Способ сушки высоковлажных дисперсных материалов в псевдоожиженном слое

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1276885 дц q F 26 В 3 08 17 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:1, 1 йР, кг/иг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3881611/31-06 (22) 15.04.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова (72) В. А. Тихонович, А. С. Зелепуга и П. С. Лапцевич (53) 66.096.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1048273, кл. F 26 В 17/00, 1982.

Патент США № 3504619, кл. 99-354, опублик. 1980. (54) (57) СПОСОБ СУШКИ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ на газораспределительной решетке с увеличивающимся гидравлическим сопротивлением по ходу движения материала от загрузочного конца к разгрузочному, отличаюЮО

8о

66

4о и ийся тем, что, с целью повышения качества сушки, поддерживают по всей траектории движения материала сумму гидравлических сопротивлений слоя и решетки постоянной, а п ри выполнении решетки ее гидравлическое сопротивление выдерживают в соответствии со следующей зависимостью где AP; — гидравлическое сопротивление решетки в -м сечении слоя;

ХР— гидравлическое сопротивление слоя в разгрузочном конце; (/„и U — влажность материала на загрузочном и разгрузочном концах соответственно;

l; и lt, — расстояния от загрузочного конца до -го сечения слоя и до разгрузочного конца соответственно.

1276885

Изобретение относится к технике сушки высоковлажных дисперсных матерна loB во взвешенном состоянии и может быпгь применено в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — — повышение качества сушки.

На фиг. 1 изображены кривые изменения гидравлического сопротивления слоя от времени сушки для различных материалов (кривые а и b) и при различной начальной нагрузке на газораспределительную решетку (кривые b и с); на фиг. 2 --- график изменения гидравлического сопротивления слоя материала на длине пути его продвижения от зоны загрузки к зоне выгрузки в сушилках непрерывного действия; на фиг. 3 -- сушилка непрерывного действия, реализуюгцая предлагаемый способ; на фиг. 4 -- пример ступенчатого изменения гидравлического сопротивления слоя и решетки.

Сушилка содержит камеру сушки 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 устроиствами, вертикальные перегородки 4, газораспределительную решетку, cocToHIIlóþ из секций

5---8 с различным живым сечением, между которыми размещены переливные пороги 9, подводящий короб !О с пульсатором 11.

Необходимым условием стабильной работы сушильной камеры является постоянство суммы гидравлических сопротивлений слоя и решетки, т. е.

ЛР„+ЛР„. = const

Гидравлическое сопротивление слоя высушиваемого материала является величиной, равной удельной нагрузке материала на решетку, следовательно, в процессе сушки оно зависит от влагосодержания материала и за время сушки от начального до конечного влагосодержаний должно изменяться на величину

ЛР ЛРр Л: — У)F,р,, где V — количество удаленной из слоя влаги: площадь газораспределительной решетки.

Как видно из графика (фиг. ), для различных материалов и при различных удельных нагрузках на решетку ЛР принимает различные значения. Однако, как правило, процесс сушки на практике осуществляют в режимах, близких к оптимальным, т. е. заранее выбирают экспериментальным или расчетным путем основные параметры сушильного процесса. В их число входит и удельная нагрузка материала на решетку.

Поэтому для одного и того же материала можно осуществить процесс сушки в кипящем слое с изменением гидравлического сопротивления последнего по одной вполне определенной зависимости.

На фиг. 2 изображен график изменения гидравлического сопротивления слоя материала на длине пути его продвижения от зоны загрузки к зоне выгрузки в сушилках непрерывного действия. Время движения материала на этом пути должно соответствовать экспозиции сушки. Характер этой зависимости близок к параболическому, поэтому в качестве уравнения для ее описания можно взять параболу вида у = — а.х-.

Уравнение параболы применительно к параметрам слоя, изображенным на фиг. 2, имеет следчющий вид где ЛР; -- гидравлическое сопротивление слоя в i-м сечении;

API, — гидравлическое сопротивление слоя в разгрузочном конце;

Л вЂ” падение сопротивления слоя за весь период сушки;

Л = ЛР --AP>, ЛР— гидравлическое сопротивление слоя на загрузсчном конце;

20 /, и lI,. — расстояния от -очки загрузки .<о

L-го сечения и точки выгрузки.

После некоторых преобразований, связанных с заменой величины Л соотношением влагосодержаний материала, получают окончательное выражение для расчета изменения гидравлического сопротивления настоящего слоя в процессе его сушки в непрерывном режиме

-- - = 1 + - — "---- (! ), (3)

NPI, 1+ U,« G

30 где Un H U — начальное и конечное влагосодержание материала.

Из (1) и (3) вытекает зависимость гидравлического сопротивления решетки по ее длине

З5

dP;;, = nnnsI — ЛР (I + (4)

Практически в камерах кипящего слоя для осуществления равг омерного продвижения подсыхаюп!его магсриапа вдоль камеры сушки по данной зависимости без нар;щения условия стабильности необходимо по мере снижения гидравлического сопротивления слоя высушиваемого материала

ЛР,. повышать гидравлическое сопротивление решетки ЛР,, таким образом, чтобы общее суммарное гидравли еское сопротивление оставалось постояннь:м. Это можно осуществить путем изменения живого сечения

50 газораснределительной решетки от зоны загрузки к зоне выгруз и таким образом, чтобы ее гидравлическое сопротивление повышалось в пропорциональности, обратной снижению ЛР,. Идеальным вариантом такого изменения было бы плавное обратно пропорциональное изменение гидравлического сопротивления решетки. Однако такое плавное изменение осуществи ь технически трудно и в этом нет необходимости. Для практи1 276885

1О

Кол- во вл аж н ого м атеиала в продукте, кг/кг

Нагрузка на решетк кг/м

Материал постоянн живое ечение переменное живое сечение

Мезга легких

Яблочная выжимка ческих целей вполне достаточно осуществить ступенчатое изменение гидравлического сопротивления решетки. При этом наиболее важным моментом является правильный выбор живого сечения решетки в конце процесса сушки. Поскольку оптимальным живым сечением решетки кипящего слоя для различных Материалов принимается интервал

3 — 10%, то это живое сечение следует брать как конечный предел уменьшения живого сечения секций газораспределительной решетки. Начальное и промежуточные значения следует определять при помощи вышеприведенной зависимости для каждого вида высушиваемого материала. Так, например, для яблочной выжимки, гидравлическое сопротивление слоя которой в начале сушки превышает гидравлическое сопротивление его в конце сушки примерно в два раза (кривые bис,,фиг. 1), живое сечение решетки в начальной секции должно быть

13 — 14% при живом сечении в конечной секции 7,5 — 8%. Промежуточные секции могут иметь ступенчато уменьшающееся живое сечение, обеспечивающее обратно пропорциональное изменение гидравлического сопротивления решетки относительно падения Л гидравлического сопротивления слоя высушиваемого материала, как это изображен о на фи г. 4.

Таким образом, для реализации предлагаемого способа в широком диапазоне обрабатываемых материалов необходимо иметь или несколько сменных наборов секций решеток, которые устанавливаются в сушильную камеру в зависимости от вида обрабатываемого материала, или возможность регулировки живого сечения решетки.

Сушил ка (фиг. 3) работает следуюгцнм образом.

Влажный дисперсный материал непрерывно с помощью загрузочного устройства 2 подается в камеру 1 сушки на первую секцию 5 газораспределительной решетки. После сушки и последовательного заполнения всех последуюгцих секций 6, 7 и 8 слоем материала суммарное гидравлическое сопротивление решетки и слоя по всей камере выравнивается. В процессе выгрузки подсушенного материала автоматически 0cvгцествляется переток материала из предыду1цей секции на последующую. Причем поток материала организовывается таким образом, что гидравлическое сопротивление слоя на каждой последующей секции меньше, чем на предыдущей на величину падения сопротивления слоя за время сушки на предыдущей секции. Это исключает дополнительный переток частиц материала из более влажных зон в зоны с более сухим материалом.

В дан ном случае осуществляется ступенчатое изменение гидравлического сопротивления слоя, которое обеспечивается соответствующим ступенчатым изменением сопротивления секций решетки и расположенными между ними переливными порогами.

Таким образом, в сушильном объеме камеры сушки кипящего слоя непрерывного действия создаются условия стабильного кипения для слоя материала с различным гидравлическим сопротивлением, что значительно уменьшает возможность перемешивания влажного и сухого материалов. Кроме автоматической регулировки процесса кипения за счет переменного гидравлического сопротивления решетки в данной конструкции не исключается возможность активной ручной регулировки процесса продвижения материала вдоль KBмеры сушки за счет переливных порогов, которые могут создавать дополнительные локальные сопротивления для продвижения материала вдоль камеры сушки.

Пример. Способ был проверен на лабораторной установке, представляющей собой камеру сушки непрерывного действия. Вначале камера оборудовалась газораспределительной решеткой с одинаковым живым сечением 8% по всей длине. В ней были подвергнуты сушке два вида высоковлажного дисперсного материала: мезга легких (фиг. 1 кривая а) и яблочные выжимки (фиг. 1, кривые b и с), экспозиция сушки которых при одинаковых режимах примерно одинакова. Затем камера сушки была оборудована решеткой с переменным живым сечением, имеющим четыре ступени со следующим живым сечением: 14, 10, 8,6 и 8%. В этой камере также производилась сушка при тех же начальных параметрах яблочной выжимки и мезги легких. Сравнение производилось по количеству влажного материала с влажностью 15% и более в 1 кг высушенного продукта.

Данные приведены в таблице (полученные данные не распространяются на промышленные сушилки).

Из сравнения видно, что при сушке на решетке с переменным живым сечением равномерность сушки во всех случаях выше.

890 0,168 0,062

100 0,130 0,048

80 О,! 42 0,031

Риг. d

AP

Составитель А. Железнов

Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верес Корректор Т. Колб

Заказ 6654I31 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4