газового потока. Газовый поток покидает корпус 12 через выходное отверстие 62 для газа. На фиг. 1 также показано, что внутренняя перегородка 34 снабжена ограничителем 64 для предотвращения перетока материала в виде частиц из крайней внутренней секции 36 кольцевого контактного тракта в соседнюю промежуточную кольцевую секцию контактного тракта 38'. В показанном варианте осуществления напорная камера 20 снабжена газовым коллектором 66.The
На фиг. 2 схематично показано, что завихряющие отверстия 32 имеют форму щелей. Длина щели приближается к ширине соответствующей кольцевой секции контактного тракта, щели расположены под радиальным углом а, при этом радиальный угол а щелей ступенчато уменьшается от крайней внутренней секции 36 к крайней наружной секции 40.In FIG. 2 schematically shows that the swirl holes 32 are in the form of slots. The length of the slot approaches the width of the corresponding annular section of the contact path, the slots are located at a radial angle a, while the radial angle a of the slots decreases stepwise from the
На фиг. 3 более подробно показан вариант осуществления завихряющего отверстия 32 в виде щели. Как видно из поперечных сечений А-А и В-В на фиг. 4 и 5, вихревое отверстие в виде щели также имеет осевой угол у, при этом ширина щели постепенно увеличивается от внутреннего конца 68 к наружному концу 70.In FIG. 3 shows an embodiment of the swirl opening 32 in the form of a slot in more detail. As can be seen from the cross sections A-A and B-B in Fig. 4 and 5, the slotted swirl opening also has an axial angle y, with the width of the slot gradually increasing from the
На фиг. 6 частично показан вариант исполнения коллектора 66 диафрагменного типа. Коллектор 66 содержат верхнюю пластину коллектора, содержащую ряд верхних кольцевых секций 72 коллектора, удерживаемых на месте в профилированных балках 74, причем в нижней части коллектора аналогичные нижние кольцевые секции 76 коллектора установлены с возможностью скольжения. Верхняя и нижняя секции 72 и 76 коллектора снабжены верхними отверстиями 78 коллектора и нижними отверстиями 80 коллектора, соответственно, как правило, выполненными в виде дугообразного сектора. Путем вращения нижней секции 76 коллектора (обозначено стрелкой) можно регулировать проходное сечение для газа, как показано на фиг. 7, где нижнее отверстие 80 коллектора не полностью совмещено с верхним отверстием 78 коллектора.In FIG. 6 is a partial illustration of an embodiment of an orifice type manifold 66. The manifold 66 includes a top manifold plate comprising a series of upper
На фиг. 8 более подробно показан вариант осуществления перепускного отверстия 50 в перегородке 34. Перепускное отверстие 50 ограничено вертикальным передним по потоку краем 90, верхним краем 92, частью верхней поверхности газораспределительной пластины 30, соседней с вертикальным передним краем, отклоненным кверху задним по потоку краевым участком 94 перегородки 34 и соседним, наклоненным вниз участком 96. Наклонный участок 94 служит поверхностью скольжения для частиц, в частности, длинных частиц, таких как волокна, и предотвращает забивание перепускного отверстия 50. Внизу подвижно, например, с возможностью скольжения, расположена нижняя краевая часть 98, благодаря чему можно регулировать перепускное поперечное сечение отверстия 50. Привод для позиционирования нижней краевой части 98 не показан. Такая же конфигурация может быть применена к выпускающему выходу для обработанного материала в виде частиц.In FIG. 8 shows in greater detail an embodiment of the
Claims (28)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2022774 | 2019-03-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021129061A RU2021129061A (en) | 2023-04-20 |
| RU2800957C2 true RU2800957C2 (en) | 2023-08-01 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU264348A1 (en) * | Г. П. Беспам тное , Г. Г. Смирнов | CONTACT APPARATUS | ||
| WO1997023284A1 (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-03 | Niro A/S | A fluid bed apparatus, a bed plate, and a method of making a bed plate |
| WO2006027009A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Herbert Huettlin | Device for treating particulate material |
| WO2006067546A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Collette Nv | Fluid bed apparatus module and method of changing a first module for a second module in a fluid bed apparatus |
| WO2012171567A1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | Herbert Huettlin | Device for treating particulate material |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU264348A1 (en) * | Г. П. Беспам тное , Г. Г. Смирнов | CONTACT APPARATUS | ||
| WO1997023284A1 (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-03 | Niro A/S | A fluid bed apparatus, a bed plate, and a method of making a bed plate |
| WO2006027009A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Herbert Huettlin | Device for treating particulate material |
| WO2006067546A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Collette Nv | Fluid bed apparatus module and method of changing a first module for a second module in a fluid bed apparatus |
| WO2012171567A1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | Herbert Huettlin | Device for treating particulate material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5908032A (en) | Method of and apparatus for expanding tobacco | |
| US9370756B2 (en) | Agglomeration apparatus and method for producing agglomerated particles | |
| KR20070087076A (en) | Rotary fluidized bed apparatus and method in a series of cylindrical chambers | |
| JPH04215839A (en) | Method and device for heat treating granular material | |
| KR100303686B1 (en) | Drying method and drying apparatus of powder | |
| CA1130092A (en) | Spray drying apparatus utilizing pulse jet engines | |
| IE56167B1 (en) | Process and apparatus for the removal of liquid from a solid particulate material | |
| EP3663687B1 (en) | An apparatus, a bottom plate component and a method for drying bulk particulate material | |
| RU2800957C2 (en) | Device for contacting gas and solid material | |
| EP3941616B1 (en) | Gas-solid contacting device | |
| RU2228496C2 (en) | Gear to remove liquid from disperse material | |
| CA2581131C (en) | Improved particle treatment in an expanded toroidal bed reactor | |
| OA20385A (en) | Gas-solid contacting device. | |
| RU2691892C1 (en) | Plant for drying paste-like materials in a swirled suspended layer of polydisperse inertial bodies | |
| RU2185580C1 (en) | Drying apparatus | |
| RU2182297C1 (en) | Drier with active hydrodynamics and fraction by fraction processing of materials | |
| BR112021018400B1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING A STREAM OF PARTICULATE MATERIAL, AND METHOD FOR PROCESSING PARTICULATE MATERIAL | |
| RU2398163C2 (en) | Method for heat-mass exchange in vortex fluidised bed and device for its realisation | |
| RU171995U1 (en) | GRAIN DRYER | |
| CA3082044A1 (en) | Material processing system and method | |
| RU2202080C1 (en) | Fluidized-bed drier for high-moisture materials | |
| RU2739960C1 (en) | Drying device | |
| RU2021129061A (en) | DEVICE FOR CONTACTING GAS AND SOLID MATERIAL | |
| SU1757579A1 (en) | Method and device for grinding and drying raw materials in production of forage meal | |
| SU1124171A1 (en) | Drier for temperature-labile biological products |