172289. lajstromszámú szabadalom • Fluidizáló berendezés, kül ömlesztett szilárd anyagok szárítására
3 172289 4 és olyan fluidizáló berendezés létesítése, amely egyszerű eszközökkel a változó üzemviszonyokhoz jól igazodva biztosítja a fluidréteg homogenitását, gáz és a szilárd részek intenzív érintkeztetését és ezáltal a kapcsolt folyamatok hatásosságának növelését. Ennek megfelelően a találmánnyal megoldandó feladatot a gáznemű közeg olyan beáramoltatásában jelöljük meg, amely az adott fluidizáló technológiai folyamat igényeihez a porkihordás és a beáramlási keresztmetszetek dugulásának veszélye nélkül igazodik. A találmány alapja az a kísérletekkel igazolt felismerés, hogy a kitűzött feladat maradéktalanul megoldható, ha a fluidizáló közeget a fluidizálandó anyag és az edényzet falainak közös határfelülete mentén érintőlegesen, nagy sebességgel, lüktetve áramoltatjuk be és a lüktetést a fluidizáló közeget vezető beáramlási keresztmetszetek változtatásával idézzük elő. A fluidizáló közeg lüktetéses beáramoltatása ugyanis azzal a meglepetésszerű hatással jár, hogy a fluidizálandó anyagban a szemcsecsoportok erőteljes térbeli cirkulációja játszódik le, amely az egész anyagot élénk pezsgő állapotba sodorja. A megoldás különleges előnye, hogy viszonylag igen széles sebességi intervallumban — amely az ismert fluidizáló berendezéseknél megvalósíthatatlan — egyenletesen lazított ágyat biztosít. Ennek a széles sebességi intervallumnak alsó határa a fluidizáló közeg olyan minimális üzemi sebessége, amely nagy anyag és/vagy hőátadási értékeivel tűnik ki és az ismert fluidizáló eljárásokkal és berendezésekkel nem valósítható meg. Ugyanekkor azonban kihordás nincs, mert az átáramlási sebesség a beáramlási keresztmetszetektől távolodva hamarosan a kritikus kihordási sebesség értéke alá esik. Az a körülmény, hogy az érintőleges beáramoltatás a lüktetés megtartása mellett egyidejűleg több helyen megy végbe, azzal a további kedvező következménnyel jár, hogy a fluidizáló közeg cirkulációs áramlások létesítésével az ágyat egész tömegében átjáija. A cirkulációs áramlások érintkezése és kölcsönhatása révén ugyanis egymás mellé sorakozó áramlási gócok keletkeznek, amelyek az ágy egész tömegét egyenletesen pezsgő, vagyis ideálisan fluidizált állapotban tartják. Ehhez járul, hogy a nagysebességű érintőleges beáramoltatás a beáramlási keresztmetszetek eldugulását eleve kizáija, mert érintőleges irányban az ágy részecskéi a dolog természeténél fogva nem tudnak a fluidizáló közeg nagysebességű áramlásával szemben a beáramlási keresztmetszetek felé haladni és ott leülepednek. A találmány értelmében a kitűzött feladatot olyan fluidizáló berendezéssel oldottuk meg, amelynek önmagában ismert módon fluidizálandó anyagból álló ágyat vezető járata és fluidizáló közeget vezető járata, ezeket egymástól elkülönítő válaszfala, valamint a válaszfalban kialakított és a két járatot egymással összekötő nyílásai vannak, de amelynél a válaszfalnak az ágyat vezető járat felé eső oldalán a találmány értelmében nyugalmi helyzetükben a nyílásokat túlfedéssel lezáró rugalmas nyelvek vannak elrendezve. A válaszfal nyílásait lezáró rugalmas nyelvek alkalmazása ugyanis nemcsak azt biztosítja, hogy a fluidizáló közeg a fluidizálandó anyag és az edényzet falainak közös határfelülete mentén érintőlegesen lép be, hanem előre nem látható kedvező hatásokkal is jár. Egyrészt a fluidizáló közeg érintőleges irányú beáramlási sebessége a rugalmas nyelvek szélei mentén szakaszosan egy-két nagyságrenddel ugrásszerűen megnövekszik, viszont a rugalmas nyelvektől távolodva irányváltozás közben a sebesség viszonylag gyorsan csökken, mert a szétterülés és a rugalmas nyelvek záródása folytán az áramlás lefékeződik. A kezdeti nagy áramlási sebesség a fluidizáló közeg és a fluidizálandó anyag intenzív érintkeztetését biztosítja, a fluidizálandó anyagból kilépő közeg kis sebessége folytán viszont porkihordás gyakorlatilag nincs. Másrészt a fluidizáló közeggel rezgésbe hozott nyelvek a változó keresztmetszetű réseken kilépő közeg áramlását lüktetővé teszik. Ez a lüktetés a rugalmas nyelvek hatásával karöltve a fluidizálandó anyag szemcséit is lüktetéses (vibráló) mozgásra kényszeríti. Természetesen ez a lüktetés a fluidizáló közeg kilépésének helyétől távolodva fékeződik és elemyed. A lüktetéses kiáramlás még tovább fokozza a fluidizáló közeg és a fluidizálandó anyag részecskéinek érintkezését. A nyelvek elmozdulásának frekvenciáját és amplitúdóját egyrészt a nyelvek anyaga és méretei, másrészt a fluidizáló közeg átáramlási sebessége, a nyelvek fölött elhelyezkedő ágy konzisztenciája és rétegvastagsága szabja meg. Ugyanekkor az anyag áthullását és a válaszfal nyílásainak eltömődését a nyelvek hatásosan megakadályozzák, mert a nyílásokra visszafekszenek, mielőtt az ágy anyagának módja lenne arra, hogy a nyelvek alatt érintőleges irányban nagy sebességgel beáramló fluidizáló közeg nyomásával szemben a nyelvek alá férkőzzék. A külső beavatkozás nélküli automatikus igazodás az üzemi viszonyokhoz és a fluidizáló közeg kedvezőbb eloszlása pedig lehetővé teszi, hogy szinte tetszés szerinti szélességű ágyakat létesítsünk és ezzel a fluidizáló berendezés kapacitását a hasonló rendeltetésű ismert berendezésekhez viszonyítva nagyságrenddel megnöveljük. Ehhez járul, hogy éppen a nyelvek önszabályozó hatása folytán még egymástól különböző méretű szemcsékből álló ágyak esetén sem kell kihordástól tartanunk. További előny, hogy a nyelvek lüktető mozgása folytán olyan anyagokat is hatásosan lehet fluidizálni, amelyek például szemcséik tapadása miatt a hagyományos berendezésekkel nem vagy nehezen voltak fluidizálhatók. Előny, hogy az ágy anyaga az önszabályozás folytán jól kialakuló cirkulációs áramlások következtében gyakorlatilag teljesen egyenletesen fellazul. A találmányt a továbbiakban rajz alapján részletesebben ismertetjük. A rajzon: Az 1. ábra a találmány szerinti berendezésben kialakuló áramlási kép harántmetszetben. A 2. ábra az áramlási képet távlati ábrázolásban felülnézetben tünteti föl. A 3. ábrán a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakjának a 4. ábra II—II vonala mentén vett függőleges hosszmetszete látható. A 4. ábra a 3. ábra III—III vonala mentén vett metszetet tüntet föl. Az 5. ábra a 3. és 4. ábra szerinti berendezés részletének viszonylag nagyobb léptékű felülnézete. A 6. ábra a 3. és 4. ábra szerinti berendezés részletének más példakénti kiviteli alakját tünteti föl. A 7. ábrán a 6. ábra szerinti IV—IV vonal mentén vett keresztmetszet látható. A 8. ábra a 7. ábra szerinti keresztmetszetet más üzemi helyzetben tünteti föl. A 9. ábrán a találmány szerinti eljárás foganatosítá5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
