Способ управления процессом распылительной сушки

 

Использование: в сушильной технике, а именно автоматизации процессов, распылительной сушки композиции синтетических моющих средств. Сущность изобретения: в способе управления распылительной сушки путем поддержания заданного температурного режима по температуре сушильного агента, давлению в линии подачи материала и вязкости последнего, воздействием на расход и температуру теплоносителя и расход материала, сушильный агент обрабатывают водой, сконденсированной из отработанного сушильного агента, причем соотношение величин влажности высушенного продукта и его количества на выходе из распылительной сушилки автоматически поддерживают на постоянном уровне. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сушильной технике, а именно к автоматизации процесса распылительной сушки композиции синтетических моющих средств (СМС).

Известен способ автоматического управления процессом распылительной сушки путем поддержания заданного температурного режима по температуре сушильного агента, давлению в линии подачи материала и вязкости последнего, воздействием на расход и температуру теплоносителя и расход материала [1].

Однако известный способ автоматического управления недостаточно точен и имеет низкий КПД.

Известен способ автоматического управления процессом распылительной сушки [2] путем поддержания заданного температурного режима по температуре сушильного агента, давлению в линии подачи материала и вязкости последнего, воздействием на расход материала, при этом с целью повышения точности управления и повышения КПД процесса, осуществляемого в сушилке, оборудованной скруббером, дополнительно измеряют концентрацию, расходы подскрубберной жидкости и материала, воздействуют на расход оросительной жидкости в скруббере по соотношению этих расходов с коррекцией по концентрации подскрубберной жидкости, причем материал перед распылом подогревают с помощью теплового потока, регулируемого в зависимости от величины вязкости материала (прототип).

Однако известный способ автоматического управления недостаточно точен, не позволяет управлять структурой и дисперсным составом высушенного продукта. При применении данного способа в производстве порошкообразных СМС получаемый продукт обладает низкой насыпной плотностью, гранулы порошкообразного СМС сильно деформированы и частично разрушены, так как при интенсивном обезвоживании в среде сухого сушильного агента на поверхности капли композиции кристаллизуется твердая корка, замедляющая дальнейшее удаление влаги. Когда температура капли превысит 100^оС, раствор под коркой вскипает, что приводит к увеличению объема капли почти в 2 раза, деформации корки и частичному разрушению высушенных гранул в процессе сушки, что вызывает образование значительного количества пылевидной фракции.

Целью изобретения является улучшение структуры и дисперсного состава конечного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления распылительной сушки, путем поддержания заданного температурного режима по температуре сушильного агента, давления в линии подачи материала и вязкости последнего воздействием на расход и температуру теплоносителя и расход материала, сушильный агент обрабатывают водой, сконденсированной из отработанного сушильного агента, причем соотношение величин влажности высушенного продукта и его количества на выходе из распылительной сушилки автоматически поддерживают на постоянном уровне.

На чертеже представлено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит распылительную сушилку 1, линию подачи композиции 2, аппараты сухого обеспыливания отработанного сушильного агента 3,4, вентилятор 5 для отсоса сушильного агента из сушилки, теплообменник 6 для подогрева сконденсировавшейся влаги, идущей для инжекции сушильный агент, теплообменник 8 для подогрева атмосферного воздуха идущего из аэрлифта, вентилятор 7 для отсоса подогретого атмосферного воздуха из теплообменника, сборник сконденсировавшейся влаги 9, вентилятор 11 для подачи атмосферного воздуха в аэрлифт, аэрлифт 26, сепаратор аэрлифта 13, фильтр 12 для обеспыливания атмосферного воздуха после аэрлифта, линию отвода горячего высушенного продукта из сушилки 15, ленточный конвейер 14 для подачи горячего высушенного продукта в аэрлифт, теплогенератор 18, вентилятор 17 для подачи первичного воздуха в теплогенератор, вентилятор 16 для подачи вторичного воздуха в теплогенератор, насос 10 для подачи сконденсировавшейся влаги для инжекции в сушильный агент, линию подачи сконденсировавшейся влаги для инжекции в сушильный агент 23, линии отвода сконденсировавшейся влаги на производство 32 и 54, линию отвода охлажденного продукта 25, линию подачи увлажненного сушильного агента в сушилку 24, линию неувлажненного сушильного агента 27, линию рециркуляции отработанного сушильного агента 19, линию подачи первичного воздуха 20 в теплогенератор, линию подачи вторичного воздуха 19 в теплогенератор, линию подогретого атмосферного воздуха 30 из теплообменника, линию подачи подогретого атмосферного воздуха 31 в линию рециркулирующего сушильного агента, линию подачи отработанного сушильного агента 29 в теплообменники, насос высокого давления 43, распылительные устройства 52, линию подачи природного газа 42. Устройство включает контур регулирования постоянного соотношения величин влажности высушенного продукта и его количества после распылительной сушилки, датчик расхода высушенного продукта 45, датчик давления композиции 44, датчик влажности высушенного продукта 38, датчик температуры сушильного агента на входе в сушилку 51, датчик разрежения в сушилке 47, датчик разрежения в аэрлифте 49, регулятор 41, исполнительный механизм 53, изменяющий подачу природного газа, исполнительный механизм 40, изменяющий подачу первичного воздуха, исполнительный механизм 39, изменяющий подачу вторичного воздуха, исполнительный механизм 48, регулирующий разрежение в сушилке, исполнительный механизм 50, регулирующий разрежение в аэрлифте, исполнительный механизм 46, регулирующий подачу композиции в сушилку.

Насыпная плотность продукта 25 измеряется датчиком 35, влажность отработанного сушильного агента измеряется датчиком 33, температура отработанного сушильного агента измеряется датчиком 34, насыпная плотность высушенного продукта поддерживается на заданном уровне при помощи регулятора 36 и исполнительного механизма 37, изменяющего количество инжектируемой в сушильный агент влаги.

Устройство работает следующим образом.

При стабильном режиме сушки для поддержания на постоянном уровне соотношений величин влажности готового продукта и его количества после распылительной сушилки, при постоянном значении величин разрежений в сушилке 1 и аэрлифте 26, датчиком температуры 51 измеряют температуру сушильного агента на входе в сушилку, датчиком влажности 38 измеряют влажность высушенного продукта, датчиком расхода 45 измеряют производительность по высушенному продукту, датчиком давления 44 измеряют давление после насоса высокого давления 43, датчиком 47 измеряют разрежение в сушилке, датчиком 49 измеряют разрежение в аэрлифте и поддерживают величины технологических параметров на заданном уровне при помощи регулятора 41 и исполнительных механизмов, из которых исполнительный механизм 48 поддерживает постоянное значение разрежения в сушилке. Исполнительный механизм 53 регулирует количество подаваемого в теплогенератор природного газа, исполнительный механизм 40 регулирует количество подаваемого первичного воздуха, исполнительный механизм 39 регулирует количество подаваемого в теплогенератор вторичного воздуха, исполнительный механизм 46 регулирует расход композиции в сушилку, исполнительный механизм 50 поддерживает постоянное значение разрежения аэрлифта.

Отходящий из распылительной сушилки влажный отработанный сушильный агент 28 отсасывается вентилятором 5 и, пройдя очистку в аппаратах обеспыливания 3 и 4, разделяется на два потока, один поток 19 рециркулирует в теплогенератор, другой поток 29 поступает в теплообменники 6 и 8, где из него конденсируется влага, собираемая в сборнике 9. Атмосферный воздух в аэрлифте 26 подогревается в процессе транспортирования горячего высушенного продукта, после аэрлифта атмосферный воздух очищается в фильтре 12 и вентилятором 11 подается в теплообменник 8, где атмосферный воздух подогревается отработанным сушильным агент 29. Из теплообменника 8, нагретый атмосферный воздух отсасывается вентилятором 7, затем поток воздуха 30 разделяется на два потока, один поток 31 смешивается с рециркулирующим сушильным агентом 19, другой поток 20 в качестве первичного воздуха подается в теплогенератор 18.

С целью управления структурой и дисперсным составом готового продукта, что оценивается по насыпной плотности высушенного продукта, измеряется насыпная плотность высушенного продукта после аэрлифта датчиком насыпной плотности 35, измеряется влажность отработанного сушильного агента датчиком влажности 33, измеряется температура отработанного сушильного агента датчиком температуры 34 и поддерживается на заданном уровне величина насыпной плотности при помощи регулятора 36 и исполнительного механизма 37, изменяющего подачу предварительно подогретой в теплообменнике 6 сконденсировавшейся влаги, которую подают насосом 10 из сборника 9.

Такой способ позволяет управлять структурой и дисперсным составом высушенного продукта, повышать экономичность процесса сушки и значительно снизить расход природного газа.

Для способа сушки эксперименты по определению влияния влагосодержания сушильного агента на структурно-механические характеристики высушенного продукта проводят на экспериментальном стенде, средний диаметр высушенной частицы измеряют с помощью микроскопа, а среднюю толщину корки гранулы определяют в микроскопе предварительно препарированной частицы.

Для способа сушки, выбранного в качестве прототипа, эксперименты по определению гранулометрического состава, влажности и насыпного веса высушенного продукта проводят на промышленной установке.

Исходные водные композиции СМС для предлагаемого способа и способа - прототипа по составу соответствуют рецептуре порошкообразного СМС "Лотос".

Насыпную плотность высушенного продукта определяют по стандартной методике ГОСТ 22567.4-77. Гранулометрический состав высушенного продукта определяют по стандартной методике ГОСТ 22567,2-77. Влажность высушенного продукта определяют по стандартной методике ГОСТ 22567,14-84.

Показатели предлагаемого способа сушки и прототипа представлены в таблице.

Как показывают приведенные в таблице данные, способ позволяет получить высушенный продукт с высокой насыпной плотностью и позволяет управлять структурой и дисперсным составом высушенного продукта. Так насыщенная плотность, по сравнению с прототипом, выше почти на 30%, грансостав улучшен на 15%.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СУШКИ путем поддержания заданных режимов по температуре сушильного агента, выходящего из сушилки, давлению в линии подачи материала и вязкости последнего воздействием на расход и температуру сушильного агента и расход материала, отличающийся тем, что измеряют насыпную плотность высушенного продукта и влажность сушильного агента, сушильный агент, подаваемый в сушилку, увлажняют водой, сконденсированной из отработанного сушильного агента, причем расход воды изменяют в зависимости от насыпной плотности высушенного продукта, влажности и температуры сушильного агента, выходящего из сушилки, поддерживая соотношение величин влажности высушенного материала и его количества на выходе из сушилки на постоянном уровне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2