Установка для тепломассообменных процессов

 

Применение: в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности , где требуется использование сушильных и охлаждающих агентов и их регенерация . Сущность изобретения: установка содержит регенерационный блок, установленный на газопроводах циркулируемых сушильных и охлаждающих агрегатов по замкнутым циклам во взаимодействии с замкнутыми циклами циркулируемых растворов продукта, заключенных в блоках, что позволяет интенсифицировать процессы тепло-массообмена, ликвидировать газовые и жидкостные выбросы, потери продукта и снизить энергозатраты. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 0 3/32, 53/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ лм

° ° ьви

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4920932/26 (22) 13.02,91 (46) 15.04,93. Бюл. 1Ф 14 (71) Московское научно-производственное объединение химического машиностроения (72) В.В.Михайлов, А.Б.Рольщикова, И.В.Калинина, Г.А.Нижегородов, Н.H.Ðèáàêoaà, П.И.Гриднев и В.А.Голубцов (56) Заявка Японии М 61-45484, кл. В.01 D. 53/26, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1166812, кл. В 01 J 2/04, 1985. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Предлагаемое изобретение относится к аппаратурному оформлению установок для тепломассообменных процессов и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической, металлургической и других отраслях промышленности, где требуется использование сушильных и охлаждающих агентов и их регенерация.

Цель изобретения — интенсификация процессов, ликвидация газовых и жидкостных. выбросов, потерь продукта и снижение энергозатрат пугем газожидкостной и температурной обработки загрязненных газообразных агентов.

На фиг. 1 изображена технологическая схема установки; на фиг. 2 — регенерационный блок установки; на фиг. 3 — блоки и теплообменник, установленные последовательно; на фиг. 4 — продольный разрез аб« . Ы 1808343 А1

2 (57) Применение: в химической, пищевой, . фармацевтической и других отраслях промышленности, где требуется использование сушильных и охлаждающих агентов и их регенерация, Сущность изобретения: установка содержит регенерационный блок, установленный на газопроводах циркулируемых сушильных и охлаждающих агрегатов по замкнутым циклам во взаимодействии с замкнутыми циклами циркулируемых растворов продукта, эаключенных в блоках, что . позволяет интенсифицировать процессы тепло-массообмена, ликвидировать газовые и жидкостные выбросы, потери продукта и снизить знергозатраты. 1 з,п.ф-лы, 4 ил. сорбера с входным усеченным конусом на контактном патрубке. а

Установка для тепломассообменных (ф процессов состоит из сушильного агрегата

1, охлаждающего агрегата 2 и регенерцион- рр ных блоков 3, Сушильный агрегат 1 имеет трубопровод 4 для ввода исходного продукта, трубопровод 5 для вывода продукта, газопровод 6 4 для вывода отработанного газообразного (сушильного) агента и газопровод 7 для вво- . ) да регенерированного газообразного агента (сушильного агента), Сушильный агрегат . 1 составляет с блоком 3, теплообменником 8, газодувкой 9 замкнутый цикл по газойроводам 6,7,10.

Охлаждающий агрегат 2 связан трубопроводом 5 с сушильным агрегатом 1 и имеет трубопровод 11 для вывода готового продукта, газопровод 12 для вывода отработан1808343 ного газообразного агента (охлаждающего агента) и газопровод 13 дпя вывода регенерированного газообразного агента (охлаждающего агента). Охлаждающий агрегат 2 составляет с блоком 3 и газодувкой 9 замкнутый цикй по газопроводам 12, 13.

Регенерационный блок 3 выполнен s виде жидкостного замкнутого цикла, оборудованного газожидкостным абсорбером 14, сборником 15.,циркуляционным насосом 16 и теплообменником 17„объединенных между собой трубопроводами 18.

Последний регенерационный блок 3 в замкнутом цикле сушильного агрегата 1 оборудован испарителем 19.

Регенерационные блоки 3 соединены между собой трубопроводами 20 и с коллектором 21, Регенерационный блок 3 (см.фиг. 4) оборудован абсорбером 14, выполненным на койтзктном патрубке 22 с усеченным конусом 23 и сепаратором 24.

Установка работает следующим образом, ° В существующих производствах народного хозяйства, где обработке подввергаются сыпучие гранулированные, таблетированныеидругие продукты, при их сушке и термической обработке используют газообразные агенты.. При этом происходит загрязнение (запыление) газообразного агента(сушильного агентз) и насыщение его влагой.

Очистку от пыли, доведение температуры. до нормы и снижение влагосодержзния газообразного агента (сушильного агента) проводят в установке. с использованием газожидкостного метода.

В качестве примера выбран процесс гранулирования, сушки и охлаждения кзрбамида воздухом в производстве минеральных удобрений.

Исходные продукты концентрированного раствора карбамида (с температурой

120 С и концентрацией 90-99 ) поступают по трубопроводу 4 в сушильный агрегат 1, в котором образование и формирование гранул и их сушка сушильным агентом.(возду хом) проводится в устройствах различного типа (в аппаратах, использующих псевдоожиженный слой, в грануляционных башнях, в пневмосушилках и т,д.). Высушенные гранулы по трубопроводу 5 передаются в охлаждающий агрегат 2, где гранулы охлаждаются и в виде готовой продукции выводятся по трубопроводу 11.

Сушильный агент (воздух) поступает в сушильный агрегат 1 по газопроводу 7 (с температурой 80 С и влагосодержанием

0,020 кг НгО/кг сухого воздуха). Из сушильного агрегата 1 отработанный, загрязненный мелкими частицами (пылью) карбамида (с температурой 80 С и влагосодержанием

0,027 кг HQO/кг сухого воздуха) сушильный агент последовательно поступает по газопроводу 6 в регенерационный блок 3 и по газопроводу 10 в следующий регенерационный блок 3, в которых загрязненный суйильный агент в газожидкостных потоках

10 контактных патрубков 22 абсорберба 14 ., очищается от пыли карбомида и следов аммиака и охлаждается. (до 25 С). Регенерйрованный сушильный агент по газопроводу 7 проходит через теплообменник 8, где йодо15 гревается (до 80 С) и возвращается в сушильный агрегат газодувкой 9, чем и замыкает по газопроводам 6, 10 и 7 замкнутый цикл сушильного агрегата 1.

Замкнутый цикл охлаждающего агреге-, 20 та 2 также включает связанный газопроводами 12, 13 регенерационный блок Э, который обеспечивает охлаждение газооб. разным агентом (охлаждающим згентоМ) гранул карбамида до товарной темперзтурМ

25 (25-30ОС).

Каждый регенерационный блок 3 обеспечивает газожидкостную регенерацию загрязненного, влагонасыщенного, горячего газообразного агента, который. проходя по

30 контактному патрубку 22 абсорбера 14, соприкасается с подаваемым в полость пзт-. рубка 22 холодным раствором карбамида и следами аммиака. Образующаяся газожидкостная смесь газообразного агента (возду35 ха) и раствора карбамида в турбулентном потоке обрабатывается при скоростях выше

15 м/с, Газообразный агент (воздух) очищается от пыли карбамида, который растворяется в каплях раствора карбзмида (до

40 концентрации 40 ) и охлаждается (с 80ОС до 30-25ОС). При этом влагосодержание сушильного агента (воздуха) за счет понижения температуры снижается (с 0,027 до

0,020 кг НэО/кг сухого воздуха), объем его

45 уменьшается эа счет эффекта "барометрического сжатия" (в частности для температур от 80 С до 30 С на 0,2 м ). Сконденсированная влага в виде капель раствора карбамида и следов аммиака отделяется от сушильного

50 агента (воздуха) в сепараторе 24 абсорбера

14 и возвращается в жидкостной замкнутый цикл. В замкнутом цикле в каждом регенерационном блоке 3 раствор карбамида со следами аммиака циркулирует из абсорбера

55 по трубопроводам 18 последовательно через сборник 15,.циркуляционный насос 16 и теплообменник 17. Циркулируемый раствор карбамида со следами аммиака в абсорбере

14 при газожидкостной обработке сушильного агента (воздуха) нагревается (при ох1808343

10

25 при гаэожидкостной обработке, при пони. жении температуры и скорости проходяще- 30

35 лаждении воздуха), а в теплообменнике охлаждается для последующего осуществления теплосъема в сушильном агенте. Для улучшения теплосъема в сушильном агенте в регенерационном блоке 3 дополнительно устанавливается испаритель 19 для большего охлаждения циркулируемого раствора и для улучшения снижения влагосодержания в газообразных агентах.

Для поддержания температурных режимов в блоках 3, в установке в целом, блоки

3 между собой связаны трубопроводами 20.

По мере насыщения циркулируемых растворов карбамидом (до 40%). они выводятся в коллектор 21 возврата насыщенного раствора в трубопровод 4 для исходных продуктов в сушильный агрегат 1. Восстановление баланса после вывода насыщенного раствора через коллектор 21 циркулируемых растворов происходит эа счет подпитки сконденсированной влагой иэ регенерированных газообразных агентов (сушильных агентов).

Для снижения энергозатрат в абсорбере 14 блока 3 используется на контактном патрубке 22.усеченный конус 24, площадь входного отерстия которого выполнена с учетом эффекта "барометрического сжатия" го в полости контактного патрубка 22 газообразного агента. Благодаря усеченному конусу 24 и эффекту "барометрического сжатия" сокращаются энергетические затраты газодувки 9.

Преимуществами предлагаемой уста овки, по сравнению с прототипом, является использование рассмотренных выше регенерационных блоков замкнутых циклов по обработке циркулируемых газообразных агентов (сушильных и охлаждающих агентов) во взаимодействии с замкнутыми циклами по обработке циркулируемых в элоках растворов.

Обеспечение замкнутых циклов газожидкостным абсорбером. сборником, циркуляционным насосом, теплообменниками и испарителем, трубопроводами от циркуляционных насосов блоков, коллектором возврата насыщенного раствора и усеченным конусом на контактном патрубке абсорбера, что, в свою очередь, осуществляет: — интенсифицирование проводимых процессов тепломассообмена в замкнутых ц. клах газожидкостной обработки газообразных агентов(сушильных и охлаждающих агентов) и циркулирующих растворов продукта (процессов теплообмена, теплосъема и конденсации влаги в капли с растворением в них загрязнений продукта газообраз40

55 ного агента. насыщение циркулируемых растворов продуктов в блоке); — использование постоянных объемов газообразных агентов, циркулируемых в замкнутых циклах, беэ их санитарной обработки и сброса в атмосферу: — возврат жидкостных, циркулируемых в замкнутом цикле блока растворов, насыщенных продуктами в производстве товарного продукта без их сброса со сточными водами, которые требуют санитарной обработки улавливания продукта и следов газообразных веществ (в нашем примере— аммиака);

-снижение энергозатрат за счет теплообмена циркулируемыми растворами между блоками и эффекта ".барометрического сжатия", экономящего электроэнергию в газодувках.

Формула изобретения

1, Установка для тепломассообменных процессов, включающая сушильный и охлаждающий агрегаты обработки сыпучего продукта, газопроводы, трубспроводы, газодувки и аппараты для регенерации газообразных агентов циркулируемым раствором продукта, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процессов, ликвидации газовых, жидкостных выбросов и потерь продукта и снижения энергозатрат путем газожидкостной и температурной обработки загрязненных газообразных агентов, она снабжена регенерационными блоками, выполненными в виде замкнутых циклов жидкостной и температурной обработки газообразных агентов, снабженными каждый гэзожидкостным. абсорбером, сборником, циркуляционным насосом и теплообменником и расположенными на замкнутых циклах газопроводов сушильного и охлаждающего агрегата, при этом на газопроводе в замкнутом цикле сушильного агрегата установлены последовательно блоки и теплообменник, а конечный блок снабжен испарителем для охлаждения циркулируемого раствора до температуры не выше точки росы газообразного агента и блоки на замкнутых циклах газопроводов сушильного и охлаждающего агрегатов соединены между собой трубопроводами от циркуляционных насосов и с коллектором возврата насыщенного раствора продукта в сушильный агрегат.

2.Установка поп. 1,отличающаяся тем, что регенерационный блок снабжен абсорбером, установленным на контактном. патрубке с входом усеченным конусом, площадь входного отверстия которого выполнена с учетом эффекта барометрического

1808343 сжатия при газожидкостной обработке, понижении температуры и скорости проходящего в полости контактного патрубка газообразного агента.

1808343

Фиг.4

Составитель В. Михайлов

Техред М. Моргентал Корректор С. Пекарь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1232 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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