Способ сушки перманганата калия

 

СПОСОБ СУШКИ ПЕРМАНГАНАТА КАЛИЯ во взвешенном состоянии путем воздействия на него теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества сушки при одновременном снижении энергозатрат , перманганат калия обрабатывают в фонтанирующем режиме при температуре свежего теплоносителя 700800 с , а отработавшего - 100 -120С и скорости 0,5-0,65 м/с. § (Л / / ° о а „ f . о о о „ t о ° о щ со 4 00 О) 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТКЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1134864

4(51 F26В310

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЫ ГП:-НИЙ И СЛМРЫТИЙ (21) 3599041/24-06 (22) 02.06.83 (46) 15.01. 85. Бюл. В 2 (72) Ю.Г. Клименко, Л.Ф.Воронина и М.И.Рабинович (71) Институт технчческой теплофизики

АН УССР (53) 66.047.751(088.8) .(56). 1. Авторское свидетельство СССР

И- 488049, кл. F 26 В 17/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 629420, кл. Р 26 В 3/10, 1977. (54) (57) СПОСОБ СУШКИ ПЕРМАНГАНАТА

КАЛИЯ во взвешенном состоянии путем воздействия на него теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сушки при одновременном снижении энергозатрат, перманганат калия обрабатывают в фонтанирующем режиме при температуре свежего теплоносителя 700800 С, а отработавшего — 100 -120 С и скорости 0,5-0,65 м/с.

1134864

Изобретение относится к области сушки и может быть использовано в химической технологии.

Перманганат калия (ПИК) представляет собой сыпучее вещество с кристаллической структурой. При нагревании до 200 С ПМК разлагается согласно уравнению

2КМпО = К МпО + I » + 02

При температуре выше 120-130ОС он спекается. IIMK получают путем кристаллизации из раствора, затем подвергают центрифугированию и сушке до конечной влажности 0,3-0,57.

В промышленности IIHK сушат в ленточных или полочных сушилках с использованием в качестве газового теплоносителя воздуха, подогретого в паровом калорифере до 105о

110 С и в" барабанных сушилках топочными газами с температурой на входе 350 С.

Общим недостатком этих способов является низкая производительность процесса, высокая энергоемкость и металлоемкость, а также большие затраты ручного труда.

Известен способ сушки перманганата калия путем воздействия на него . 30 теплоносителя в псевдоожиженном слое(1 J.

Однако из-за низкой производительности процесса, интенсивного измельчения продукта в сушильной каме" 35 ре и связанного с этим большого выноса мелких фракций с отработавшим теплоносителем из сушильной камеры это предложение оказалось неэффективным 40

Наиболее близким к изобретению является способ сушки перманганата калия во взвешенном состоянии путем воздействия на него теплоносителем в пневмотрубе разбавленными продуктами45 сгорания с начальной температурой

350-450 С. Весовую концентрацию взвеси поддерживают в диапазоне 0,3-

0,7 кг/кг(2).

Недостатками такого способа яв- 50 ляются частичное разложение ПМК в процессе сушки, высокие удельные энергоэатраты на сушку, а также из-, мельчение кристаллов ПМК при движении в пневмотрубе. 55

Указанные недостатки обусловлены особенностями механизма движения и межфазового теплообмена в восходящей газовзвеси, где большую роль играют многочисленные соударения между частицами различной крупности и удары частиц о стенки пневмотруГ,l...

Цель изобретения — повышение качества сушки при одновременном снижении энергозатрат.

Цель достигается тем, что согласно способу сушки перманганата калия во взвешенном состоянии путем воздействия на него теплоносителем, перманганат калия обрабатывают в фонтанирующем режиме при температуре свежего теплоносителя 700-800 С, а отработавшего — 100-120 С и скорости теплоносителя 0,5-0,65 м/с.

0cновпой особенностью фонтанирующего слоя является наличие двух зон (ядро и периферийная область) с организованной циркуляцией твердой фазы между ними. В ядре циркулирующие частицы поднимаются вверх в режиме пневмотранспорта, при этом они нагреваются в результате межфазового теплообмена с газовым теплоносителем, большая часть которого проходит через эту зону. Затем в периферийной области частицы IINI(опускаются плотным слоем вниз. По пути они перемешиваются с вновь загружаемыми влажными частицами и отдают им приобретенное в ядре тепло. В результате смешения температура всех опускающихся частиц в периферийной области выравнивается и принимает значение, близкое к среднекалориметрической температуре слоя. С этой температурой

ПМК в количестве, равном производительности сушилки, выводится из нее, а остальная масса циркулирующего ПМК снова поступает в ядро, и цикл повторяется.

Расход циркулирующей твердой фазы через ядро на порядок и больше пре-. вышает расход газового теплоносителя.

Поэтому и перепад температур тепло"" носителя в ядре на порядок выше, чем прирост температуры твердой фа-. зы в ядре. Это обстоятельство, а также циклический характер изменения температуры циркулирующих твердых частиц и короткое их время пребывания в ядре в зоне высоких температур, исчисляемое долями секунд, позволяет сушить ПМК в фонтанирующем слое газовым теплоносителем с температурой на входе в сушильную камеру 700 †8 С и получать при этом

3 1134 товарный продукт с содержанием основного вещества 98-99 и влажностью

0,15-0,25 1-го сорта.

В описываемом способе в результате существенного повышения темпера- 5 туры газового теплоносителя по сравнению с прототипом соотношение массовых скоростей подачи ПИК и теплоносителя составляет 2-3,5 кг/кг против 0,7-1,5 кг/кг. в прототипе.Это tO обеспечивает снижение удельных энергозатрат только на привод тягодутьевых

/ средств более, чем в 2 раза и расход тепла на сушку на 20-30%.

Скорость теплоносителя на свободное сечение сушильного объема не более 0,5-0„65 и/с выбирается из условия обеспечения устойчивого режима фонтанирования, Большие значения скоростей относятся к сушке крупнокристаллического ПИК, а меньшие мелкокристаллического. При скоростях теплоносителя, выше указанных, не удается создать стабильньп1 фонтанирующий слой, так как большая часть поступающего в сушильный объем

ПИК сразу же выносится иэ него вместе с газовым теплоносителем. . Условие, что температура отработавшего теплоносителя должна быть не менее 100 С обеспечивает получе ниее продукта с влажностью, соответl ствующей требованиям ГОСТ на

IINK 1-ro сорта. Повышение температуры отработавшего теплоносителя свыше 120 С приводит к частичному о 35 разложению IIMK и уменьшению содержания основного вещества в товарном продукте. Увеличение этой темпера- . туры свыше 120ОС нежелательно и по той причине, что уменьшается степень использования тепла, вносимого в сушильную камеру с газовым теплоносителем, и возрастает удельный расход тепла на сушку.

864 4

На чертеже показана сушилка, реализующая предлагаемый способ.

Сушилка представляет собой цилиндрическую камеру 1 с спкающейся нижней частью в виде усеченного конуса, в которой находится засыпка из кристаллов перманганата калия.

При подаче газового. теплоносителя (горячий воздух, инертный газ, продукты сгорания газа или жидкого топлива) через патрубок 2 в камере 1 образуется фонтанирующий слой 3 из кристаллов ПИК. Отработавший теплоноситель вместе с водяными парами, образующимися в процессе сушки и вынесенными иэ слоя частицами ПИК, выводится через патрубок 4, очищается известными способами от уноса и выбрасывается в атмосферу. Унос имеет повьппенную влажность, состоит из фракций < 0,105 мкм и возвращается в технологический цикл для повторного использования;

Влажный ПИК непрерывно подают в верхнюю часть периферийной области фонтанирующего слоя через патрубок 5, а сухой продукт выводят иэ слоя через переливную трубу 6, с помощью которой поддерживается постоянная высота слоя.

Опытная проверка предлагаемого способа на полупромышленной установке подтверждает его высокую эффективнасть. В процессе опытов высушено около 5000 кг ПИК, из которого около половины соответствует требованиям на ПМК со знаком качества (влажность не более О,ЗЖ, содер,жание основного вещества ф 993), а остальной ПМК 1-ro сорта.

В таблице представлены примеры осуществления предлагаемого способа.

Il34864

Приме" чание начальконечная ная

0,22

750

110

98,6

7,0

3э5

0,24 4,2 99,2

780

1()0

0,60

7,0

То же

7,0

5,7 99,0

800

0,16

105

014 62 978

830

120

Раэложение

IIMK

0„16

7,0

6,9, 96,3

7,9 99,0

800

105

0,60

То же

7,0

0,55

0 21

800

Повышен0,42 5,2 97,8

0,55

760

7,0

95 ная влаж- ность. 0,55

0,60 3,4 . 97,0

760

7,0

То же

780

9,5 99,3

105

0 5

2,2

0,11

780

0,08 9,8 99, 1

0,45

То же

105

800+

9,2 98,0

0,39

0,45

2,2

760"

0,10 10,8 97,3

0,5

Раэлаже125 ние

IIMK

98,9

780+. 0,30 15,7

0,55

105

Темнература газового теилоносит,я,аC на вы- на выходе ходе

Скорость газов в сушилке, м/с

Влажность IIMK, X.

Вынос в циклоны, Ж

Содер- жание основного вещества, Ж

Продукт соответствует

ГОСТ

Продукт соответствует

ГОСТ

Продукт соответствует

ГОСТ

Выросла влажность

IIMK

Нарушается стабнльность фонтанирования

1134864

Продолжение таблицы

Влажность ПМК, 7

Содержание

Примечание

Вынос в циклоны, и основ ного начальконечная ная вещества, на выходе на вы,ходе

780"

0,42 22,9 98,7

105

0,60

2,2

0,38 12,3 98,4 То же

0,52 17,5 97,9

0,70

790

105

4,0

0,75

800

105 Мелкозернистый ПИК

Составитель Ю.Иартинчик

Техред Ж.Кастелевич - Корректор Д.Пилипенко

Редактор А. Гулько

Заказ 10065/38 Тираж 652

BHlIKIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,;Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Температура газового теплоносителя, С

Скорость газов в сушилке, м/с

Фипиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Нарушается стабильность фонтанирования