Способ псевдоожижения зернистых материалов

 

Изобретение относится к способам псевдоожижения дисперсных материалов и позволяет улучшить равномерность обработки дисперсного материала и уменьшить унос частиц. Способ проводят в несколько стадий, накладывая колебания на ожижающий агент, при этом амплитуду колебаний ступенчато уменьшают от стадии к стадии при постоянной средней скорости псевдоожижения , равной 1,2-2,0 скоростям начала псевдоожижения, 3 табл.

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 В О1 J 8/40

ОПИСЯНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТаЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4030383/31-26 (22) 28.02.86 (46) 30.05.88. Бюл. Р 20 (71) Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова (72) В.С.Ефремцев, М.П.Шаченок и А.В.Деваев (S3) 66.096.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 323148, кл. В 01 J 8/24, 1970. (54) СПОСОБ ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ ЗЕРНИСТЫХ

NATEPИАЛОВ

„„SU„„1398898 (57) Изобретение относится к способам псевдоожижения дисперсных материалов и позволяет улучшить равномерность обработки дисперсного материала и уменьшить унос частиц, Способ проводят в несколько стадий, накладывая колебания на ожижающий агент, при этом амплитуду колебаний ступенчато уменьшают от стадии к стадии при по-. стоянной средней скорости псевдоожижения, равной 1,2-2,0 скоростям начала псевдоожижения. 3 табл .

1398898

Изобретение относится к технике псевдоожижения дисперсных материалов, особенно мелкодисперсных или склонных к слипанию и может найти примеЭ

5 нение в химической, пищевой, медицинской, . микробиологической и других отраслях промьпаленности.

Цель изобретения — улучшение равномерности обработки дисперсного материала и уменьшение уноса.

Способ осуществляют следующим образом.

В реактор помещают дисперсный материал, который приводят в состояние псевдоожижения. Процесс псевдоожижения зернистого материала делят на

2-5 стадии. На первой стадии псевдо-! ожижения ожижающий агент подводят с максимальной амплитудой (максимальной 20 скоростью псевдоожижения) и минимальным коэффициентом заполнения, т.е. минимальным отношением времени открытия клапана с к периоду колебаний Т.

На дальнейших стадиях амплитуду коле-.25 баний (максимальную скорость потока) ступенчато снижают, а коэффициент за-. полнения соответственно увеличивают.

На заключительной стадии псевдоожнжения максимальная скорость потока Ч„„„ 30 за период колебаний имеет самое низкое значение, а коэффициент заполне:ния — самое большое. Изменение амплитуды колебаний и коэффициента заполнения связано между собой так, чтобы

35 всегда выполнялось соотношение ю() й, N =- — — — - const (1)

СР Т где M — средняя скорость превдоожиСР жения. 40

В случае прямоугольных колебаний эта связь получает простой вид

n„ () т.е. произведение максимальной ско- 45 рости псевдоожижения (амплитуды колебанйй) на коэффициент заполнения яв" ляется постоянной величиной, равной средней скорости псевдоожижения.

Это условие позволяет осуществлять50 подвод постоянного количества тепла с газом-теплоносителем на всех ста;

1 диях обработки.

Для лучшего разбиения комков при цсевдоожнжении комкующихся материалов дополнительный эффект дает организация колебаний скорости ожижающего агента в форме импульсов с крутым передним фронтом. Воздействие такого импульса на слой аналогично ударному воздействию на вязкий материал, в результате чего разбиваются образующиеся комки, Пример . На экспериментальных установках псевдоожиженного слоя производилась сушка следующих дис» персных материалов: зерен мака со средним диаметром частиц се =0,9 мм, Влажного песка с с1„=0,5 мм и кристаллического лизина с d =0,2 мм. Сушка производилась в режиме импульсного псевдоожижения с наложением колебаний на ожижающий агент. Колебания налагалиаь с частотой 0 5; 1; 1,5 и 2 Гц.

Амплитуда колебаний (максимальная скорость, псевдоожижения) и средняя скорость псевдоожижения устанавливались соответственно табл. 1.

В табл. 1 приведены основные параметры импульсного псевдоожижения .для серии опытов по сушке мака при частоте пульсаций 0 5 Гц. Всего быпо проведено 12 подобных, серий опытов, каждая из которых отличалась видом материала и частотой колебаний (3 вида материала х 4 частоты).

Как видно из табл. 1, опыты 1-6 в серии проводились при изменении параметров колебаний скорости ожижающе". го агента, опыты 7-12 — соответственно известному способу, а опыты 13-18соответственно предлагаемому способу псевдожижения. Остальные параметры процесса (температура сушильного . агента и длительность сушки, высота слоя и геометрия аппарата) поддерживались в каждой серии одинаковыми.

В каждом эксперименте производилось определение потерь материала с уносом в процессе псевдоожижения, а также оценка равномерности конечной влажности продукта. Равномерность конечной влажности оценивалась значением коэ ициента вариации, 1(ч — ч. ) . 7Ф- — — — ««- — — 100(X) п-1 (3)

ЧСР -- где n — число отобранных в различных частях слоя проб; — конечная влажность материала ! в i-й пробе;

Чс - средняя конечная влажность материала.

Результаты экспериментов представлены в табл. 2 и 3.

В табл. 2 приведены значения уноса

С,„ /С „ (Х) при различных способах

1398898

Амплитуда колебаний (максиСредняя скорость псевдоожижения

Опыт Псевдоожижаемый маЧастота колебаний, Гц териал мальная скорость) 2,5

1,25

2,92

1,46

3,33

3,75

1,67

1,88

4,17

2,08

5 0

2,5

8

9 Мак

=0 25 м/с

2,5

2,92

3,33

1,0 — 1,67

1,25 - 2,5

1,46 — 2,92

0,5

1,67 — 3,33

3,75

1,88 — 3,75. 2,08 — 4,17

1,25

4,17

5,0

2,92-2,08

11

12

14

3> 33" 2» 92 2 5

Зу75-3,56-3,33-2,92

4,2-3,8-3,6-3,3-2,92

1,46

1,67

1,88

4,58-4,33-4, 17»3, 75

2,08

5, 42-5, 00-4, 58

2,5 псевдоожижения, где G>„ — масса потерь с уносом после фиксированного времени псевдоожижения, à G „ — масса оставшегося в аппарате материала.

В табл. 3 для тех же режимов показаны значения коэффициентов вариации

V (7) конечной влажности отобранных в конце сушки проб, рассчитанные по уравнению (3), при различнЬис спо" собах псевдоожижения.

В табл. 2 и 3 опыты 1-6 относятся к способу псевдоожижения с наложением колебаний на ожижающий агент с постоянной частотой и амплитудой, опыты 7-12 дают сведения о величине уноса и коэффициентах вариации при псевдоожижении материалов по известному способу, опыты 13-18 показывают эти же характеристики при организации псевдоожижения по предлагаемому способу.

Ф о р м у л а изобретения

Способ псевдоожижения зернистых материалов путем наложения колебаний на ожижающий агент посредством открытия и закрытия клапана с изменением соотношения времени открытия и закрытия клапана в течение одного периода колебаний, отличающийся тем, что, с целью улучшения равномерI ности обработки и уменьшения „уноса, процесс псевдоожижения проводят в несколько стадий, амплитуду колебаний ступенчато уменьшают от стадии к стадии при постоянной средней скорости псевдоожижения, равной 1,2-2,0 скоростям начала псевдоожижения.

Таблица 1

1398898

Т ° Ьлица2

Величина уноса g «„/О„

IGay>as 1 4 (иах) при частоте, Гц Серна 5-8 (лесок) при частоте, Гд ) Серия 9-12 (лмаин) нрн частоте, Гц

I 1,$ 2

1,91! ° 62 1,73 t, TÂ

1, fs 1,52 \,48

1,25 1,60 1,62

1,56 1 43! ° 25 1 ° 31! ь 22

t,$$

2,00

l,97 1,S8 1,86

2, 15 2,08 2, 12

2,34 2,21 2,40 t>28 t>3Ç t,30

1,$8

1>40 t ° 71 1 ° 77. 1 ° 69

2>23

1,SS I 42 1>35

1 ° 45 1,50 t>40

I,SS 1,67 t,52

1>92 2,00 l>8$

0,79 0,75 0,82

I,7Э

1,43 1 ° 84 1,82! ° 8l

2,45

1 > 83

2,56 2,SO 2,6!

lь50 2 ° 05 2>00 2 ° 11

2,08

2,77

1,68 2,33 2,40 2,38 2,39

3,35

088 t 14 108

1,21

l. 33

1,56, 0,93 1,12 l,f5 1 ° 34 1,40

0>83 0,65 0,66

1,60

0,85 0,82 0,91

О 95- I 20 1 20 l 32

l,Э8

1,6Ь

0,95

1°, 73

l0 0,93

Iь07 38 1°, 43

l,23 1,49 1,52

1,45

1,51

Т ° 63

t,04 < .98

1,15

1,56

1,96

1 ° 17

1,28

l,40 1,63 1,60 1, 72 1,80

t,22

2,3В

024 ОЗО I) 27 ОЗI 038 040

0,39

0 43

0,50 0,61 0,54

0,65

0,ЗО 0,38 0,37 0,37 0,42

0>22 0,3! 0>28

0>22 0>28 0>3f

0,28 0>27 0,32

0,62

0,40 0,45 .

О ° 32 0,41 0,42

0,63

0>S5 0,40 0,39 0,45 0>SD

0,66

17 031. 030 035

0,40 0,45 0,46 0,48 0,$$

0,70

1,25

0,78 0,87

0,62

0,71 0,75 0,80!

8 О S2 О 58

Т а Ь л и ц а 3

Коэффициент варнацтпт (V) хоначной влахаости материалов> 2

Г:1: лри ч

Т,Э,5 1 15 2 О,S 1,5 2 9,2 8,7

8,8

В,З

8,3

3,1

8,3 7,9

10,1 9>2

9>3

8,4 8,8

8,7

9>0

9,2

3,6 9,0

9,9

7>9 9,0

9>7 ° 9,2

8>8

8,Э 8,5

9,3 9,6

9,5

10 ° 6

9,2 f2 t 108 lf О

У 114 108 tl d

12,2 Т1>7 11,6 . IЭ,Э

6 12,0 11 3 12,1 !2;3 i f0,4 11,7

10,7 11,6 11,9

11,6 12,3

12,8

10,3

9 11 2 If>7 12 3

t0 116 10 9 109

l1 f0>8 100 1! 6

9,9 12>0

9,5 10,3!

0>-!

81,4

11,6

11>1 11>$ 11>5

l2>3

8,8 11,0

10> 7

f1 >б

ll 9

f2 1D> l

tS 3,2

10,$10,2

10> 5

9,0 11,1

t0>2

11,6 4,0

3>t

3,8

2,9

2,7

3,8

3,7

3„,$

3,8

3,2

3,3

3 t

2,7

3,5

З,4

4 1

3>3

3,2 2,6

3,6

2>9

3,6

3>6

4>D

2,8

5 Т

3,1

3,2

3;3

3,9

3,8

3 ° S 3,7

2,9

3,0

3,1

3 ° Э 3 6

3,2

Эьб

3,! 2,8

3,5

3,3

3,0

З,s s>s

3. 9,3

5 9,2

14 3,5 l5 4,0

16 S,d

17 >З,Э

IS. 4,0

t0,9 t3 2

11,2 12 ° l

10,7 10>5

9,8 10,8

9,6 10,7

Э, f 2,8

Э,IT 3,0$ З>22

1>32 1,35 1,48

l 38 137 145

1 ° 44 1 ° 48 1,53

1,63 1,62 1,67 ! ° 73 175 189

2,03 2,fO 2,24

052 053 053

0,52 0,56 0,56

0,53 0,60 0,58

0,58 0,62 О,ЬТ

0,80 1>03 0,98!

0,5 11,8

10,0 10 6

3,6 Фь1

З.В ж,2

3,7 3,3

4,1 3,8

3,5 3,7

4,2 3,$