Сушильная установка для хлористого калия
Изобретение предназначено для сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сушильная установка содержит сушильную камеру с опорной решеткой, топку со смесительной камерой, турбогазодувку, загрузочное устройство влажного материала, выгрузочное устройство, систему пылеочистки, состоящую из двух последовательно работающих циклонов, бункеры для сбора пыли которых соединены с общим сборником пыли, из которого вертикальным шнеком пыль подается в загрузочное устройство. Под опорной решеткой сушильной камеры установлен излучатель звука, частота акустических волн которого лежит в диапазоне частот от 15 до 16 кГц с интенсивностью звука от 2 до 3 Вт/сек, при этом продолжительность обработки излучателем звука осуществляется во временном интервале от 2 до 5 минут. Один из циклонов пылеочистки является акустическим со встроенной акустической установкой, параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с, а второй - батарейным циклоном. Вентилятор снабжен рециркуляционным клапаном, направляющим отработанные и очищенные газы по трубопроводу в смесительную камеру топки. Изобретение обеспечивает повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушильная установка для хлористого калия, описанная в книге Романкова П.Г., Рашковской Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии, Ленинградское отделение: Химия, 1968, с.77 рис.II-4, которая содержит сушильную камеру с опорной решеткой, топку со смесительной камерой, турбогазодувку, загрузочное устройство влажного материала состоит из ленточного транспортера, приемного бункера, питателя и весоизмерителя, а выгрузочное устройство выполнено в виде шлюзового затвора, соединенного с разгрузочным конвейером, а система пылеочистки состоит из двух последовательно работающих циклонов, бункеры для сбора пыли которых соединены с общим сборником пыли, из которого вертикальным шнеком пыль подается в загрузочное устройство, на выходе из циклонов установлен отсасывающий вентилятор.
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.
Технический результат - повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что сушильная установка для хлористого калия содержит сушильную камеру с опорной решеткой, топку со смесительной камерой, турбогазодувку, загрузочное устройство влажного материала, состоящее из ленточного транспортера, приемного бункера, питателя и весоизмерителя, выгрузочное устройство, выполненное в виде шлюзового затвора, соединенного с разгрузочным конвейером, систему пылеочистки, состоящую из двух последовательно работающих циклонов, бункеры для сбора пыли которых соединены с общим сборником пыли, из которого вертикальным шнеком пыль подается в загрузочное устройство, при этом на выходе из циклонов установлен отсасывающий вентилятор. Под опорной решеткой сушильной камеры установлен излучатель звука, частота акустических волн которого лежит в диапазоне частот от 15 до 16 кГц с интенсивностью звука от 2 до 3 Вт/сек, при этом продолжительность обработки излучателем звука осуществляется во временном интервале от 2 до 5 минут, а один из циклонов пылеочистки является акустическим со встроенной акустической установкой, параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с, а второй - батарейным циклоном, при этом вентилятор снабжен рециркуляционным клапаном, направляющим отработанные и очищенные газы по трубопроводу в смесительную камеру топки. Сушильная установка содержит микропроцессор, который соединен с датчиками давления, температуры, влажности, скорости воздушных и псевдоожиженных потоков, установленными в элементах сушильной установки, и с исполнительными органами, регулирующими параметры всех элементов сушильной установки.
На чертеже показана схема сушильной установки для хлористого калия.
Сушильная установки для хлористого калия состоит из аппарата кипящего слоя 1 с опорной решеткой. Корпус аппарата выполнен круглого сечения с надслоевым пространством, несколько расширяющимся кверху, и связан с работающей под давлением газовой топкой 2 с коммуникациями для подачи природного газа и холодного воздуха дутьевым вентилятором 3. Под опорной решеткой сушильной камеры 1 в ее днище установлен излучатель звука 18. Сжатый воздух под давлением 3...3,5 кгс/см2 подается к трубопроводу (на чертеже не показано) излучателя звука 18, который преобразует энергию сжатого воздуха в акустическую энергию. Частота акустических волн излучателя звука 18 лежит в оптимальном диапазоне частот от 15 до 16 кГц с интенсивностью звука от 2 до 3 Вт/сек, при этом продолжительность обработки излучателем звука осуществляется во временном интервале от 2 до 5 минут.
Устройства для подачи сырой соли состоит из ленточного транспортера 4, приемного бункера 5, питателя 6, весоизмерителя 7. Выгрузочное устройство 8 выполнено в виде шлюзового затвора, соединенного с разгрузочным конвейером 11. Система пылеочистки состоит из двух последовательно работающих циклонов: акустического 9 со встроенной акустической установкой, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с, и батарейного циклона 10, бункеры для сбора пыли которых соединены с общим сборником пыли 13, из которого вертикальным шнеком 14 пыль подается в устройство для подачи сырой соли для возврата в аппарат пыли из циклонов 9 и 10, на выходе которых установлен отсасывающий вентилятор 12 с рециркуляционным клапаном 15, направляющим отработанные и очищенные газы по трубопроводу 16 в смесительную камеру 17 топки 2.
Рециркуляционный клапан 15 может по команде от микропроцессора (на чертеже не показано), управляющего процессом оптимизации сушки в зависимости от параметров обрабатываемого материала, может переключить поток отработанного и очищенного воздуха либо на вход смесительной камеры 17 топки 2 для повторного использования с целью экономии вторичных энергетических носителей, либо в атмосферу. Микропроцессор соединен с датчиками давления, температуры, влажности, скорости воздушных и псевдоожиженных потоков (на чертеже не показано), установленных в элементах сушильной установки, и с исполнительными органами (на чертеже не показано), регулирующими параметры всех элементов сушильной установки. Микропроцессор проводит анализ параметров протекания процесса сушки и задает оптимальный режим посредством воздействия управляющими сигналами на исполнительные органы элементов сушильной установки.
Установка для сушки полимерных материалов работает следующим образом.
Влажный материал с ленточного транспортера 4 через приемный бункер 5 и питатель 6 непрерывно подается в сушильную камеру 1 в слой «кипящего» материала.
Топочные газы в смеси с воздухом из топки 2 со смесительной камерой 17 подаются с помощью вентилятора 3 под опорную решетку сушильной камеры 1, в днище которой установлен излучатель звука 18. Сжатый воздух под давлением 3...3,5 кгс/см2 подается к трубопроводу (на чертеже не показано) излучателя звука 18, который преобразует энергию сжатого воздуха в акустическую энергию. Частота акустических волн излучателя звука 13 лежит в оптимальном диапазоне частот от 15 до 16 кГц с интенсивностью звука от 2 до 3 Вт/сек, при этом продолжительность обработки излучателем звука осуществляется во временном интервале от 2 до 5 минут. Разгрузка высушенного продукта производится через шлюзовой затвор 8, соединенный с разгрузочным конвейером 11.
Система пылеочистки состоит из двух последовательно работающих циклонов: акустического 9 со встроенной акустической установкой, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с, и батарейного циклона 10, бункеры для сбора пыли которых соединены с общим сборником пыли 13, из которого вертикальным шнеком 14 пыль подается в устройство для подачи сырой соли для возврата в аппарат пыли из циклонов 9 и 10, на выходе которых установлен отсасывающий вентилятор 12 с рециркуляционным клапаном 15, направляющим отработанные и очищенные газы по трубопроводу 16 в смесительную камеру 17 топки 2.
В выхлопном тракте системы пылеочистки установлен рециркуляционный клапан 15, который по команде от микропроцессора (на чертеже не показано), управляющего процессом оптимизации сушки в зависимости от параметров обрабатываемого материала, может переключить поток отработанного и очищенного воздуха на вход смесительной камеры 17 топки 2. Микропроцессор соединен с датчиками давления, температуры, влажности, скорости воздушных и псевдоожиженных потоков (на чертеже не показано), установленных в элементах сушильной установки, и с исполнительными органами (на чертеже не показано), регулирующими параметры всех элементов сушильной установки. Микропроцессор проводит анализ параметров протекания процесса сушки и задает оптимальный режим посредством воздействия управляющими сигналами на исполнительные органы элементов сушильной установки.
Сушильный агент вместе с мелкими частицами продукта (нагретый воздух или топочные газы) попадает в акустическую колонку, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления. В акустической колонке происходит отделение от воздуха пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы слипаются, т.е. коагулируют, образуя крупные агрегаты, что значительно облегчает последующие очистку газов в газоочистных аппаратах. На взвешенные в газах частицы при воздействии акустических колебаний действует следующие основные факторы: совместное колебание частиц и газовой среды, динамические силы между соседними частицами. Крупные частицы оседают вниз либо в звуковой колонке, либо поступает в полость, связанную с инерционным пылеотделителем.
Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления в диапазоне 140 дБ и более, частота колебательного процесса в диапазоне 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с. Эти параметры обусловлены тем, что в зависимости от величины взвешенная частица либо участвует в колебаниях среды (полностью или частично), либо не участвует, так как частицей и средой действуют силы Стокса. Более того, при пропускании звуковых волн через объем газа, находящийся в некотором замкнутом сосуде, в последнем устанавливаются стоячие звуковые волны с образованием узлов (скорость колебаний равна нулю) и пучностей, в которых амплитуда колебаний скорости максимальна. Частота колебательного процесса, равная 900 Гц, создает для концентрации пыли в воздушном потоке, равной не менее 2 г/м3, такую амплитуду звуковой волны, при которой амплитуда скорости газовой частицы, определяемая отношением интенсивности звука (уровень звукового давления в диапазоне 140 дБ и более) к скорости звука в среде, будет находиться в области пучности стоячих звуковых волн в заданном замкнутом сосуде (акустической колонке), что и определяет в конечном счете интенсивность акустической коагуляции, т.е. скорость образования крупных частиц. Время озвучивания 1,5...2 с назначается из условия образования пучности стоячих звуковых волн в заданном замкнутом сосуде. Если время озвучивания будет за пределами диапазона 1,5...2 с, то это приведет к образованию узлов в стоячих волнах (скорость колебаний равна нулю) и, как следствие, к ослаблению акустической коагуляции.
Предложенная установка допускает большие скорости газов при уменьшенном пылеуносе и предназначена для высушивания минеральных солей и растворов.
1. Сушильная установка для хлористого калия, содержащая сушильную камеру с опорной решеткой, топку со смесительной камерой, турбогазодувку, загрузочное устройство влажного материала, состоящее из ленточного транспортера, приемного бункера, питателя и весоизмерителя, выгрузочное устройство, выполненное в виде шлюзового затвора, соединенного с разгрузочным конвейером, систему пылеочистки, состоящую из двух последовательно работающих циклонов, бункеры для сбора пыли которых соединены с общим сборником пыли, из которого вертикальным шнеком пыль подается в загрузочное устройство, при этом на выходе из циклонов установлен отсасывающий вентилятор, отличающаяся тем, что под опорной решеткой сушильной камеры установлен излучатель звука, частота акустических волн которого лежит в диапазоне частот от 15 до 16 кГц с интенсивностью звука от 2 до 3 Вт/с, при этом продолжительность обработки излучателем звука осуществляется во временном интервале от 2 до 5 мин, а один из циклонов пылеочиски является акустическим со встроенной акустической установкой, параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с, а второй - батарейным циклоном, при этом вентилятор снабжен рециркуляционным клапаном, направляющим отработанные и очищенные газы по трубопроводу в смесительную камеру топки.
2. Сушильная установка для хлористого калия по п.1, отличающаяся тем, что она содержит микропроцессор, который соединен с датчиками давления, температуры, влажности, скорости воздушных и псевдоожиженных потоков, установленными в элементах сушильной установки, и с исполнительными органами, регулирующими параметры всех элементов сушильной установки.
