199618. lajstromszámú szabadalom • Berendezés anyagok fluidizációs érintkeztetésére, főleg égetésére és/vagy hőkezelésére
HU 199618 A A találmány anyagok fluidizációs érintkeztetésére, különösen égetésére és/vagy hőkezelésére szolgáló berendezésre vonatkozik. Szemcsés anyagok fluidizációs érintkeztetésével számos technológiai művelet hajtható végre, például égetés, hőkezelés, kalcinálás, aktiválás, szárítás, granulálás. bevonás, hűtés stb. A megvalósítható műveletek sokfélesége miatt a különféle iparágakban többféle berendezést, illetve berendezés-családot fejlesztettek ki, és a témakör szakirodalma is bőséges. Példánként a következő szakkönyveket említjük: Leva,M.: Fluidizáció, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1964; Blickle,T.: A fluidizációs eljárás készülékei, alkalmazásai és számításai, Akadémiai Kiadó, Budapest, 1963; Olessák,D., Szabó,L.: Energia hulladékból, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984; Jugel.W.: Környezetvédelmi technika, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979. A fluidizációs berendezések stabil üzemű működésének a legfontosabb tényezője a levegőáram egyenletes eloszlatása. A jelenleg ismert ilyen berendezéseknél ez kizárólag a fluidizációs alátét helyes megválasztásával érhető el, amelynek két alapvetően fontos funkciója van: egyrészt a réteg tartása, másrészt a levegőáram említett egyenletes eloszlatása. Ez utóbbi általában akkor biztosítható, ha az alátét hidrodinamikai ellenállása kb. 20—30%-a a fluidizált réteg hidrodinamikai ellenállásának tervezett üzemi gázsebesség tartományában. A fluidizációs berendezések méretnövelésére a teljesítmény javítása érdekében kívánatos lenne, a méretek növekedésével azonban egyre nehezebb az egyenletes levegőelosztás megvalósítása, ami csak az alátét ellenállásának a névelése árán lehetséges; nagy vastagságú és/vagy kis nyílásokkal rendelkező porózus lapokat kell beépíteni. Erre azért van szükség, mert az alátét alá bevezetett gáz a kamra falainak ütközik, így a gázsebesség-értékek a különböző helyeken egymástól eltérőek lesznek, és ha az alátét kis ellenállású, az azon át a rétegbe belépő gázáramban inhomogenitások jelentkeznek. E jelenség kiküszöbölése teszi szükségessé a nagy ellenállású alátétek alkalmazását, ami viszont a betáplált energia megnövekedésével, így a gazdaságosság romlásával iár. Különösen súlyos problémák jelentkeznek aprószemcsés inert töltettel ellátott, magas hőmérsékleten üzemeltetett fluidizációs berendezések — égetők, kalcinálók, szárítók stb. — esetében, mert ezeknél biztosítani kell az egyenletes égést úgy, hogy az inert töltet szemcséinek a kihordása nulla legyen. Ennek hiányában kiégetlen, összeragadt anyagtömbök keletkeznek a rétegben, ami súlyos üzemzavarokat okoz. Az ilyen berendezésekhez fluidizációs alátétként perforált lemezt, porózus bronz, vagy műanyag lapokat, sűrű szövésű szitaszövetet, égetett agyag-lapokat, különféle kialakítású buboréksapkákat stb. használnak. A felsorolt és hasonló alátétfajták használatának 1 határt szab a berendezés mérete, valamint a fluidizációs réteg hőmérséklete. A találmány feladata, hogy olyan berendezést szolgáltasson anyagok fluidizációs érintkeztetésére, elsősorban égetésére és/vagy hőkezelésére, amelynek a mérete gyakorlati határok között tetszés szerint növelhető, és amely magas hőmérsékleten végzendő műveletek végrehajtásához is hatásosan üzemeltethető. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy amennyiben az alátét alatti térben olyan gázáramlási viszonyok (áramlási kép) valósíthatók meg, amelyek mellett a gázsebesség egyenletes, jelentősen csökken az áramlási nyomásveszteség, és kis ellenállású alátéttel is biztosítható az alátét feletti rétegben az egyenletes gázelosztás. További felismerésünk, hogy az alátét alatti kamrában az egyenletes gázsebességet biztosító áramlási kép felfelé bővülő diffúzor beépítésével érhető el. E felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan berendezés segítségével oldottuk meg, amelynek gázelosztó kamrája, attól gázelosztó alátéttel elválasztott fluidizációs tere, ez utóbbiba torkolló anyagbetápláló eszköze és gázkivezető nyílása van, és a gázelosztó kamrába a fluidizáló gáz betáplálására szolgáló bevezetőjárat, például csonk torkollik, és amely berendezésre az jellemző, hogy a gázelosztó kamrában alul-felül nyitott, felfelé növekvő keresztmetszetű áramlásmódosító elem van elhelyezve, amelynek alsó pereme a fuidizáló gáz bevezető-járatának a kamrába torkoliási helye alatt húzódik, a felső pereme pedig a kamra oldalfalához vagy/és a gázelosztó alátéthez illeszkedik. A készülék egy előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy a kamra fenék-felülete és az áramlás-módosító elem also pereme közötti rés magasságának a változtatását lehetővé tevő áramlásmódosító betétje van; célszerűen az áramlásmódosító betétnek az alsó vége tartományában egymásba csúsztatható elemrészei vannak, amelyek egymásba tolásával és széthúzásával változtatható a teljes áramlásmódosító elem függőleges mérete, és ezzel a rés magassága. Egy további találmányi ismérvnek megfelelően az áramlásmódosító elem felső része tartományában rések vannak. Például a rések négyzet vagy/és téglalap alakúak, és keresztmetszetük, célszerűen hosszúságuk a bevezetőjárat felőli oldaltól távolodva növekszik. Egy másik változat szerint a rések csavarvonal alakúak és területük a bevezetőjárat felőli oldaltól távolodva célszerűen növekszik. Célszerű lehet az a kiviteli példa is, amely szerint az áramlásmódosító elem az alsó pereme és a kamra fenékfelülete közötti rést megszakító lábakon támaszkodik fel. Általában az áramlásmódosító elem alsó pereme és a kamra fenékfelülete közötti rés 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
