Способ сушки сыпучих материалов и вихревой аппарат для его осуществления
Изобретение относится к области тепломассообменных процессов, в частности к сушке вихревым потоком дисперсного материала, и может быть использовано для сушки частиц с преимущественно поверхностной влагой, например песка. В способе сушки сыпучего материала, включающем тангенциальную подачу сыпучего материала в спутном газовом потоке, формирование слоя на боковых стенках вихревого аппарата, перемещение слоя сверху вниз с псевдоожижением материала закрученным газовым потоком, нагрев и испарение влаги из материала закрученным потоком газа, предлагается поток частиц материала и газа дополнительно закручивать при одновременном формировании псевдоожиженого слоя посредством перемещения по заданной спиральной траектории под действием силы тяжести и аэродинамических сил. Вихревой аппарат для сушки сыпучего материала, содержащий корпус, установленные в корпусе кольцевые завихрители потока газа, входной тангенциально расположенный канал для спутного потока газа и материала, осевой вывод потока газа, предлагается снабдить спиральными многозаходными ребрами, установленными вдоль кольцевых завихрителей. Изобретение должно обеспечить повышение эффективности сушки сыпучих материалов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области тепломассообменных процессов, в частности к сушке вихревым потоком дисперсного материала, и может быть использовано для сушки частиц с преимущественно поверхностной влагой, например песка.
Наиболее близкими к предлагаемым способу и устройству являются "Способ сушки дисперсного материала и вихревая камера для его осуществления" [Патент RU №2173184 кл. F 26 B 3/10, F 26 B 17/10, 08.02 2000 г.].
Известный способ сушки дисперсного материала включает тангенциальную подачу дисперсного материала в спутном газовом потоке, формирование слоя на боковых стенках вихревой камеры, перемещение слоя сверху вниз с псевдоожижением слоя материала закрученным газовым потоком, нагрев и испарение влаги с материала закрученным потоком газа, проходящим через слой материала. При этом сформированный псевдоожиженный слой многократно переводят в разреженное состояние, закрученный поток газа после прохождения слоя частиц направляют вверх, а мелкие частицы материала подвергают дополнительной сепарации.
Наиболее близкая к предлагаемому устройству вихревая камера содержит корпус, установленные в корпусе кольцевые завихрители потока газа, входной тангенциально расположенный канал для спутного потока газа и материала, нижний вывод отделяемой крупной фракции материала, осевой вывод потока газа. При этом выше и ниже каждого из кольцевых завихрителей установлены конические полки, внутри вихревая камера снабжена циклоном с примыкающей к внешней стенке циклона конической полкой, а в каждой конической полке вблизи завихрителя выполнено отверстие.
Известные способ и устройство для его осуществления обладают рядом существенных недостатков. Первым недостатком является ограниченная эффективность, обусловленная потерей закрутки потока и дисперсной фазы на конических полках, которая приводит к увеличению выноса мелких частиц в циклонный аппарат, что увеличивает расход воздуха, необходимого для поддержания закрутки потока газа и слоя частиц. Это приводит к увеличению потерь давления в камере. При этом для повышения закрутки потока требуется увеличение входных скоростей потока, которое сопровождается измельчением в процессе сушки материалов с низкой прочностью, что ведет к ограничению функциональных возможностей известных способа и устройства.
Изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности способа сушки сыпучих материалов и вихревого аппарата для его осуществления при одновременном расширении функциональных возможностей.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе сушки сыпучего материала, включающем тангенциальную подачу сыпучего материала в спутном газовом потоке, формирование слоя на боковых стенках вихревого аппарата, перемещение слоя сверху вниз с псевдоожижением слоя материала закрученным газовым потоком, нагрев и испарение влаги с материала закрученным потоком газа, проходящим через слой материала, предлагается поток частиц материала и газа дополнительно закручивать при одновременном формировании псевдоожиженого слоя посредством перемещения по заданной спиральной траектории под действием силы тяжести и аэродинамических сил.
Сущность изобретения заключается так же в том, что вихревой аппарат для сушки сыпучего материала, содержащий корпус, установленные в корпусе кольцевые завихрители потока газа, входной тангенциально расположенный канал для спутного потока газа и материала, осевой вывод потока газа, предлагается снабдить спиральными многозаходными ребрами, установленными вдоль кольцевых завихрителей.
Основание осевого вывода потока газа может быть расположено ниже нижнего среза кольцевого завихрителя.
В предлагаемом способе сушки сыпучего материала дополнительное закручивание потока частиц материала и газа при одновременном формировании псевдоожиженого слоя посредством перемещения по заданной спиральной траектории, сформированной спиральными ребрами вихревого аппарата, под действием силы тяжести и аэродинамических сил способствует повышению эффективности способа за счет снижения выноса мелких частиц и за счет этого снижения расхода воздуха. При этом повышение закрутки потока без увеличения входных скоростей потока способствует расширению функциональных возможностей предлагаемого способа, так как обеспечивает возможность сушки материалов с низкой прочностью без их измельчения.
Снабжение предлагаемого вихревого аппарата для сушки сыпучего материала спиральными многозаходными ребрами, установленными вдоль кольцевых завихрителей, способствует повышению закрутки потока и снижению выноса мелких частиц, что ведет к повышению эффективности предлагаемого устройства при одновременном расширении его функциональных возможностей.
Расположение основания осевого вывода потока газа ниже нижнего среза кольцевого завихрителя способствует снижению выноса мелких частиц, что ведет к повышению эффективности предлагаемого устройства.
На чертеже приведена схема вихревого аппарата для сушки сыпучих материалов.
Вихревой аппарат для сушки сыпучего материала содержит корпус 1, установленные в корпусе 1 кольцевые завихрители 2 потока газа, спиральные многозаходные ребра 3, установленные вдоль кольцевых завихрителей 2, входной тангенциально расположенный канал 4 для спутного потока газа и материала, осевой вывод 5 потока газа, основание которого расположено ниже нижнего среза кольцевого завихрителя 2. При этом вихревой аппарат содержит бункер 6 для высушенного материала.
Вихревой аппарат для сушки сыпучего материала работает следующим образом. Материал разгоняется в спутном потоке газа и поступает в вихревой аппарат через тангенциально расположенный канал 4, образуя в вихревой камере вращающийся поток газовзвеси, из которой частицы под действием центробежных сил оседают на стенку аппарата, образуя слой. Под действием центробежных сил и силы тяжести слой движется по заданной спиральной траектории, задаваемой спиральными ребрами 3. Наличие спиральных ребер 3 не позволяет материалу сразу просыпаться вниз, в результате чего между ребрами 3 накапливается слой, который псевдоожижается, нагревается и высушивается потоком воздуха от кольцевых завихрителей 2. Высушенный материал поступает в бункер 6, а отработанный газ откачивается дымососом (на чертеже не обозначен) через осевой вывод 5 потока газа.
Таким образом, использование предлагаемых способа и устройства за счет обеспечения дополнительной закрутки потока без увеличения входных скоростей потока способствует повышению эффективности при одновременном расширении функциональных возможностей.
1. Способ сушки сыпучего материала, включающий тангенциальную подачу сыпучего материала в спутном газовом потоке, формирование слоя на боковых стенках вихревого аппарата, перемещение слоя сверху вниз с псевдоожижением слоя материала закрученным газовым потоком, нагрев и испарение влаги с материала закрученным потоком газа, проходящим через слой материала, отличающийся тем, что поток частиц материала и газа дополнительно закручивают при одновременном формировании псевдоожиженого слоя посредством перемещения по заданной спиральной траектории под действием силы тяжести и аэродинамических сил.
2. Вихревой аппарат для сушки сыпучего материала, содержащий корпус, установленные в корпусе кольцевые завихрители потока газа, входной тангенциально расположенный канал для спутного потока газа и материала, осевой вывод потока газа, отличающийся тем, что содержит спиральные многозаходные ребра, установленные вдоль кольцевых завихрителей.
3. Вихревой аппарат по п.2, отличающийся тем, что основание осевого вывода потока газа расположено ниже нижнего среза кольцевого завихрителя.
