Нагревание газообразными высокотемпературными теплоносителями в слое неподвижной или движущейся насадки

Для нагревания технологических газов до высоких температур иногда исполь­зуют газообразные теплоносители—топочные газы и т. д., периодически нагреваю­щие слой насадки, состоящей из небольших твердых тел или зерен. Она служит про­межуточным твердым теплоносителем, от которого технологические газы получают тепло и нагреваются до заданной температуры. Насадка изготавливается из алюмо­силикатов, кварца, шамота и других термостойких неметаллических материалов.

Нагрев газами в слое неподвижной насадки, вызывающей турбулизацию потока га­за и повышение интенсивности теплообмена, осуществляется, в частности, в регенеративных теплообменниках.

В последнее время успешно используется на­гревание в слое движущейся насадки. Зер­нистые материалы, размер частиц которых коле­блется от 0,05 до 8 мм, обладают очень большой удельной поверхностью, что позволяет получать весьма значительные поверхности теплообмена в малом рабочем объеме аппарата и ицтенсифици-ровать различные процессы тепло- и массообме-на. Такой способ нагрева часто называют на­гревом с помощью запыленных газовых, и паро-газовых потоков.

В нагревательных установках с циркулиру­ющим зернистым теплоносителем последний дви­жется либо сплошным потоком (в виде так называемой падающей насадки, рис. УШ-8), либо перемещается, находясь в псевдоожиженном состоянии, т. е. работает в режиме псев­доожижения.

В установке с падающей насадкой (см. рис. УП1-8) топочные газы подаются в верхнюю камеру 1 через газоход и движутся вверх на­встречу сплошному потоку холодных частиц твер­дого промежуточного теплоносителя (падающей насадки), поступающих из бункера 2. В резуль­тате интенсивного теплообмена твердые частицы нагреваются до температуры, близкой (на 5 — 10 °С ниже) температуре топочных газов Нагре­тый твердый теплоноситель через герметический затвор 3 и бункер 4 подается в нижнюю камеру 5, где отдает свое тепло движуще­муся противотоком технологическому газу.

В камере 5 также происходит весьма интенсивный теплообмен между твердым на­гретым теплоносителем и технологическим газом, который отделяется от унесенных твердых частиц в циклоне 6 и направляется на дальнейшую переработку. Отработан­ные топочные газы очищаются от пыли в циклоне 7 и удаляются в атмосферу. Охлажден­ные частицы теплоносителя, а также мельчайшие его частицы, отделенные в цикло­нах 6 и 7 с помощью газодувки 8, поступают по пневмотранспортному трубопроводу снова в бункер 2

Нагревательная установка с псевдоожиженным слоем твердого теплоносителя также состоит из теплообменных камер, но несколько другого устройства. Топочные газы направляются по газоходу под распределительную решетку верхней камеры с та­кой скоростью, чтобы привести в псевдоожиженное состояние холодный зернистый материал, который поступает сверху. Нагретый материал отводится в нижнюю камеру где псевдоожижается потоком нагреваемого (технологического) газа, поднимающегося сквозь отверстия распределительной решетки. Здесь происходит интенсивное нагре­вание технологического газа, воспринимающего тепло от зернистого промежуточного теплоносителя. В остальном схема установки совпадает с изображенной на рис. VIII-8.