Способ сушки гранулированных материалов

 

Изобретение относится к технике сушки гранулированных материалов в кипящем слое и позволяет интенсифицировать процесс сушки за счет того, что на кипящий слой одновременно воздействуют встречными вертикальными акустическими потоками и дополнительным акустическим потоком в горизонтальной плоскости, что позволяет равномерно распределить плотность интенсивности акустических полей во время процесса сушки по высоте кипящего слоя и в 3-4 раза уменьшить время сушки. Устройство для осуществления способа содержит камеру кипящего слоя, связанную с вентилятором 2 воздуховодами, которые выполнены в виде акустических волноводов, настроенных на лопаточную частоту вентилятора с учетом эффекта Допплера (волноводы 8 и 15), и на вихревую частоту звука вентилятора 2 (волновод 5), что позволяет осуществить указанный способ без дополнительных затрат энергии на создание акустических полей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 1 26 В 17/10, 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4282028/24-06 (22) 13.07.87 (46) 23.01.90. Бюл. Г 3 (71) Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова (72) Е.A. Вагнер, В.С. Кузьменков, И.В. Иинец, О.Б. Полянский, И.И. Скибинский и Е.И. Нироков (53) 66.047.45.096.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

553424, кл. F 26 0 17/10, 1975

„„SU„„1537991 А1

2 (54) СПОСОБ СУНКИ ГРАИУЛИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике сушки гранулированных материалов в кипящем слое и позволяет интенсифицировать процесс сушки за счет того, что на кипяций слой одновременно воздействуют встречными вертикальными акустическими потоками и дополнительным акустическим потоком в горизонтальной плоскости, что позволяет рав1937991

2 Z.n ° (!+V/C) 1. = 3/2 Ж ° 1 D ° n, С

z 4 ° п -(1-v/с) номерно распределить плотность интенсивности акустических полей во время процесса сушки по высоте кипящего слоя и в 3-4 раза уменьшить время суш5 ки. Устройство для осуществления способа содержит камеру кипящего слоя, связанную с вентилятором 2 воздуховодами, которые выполнены в виде акусти1О

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, касается способа сушки гранулированных материалов в аппаратах кипящего слоя с использованием акустической энергии и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — интенсификация процесса сушки.

На чертеже представлена установка для реализации способа сушки гранулированных материалов. 25

Установка содержит сушильную камеру 1 кипяцего слоя, вентилятор 2, сбросной канал 3 с заслонкой 4, акустический волновод с заслонкой 6, теплообменник 7, соединенный с выход30 ным патрубком вентилятора 2 посредством канала, выполненного в виде акустического волновода 8, начинающегося ,от языка 9 вентилятора, снабженного заслонкой 10. К сушильной камере 1 примыкает бункер 11, связанный с ней Ç5 через загрузочный канал (не показан), перекрываемый заслонкой 12. К бункеру 11 подключен возвратный канал 13 с заслонкой 14. Выходной патрубок сушильной камеры 1 связан с входным пат-40 рубком вентилятора 2 рециркуляционным каналом, выполненным в виде акустического волновода 15 с заслонкой 16. В сушильной камере 1 над теплообменни45 ком 7 размещена газораспределительная решетка 17, а к крышке сушильной камеры 1 присоединен загрузочный канал

18 с заслонкой 19. К входу вентилятора 2 присоединен воздухозаборник с заслонкой 20. В камере 1 установлен датчик 21 температуры, связанный с регулятором 22 расхода пара (дроссель) в теплообиеннике 7.

Характерные размеры акустических волноводов 8 и 1 соответствуют неравенствам: ческих волноводов, настроенных на лопаточную частоту вентилятора с учетом эффекта Допплера (волноводы 8 и

1g), и на вихревую частоту звука вентилятора ? (волновод 5), что позволяет осуцествить укаэанный способ без дополнительных затрат энергии на создание акустических полей. 1 ил. т.е. рассчитаны на частоту 4 и, генерируемую работающим вентилятором 2 эа счет взаимодействия нестационарного потока из межлопаточного пространства с языком 9 вентилятора 2 с поправкой на эффект Допплера, что позволяет при выполнении стенок волноводов 8 и 1) жесткими довести поток акустической энергии до слоя кипя-, цего материала почти без потерь. Характерный размер волновода 5 соответствует условию рассчитанному на вихревую частоту вентилятора 2, генерируемую им за счет вихреобразования при сходе потока с лопатки рабочего колеса толщиной 3

Выполнение каналов в виде волнсводов в соответствии с приведенными зависимостями позволяет эффективно передать акустическую энергию от вентилятора 2 к кипящему слою в сушильной камере 1. Так, например, в сушилке с вентилятором 2, работающим на частоте 1700 об./мин и имеющем 12 лопаток толщиной 2 мм на рабочем колесе диаметром 900 мм, уровень звукового давления достигает 101 дБ на частоте i n - =340 Гц на срезе языка 9, и 98 дБ на вихревой частоте ж.п D n/8=

= 8090 Гц. Акустический поток, распространяющийся по волноводу 8, характерный размер которого для этих условий L = 300 мм, практически без ослабления (так как стенки волновода выполнены жесткими) достигает сушильной камеры 1, нижняя часть которой выполнена в виде поворотного акустического рупора, и воздействует на кипящий слой снизу. Характерный размер волновода 1 для этих условий

= 400 мм обеспечивает эффективную пе15379 редачу акустической энергии от вентилятора 2 к кипящему слою в камере 1 в направлении сверху вниз. Акустичес.кий волновод 5 выполнен плоским и ре5 эонансно настроен на вихревую частоту звука рабочего колеса вентилятора

2 для этих условий (1.з= 20 мм), что обеспечивает уровень акустического потока 97 дБ на частоте 8090 Гц в мес-10 те ввода горизонтального акустического потока в кипящий слой.

Способ сушки гранулированных материалов осуцествляется следующим образом. 15 установка работает по следующим циклам: пневматическая загрузка материала; акустическая сушка материала; пневматическая выгрузка материала. 20

При выполнении первого цикла открывают заслонки 4, 16 и 19, а заслонки 6,10,20 и 14 закрывают, заслонка 12 закрыта во время загрузки и сушки. Вентилятор 2 создает разреже- 25 ние в загрузочном канале 18,. и исходный материал засасывается в сушильную камеру 1.

При сушке материала (второй цикл) заслонки 6,14 и 19 закрыты, заслонки

10 и 16 полностью открыты, а заслонки 4 и 20 приоткрыты для обеспечения обновления сушильного агента. Газ, нагнетаемый вентилятором 2, поступает в теплообменник 7, подогревается и проходит .через гаэораспределительную решетку 17 и сушильную камеру 1, где ожижает слой влажного гранулированного материала, например полистирола. Одновременно по акустическим 40 волноводам 8 и 15 распространяются встречные акустические потоки с частотой 4 и (1+Ч/С),воздействующие на кипящий слой сверху и снизу. Дополнительный акустический поток распро- 45 страняется по волноводу 5 и воэдей-! ствует на кипящий слой в плоскости, перпендикулярной встречным акустическим потокам. В результате в кипящем слое равномерно распределяются акус- 50 тические поля достаточно высокой мощности (до 1 мкВт/см ) и интенсифици91 6 руется массоперенос влаги из пор материала к греющему газу по всей толцине кипящего слоя. Далее газ поступает через выходной газовый патрубок в волновод 15, где смешивается с холодным газом, поступающим через заслонку 20 иэ окружающей среды ° Далее газовый поток проходит через вентилятор 2, часть потока выбрасывается через канал 3 и очищаюцие устройства (не показаны) в атмосферу, а остальной поток вновь поступает в теплооб". менник

При изменении температуры в кипящем слое сушильной камеры 1, фиксируемым датчиком 21 температуры, подается команда на регулируемый дроссель

22, который изменяет расход теплоносителя таким образом, чтобы поддержать температуру сушильного агента в камере 1 на заданном уровне.

При снижении влажности материала до заданной величины включается третий цикл - пневматическая выгрузка материала, для чего заслонки 4, 10, 16 и 20 закрываются, а заслонки 6,14 и 12 открываются, и высушенные гранулы материала выдуваются из сушильной камеры 1 в бункер 11 потоком газа из волновода 5. Далее циклы повторяются. !

Предлагаемый способ позволяет ин-, тенсифицировать процесс сушки без подвода дополнительной энергии на создание акустических полей.

Формула изобретения

Способ сушки гранулированных материалов в псевдоожиженном слое путем одновременного воздействия на материал потоками теплоносителя и акустической энергии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, воздействие на материал осуществляют в вертикально направленных встречных потоках акустической энергии с дополнительным подводом потока акустической энергии в направлении, перпендикулярном встречным потокам.