Сушилка для высоковлажных материалов

 

Использование: в системах пылеприготовления влажного твердого топлива на электростанциях. Сущность изобретения: сушилка содержит наклонный полый вал, жестко соединенный с цилиндрическим корпусом с помощью установленных радиально вдоль вала групп стоек, теплообменную насадку в виде обогреваемых изнутри плоских трубчатых плавниковых панелей, установленных радиально между валом и корпусом с образованием замкнутых равновеликих секторных ячеек, выходной короб с течкой отвода подсушенного материала и систему отвода отработавшего теплоносителя, включающую кольцевой коллектор для сбора теплоносителя из панелей. Корпус и стойки выполнены полыми и сообщены между собой и с полостью вала. Система отвода отработавшего теплоносителя содержит установленный в выходной части вала цилиндрический конденсатосборник, кольцевой коллектор разделен на равновеликие секторы по числу стоек в последней группе по ходу теплоносителя. Полость конденсатосборника и полости кольцевого коллектора сообщены с полостями группы стоек. Выходная часть корпуса от предпоследнего ряда стоек помещена внутри выходного короба, течка вдоль вала разделена на секции, а в стенках полого корпуса равномерно по периметру установлены радиальные трубчатые каналы, соединяющие полости секторных ячеек с секциями течки. Диаметр трубчатых каналов постоянен в пределах каждой секции течки и увеличивается от секции к секции в направлении движения материала вдоль корпуса сушилки. Длина выходной части корпуса составляет 1/10 - 1/3 длины корпуса. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сушке и может быть использовано в системах пылеприготовления влажного твердого топлива на электростанциях, а также в других отраслях промышленности.

Известна сушилка с радиально расположенной внутри вращающегося цилиндрического корпуса насадкой, образующей с его стенкой равновеликие отсеки для сушки материала [1] Насадка и материал нагреваются проходящими внутри отсеков газами при непосредственном контакте с ними. Лопасти насадки полые и изнутри наполнены легкоплавким веществом, аккумулирующим тепло во время нагрева их газами. Недостатки этого устройства заключаются в том, что отсеки незамкнуты в центре и весь материал находится преимущественно в нижних отсеках, что снижает степень использования горячей поверхности насадки и производительность сушилки при прочих равных условиях.

Известна сушилка, содержащая вращающийся цилиндрический корпус, внутри которого расположены закрепленная на валу обогреваемая изнутри крестовина, образующая со стенками корпуса замкнутые радиальные секции, и насадка, выполненная в виде также обогреваемых изнутри трубчатых плавниковых панелей, размещенных параллельными рядами в каждой секции [2] В этой сушилке происходит более интенсивный, чем в предыдущем аналоге, тепломассообомен между греющими поверхностями и расположенным в замкнутых секциях высоковлажным материалом, что способствует лучшему использованию греющих поверхностей сушилки. Однако в результате неодинаковой высоты панелей в пределах секции при вращении сушилки движущийся между панелями материал будет получать разное количество тепла, что снижает производительность сушилки и приводит к выдаче неравномерного по влажности сушильного продукта. Кроме того, в результате попадания холодного влажного материала на необогреваемую часть сушилки стенку корпуса, в месте жесткого соединения обогреваемой крестовины с корпусом возникают некомпенсированные температурные напряжения. Эти напряжения, складываясь с механическими, создаваемыми в результате передачи крутящего момента от корпуса всей насадки через крестовину, приводят к нарушению механической прочности сушилки.

Известна сушилка для высоковлажных материалов, содержащая наклонный полый вал, жестко соединенный с цилиндрическим корпусом с помощью установленных радиально вдоль вала групп стоек, теплообменную насадку в виде обогреваемых изнутри плоских трубчатых плавниковых панелей, установленных радиально между валом и корпусом с образованием замкнутых равновеликих секторных ячеек, выходной короб с течкой отвода подсушенного материала и систему отвода отработавшего теплоносителя, включающую кольцевой коллектор для сбора этого теплоносителя из панелей [3] прототип. Эту сушилку отличает лучшая по сравнению с предыдущими аналогами организация теплообмена при более равномерном подводе тепла к каждой порции материала, заключенного в секторах между панелями. Недостатком этой конструкции является то, что в ней, как и во всех рассмотренных аналогах, нагреваются не все элементы сушилки, соприкасающиеся с материалом. Это приводит не только к снижению эффекта передачи тепла, но и к возникновению некомпенсированных тепловых напряжений. Другим недостатком прототипа, как и других приведенных выше аналогов, является то, что в этих сушилках происходит пересушка мелких фракций материала. Кроме того, в этих сушилках не предусмотрено разделение подсушенного материала на фракции. Последнее обычно осуществляется с помощью устанавливаемых за сушилкой дополнительных специальных механизмов: грохотов, сепараторов и т.п. что помимо громоздкости конструктивного решения, не обеспечивает достаточной эффективности и надежности процесса, так как охлажденный в процессе транспортировки к этим механизмам материал успевает частично утратить сыпучие свойства и обогащается кислородом воздуха с понижением взрывобезопасности.

Целью изобретения является одновременное повышение эффективности, равномерности сушки и надежности работы сушилки.

Указанная цель достигается тем, что в сушилке для высоковлажных материалов, содержащей наклонный полый вал, жестко соединенный с цилиндрическим корпусом с помощью установленных радиально вдоль вала групп стоек, теплообменную насадку в виде обогреваемых изнутри плоских трубчатых плавниковых панелей, установленных радиально между валом и корпусом с образованием замкнутых равновеликих секторных ячеек, выходной короб с течкой отвода подсушенного материала и систему отвода отработавшего теплоносителя, включающую кольцевой коллектор для сбора этого теплоносителя из панелей, корпус и стойки выполнены полыми и сообщены между собой и с полостью вала, система отвода отработавшего теплоносителя дополнительно содержит установленный в выходной части вала цилиндрический конденсатосборник, кольцевой коллектор разделен на равновеликие секторы по числу стоек в последней группе по ходу теплоносителя, а полость конденсатосборника и полости кольцевого коллектора сообщены с полостями указанной группы стоек.

Выходная часть корпуса от предпоследнего ряда стоек помещена внутри выходного короба, течка вдоль вала разделена по меньшей мере на две секции, а в стенках полого корпуса равномерно по периметру установлены радиальные трубчатые каналы, соединяющие полости секторных ячеек с секциями течки, причем диаметр трубчатых каналов постоянен в пределах каждой секции течки и увеличивается от секции к секции в направлении движения материала вдоль корпуса сушилки.

Длина выходной части корпуса сушилки может составлять 1/10-1/3 длины корпуса.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками и целью изобретения заключается в следующем.

Наличие сообщенных между собой полых вала, корпуса и стоек обеспечивает поступление теплоносителя (пара) с одинаковой температурой во все элементы сушилки, соприкасающиеся с материалом. В сочетании с организацией равномерного отвода отработавшего теплоносителя через кольцевой коллектор, группу радиальных стоек и конденсатосборник в выходной части вала это обеспечивает максимальную интенсивность сушки в сочетании с минимальными температурными напряжениями в элементах конструкции.

Размещение выходной части корпуса внутри выходного короба с разделением течки на секции и соединение полости секторных ячеек теплообменной насадки с секциями течки радиальными трубчатыми каналами увеличивающегося от секции к секции диаметра предотвращает пересушку мелких фракций материала и эффективно разделить подсушенный материал на фракции.

Выбор длины выходной части корпуса в пределах 1/10-1/3 его длины определяет оптимальное время пребывания материала в сушилке для завершения процесса сушки и разделения высушенного материала на фракции.

На фиг. 1 схематично показан продольный разрез сушилки; на фиг. 2 поперечный pазрез сушилки.

Сушилка содержит полый вал 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для соответственно подвода и отвода теплоносителя. Вал 1 установлен на опорных подшипниках 4 и жестко соединен с цилиндрическим полым корпусом 5 с помощью групп полых радиальных стоек 6.1-6.4. В пространстве между валом 1 и корпусом 5 помещена теплообменная насадка в виде радиальных трубчатых плавниковых панелей 7, образующих замкнутые равновеликие секторные ячейки 8. Сушилка содержит также систему отвода теплоносителя, включающую кольцевой коллектор 9 и цилиндрический конденсатосборник 10.

Радиальные панели 7 сообщены с полым валом 1 с помощью подводящих трубочек 11 и с кольцевым коллектором 9 посредством отводящих трубочек 12, а полость корпуса 5 и полости стоек 6.1-6.4 соединены соответственно через штуцеры 13.1-13.4 (последний ряд стоек 6.4 дополнительно через кольцевой коллектор 9).

Кольцевой коллектор 9 разделен перегородками 14 на равновеликие секторы 15 по числу стоек 6.4 в их последней группе по ходу теплоносителя.

Конденсатосборник 10 выполнен в виде цилиндрического стакана 16, установленного с зазором в выходной части полости вала 1. Открытый торец стакана 16 примыкает к выходному патрубку 3 вала 1. Внутренняя полость конденсатосборника 10 сообщена с полостями стоек 6.4 при помощи штуцеров 17 и разделена продольными спиралевидными направляющими перегородками на улиткообразные каналы 18 по числу стоек 6.4. У переднего торца сушилки установлен неподвижный щит 19 с течкой 20 для загрузки сырого материала и патрубком 21 для подвода сушильного агента.

Выходная часть корпуса от предпоследнего ряда стоек 6.3 помещена внутри выходного короба 22 с течкой отвода подсушенного материала, разделенной на секторы 23, и патрубком 24 отвода паровоздушной смеси. На корпусе 5 сушилки установлена ведомая шестерня 25, соединенная с ведущей шестерней 26 привода. Вал 1 сушилки установлен в подшипниках 4 под углом α к горизонту для обеспечения осевого перемещения высушиваемого материала от входного торца сушилки к выходному коробу 22. В стенках выходной части полого корпуса равномерно по периметру установлены радиальные трубчатые каналы 27, соединяющие полости секторных ячеек 8 с секциями 23 течки.

Сушилка работает следующим образом.

Корпус 5 сушилки приводится во вращение от привода (не показан) через шестерни 25, 26. Теплоноситель (пар) подают в полый вал 1, откуда он через подводящие трубочки 11 поступает в радиальные панели 7, а по полым стойкам 6.1-6.4 в полость корпуса 5. Отработанный теплоноситель отводится из панелей 7 по трубочкам 12, а из полости корпуса 5 через штуцеры 13.4 в секторы 15 кольцевого коллектора 9. При вращении корпуса 5 (для изображенного на чертеже варианта конструкции по часовой стрелке) по мере перехода сектора 15 в более высокое положение образующийся при охлаждении пара конденсат сливается через стойки 6.4 и улиткообразные каналы 18 в конденсатосборник 10 и далее через выходной патрубок 3 вала в конденсатный бак (не показан). При этом стенки улиткообразных каналов 18 препятствуют обратному сливу конденсата в кольцевой коллектор 9 из конденсатосборника 10 через полости стоек 6.4 в их нижнем положении. Для равномерного распределения пара по панелям 7 сушилки штуцеры 13.1-13.4 рассчитаны так, чтобы их гидравлическое сопротивление обеспечивало необходимое поступление пара во все элементы сушилки.

Сырой материал поступает в сушилку по течке 20, равномерно распределяясь по равновеликим секторным ячейкам 8. В каждой ячейке 8 порция материала при вращении корпуса 5 равномерно высушивается в результате многократного пересыпания. Вращение корпуса в сочетании с его наклоном к горизонту обеспечивает непрерывное перемещение высушиваемого материала в осевом направлении в сторону выходной части корпуса. Подсушенный материал проваливается через каналы 27, диаметр которых увеличивается против каждой последующей секции в направлении движения материала вдоль корпуса сушилки и далее поступает в соответствующие секции течки. Выделяющаяся из материала влага испаряется в воздух, засасываемый в сушилку через патрубок 21 в щите 19. Образующаяся паровоздушная смесь отсасывается вентилятором (не показан) через отводящий патрубок 24.

Таким образом, предлагаемая сушилка обеспечивает высокую эффективность и равномерность сушки в результате интенсивного подвода тепла к высушиваемому материалу при высокой надежности ее работы при исключении пересушки мелких фракций, а также разделение высушенного материала по фракциям.

Формула изобретения

1. СУШИЛКА ДЛЯ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ содержащая наклонный цилиндрический корпус, жестко соединенный с расположенным внутри полым валом посредством установленных радиально вдоль вала групп стоек, теплообменную насадку в виде обогреваемых изнутри плоских трубчатых плавниковых панелей, установленных радиально между валом и корпусом с образованием замкнутых равновеликих секторных ячеек, выходной короб с течкой отвода подсушенного материала и систему отвода отработавшего теплоносителя, включающую кольцевой коллектор для сбора этого теплоносителя из панелей, отличающаяся тем, что стенки корпуса и стойки выполнены полыми и сообщены между собой и с полостью вала, система отвода отработавшего теплоносителя дополнительно содержит установленный в выходной части вала цилиндрический конденсатосборник, кольцевой коллектор разделен на равновеликие секторы по числу стоек в последней группе по ходу теплоносителя, а полость конденсатосборника и полости секторов кольцевого коллектора сообщены с полостями указанной группы стоек.

2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что выходная часть корпуса от предпоследней группы стоек помещена внутри выходного короба, течка вдоль вала разделена поперечными перегородками по меньшей мере на две секции, а в стенках полого корпуса равномерно по периметру выполнены радиальные трубчатые каналы, соединяющие полости секторных ячеек с секциями течки, причем диаметр трубчатых каналов постоянен в пределах каждой секции течки и увеличивается от секции к секции в направлении движения материала вдоль корпуса сушилки.

3. Сушилка по п.2, отличающаяся тем, что длина выходной части корпуса составляет 1/10 1/3 длины корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2