Установка для распылительной сушки и грануляции дисперсных материалов

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. В установке для распылительной сушки и грануляции дисперсных материалов, содержащей сушильную камеру с системой очистки отработанного теплоносителя, и с размещенной в его верхней части распылительной камерой, снабженной форсункой и коллектором для подачи теплоносителя, она содержит гранулированный инертный материал, размещенный на газораспределительной решетке сушильной камеры, приводимый в псевдоожиженное состояние наложением горизонтальных колебаний на подпружиненный корпус сушильной камеры посредством вибратора с приводом, а через серьгу, жестко укрепленную в нижней части корпуса, привод вибратора приводит в псевдоожиженное состояние гранулированный материал, при этом предусмотрены упругие, компенсирующие перемещения корпуса, вставки в верхней и нижней частях корпуса, а высушенный продукт вместе с теплоносителем удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из приемника, акустической установки, циклона и рукавного фильтра. Технический результат - повышение производительности сушки. 2 з.п. ф-лы, 2 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 сушилка по а.с. СССР №232131, F26B 3/12, 1964 г., содержащая сушильную камеру, систему газораспределения сушильного агента, систему подачи раствора и систему очистки отработанного воздуха (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в установке для распылительной сушки и грануляции дисперсных материалов, содержащей сушильную камеру с системой очистки отработанного теплоносителя, и с размещенной в его верхней части распылительной камерой, снабженной форсункой и коллектором для подачи теплоносителя, при этом она содержит гранулированный инертный материал, размещенный на газораспределительной решетке сушильной камеры, приводимый в псевдоожиженное состояние наложением горизонтальных колебаний на подпружиненный пружинами корпус сушильной камеры посредством вибратора с приводом, согласно изобретению через серьгу, жестко укрепленную в нижней части корпуса, привод вибратора приводит в псевдоожиженное состояние гранулированный материал, при этом предусмотрены упругие, компенсирующие перемещения корпуса, вставки в верхней и нижней частях корпуса, а высушенный продукт вместе с теплоносителем удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из приемника, акустической установки, циклона и рукавного фильтра.

Форсунка может быть выполнена в виде акустической форсунки для распыления жидкостей, содержащей резонатор, выполненный в виде, по крайней мере одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере тремя, равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

Канал для выхода раствора может представлять собой радиальный кольцевой зазор, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси стержня распределительной головки, и образованный в ее крышке посредством пластины, жестко прикрепленной к стержню, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой, по крайней мере, тремя крепежными элементами с образованием радиального кольцевого зазора.

На фиг.1 показана схема установки для распылительной сушки и грануляции дисперсных материалов, на фиг.2 - схема акустической пневматической форсунки.

Жидкость (исходный раствор) подают в корпус сушильной камеры 1 (фиг.1), где его распыляет форсунка 2. Прямотоком с раствором подают газообразный теплоноситель, нагнетаемый вентилятором 3 через калорифер 4. Теплоноситель и раствор материала попадают в псевдоожиженный слой 5 гранулированного инертного материала, размещенного на газораспределительной решетке 6, и приводимого в псевдоожиженное состояние наложением горизонтальных колебаний на подпружиненный пружинами 13 корпус 1 сушильной камеры посредством вибратора 10 с приводом 11 через серьгу 12, жестко укрепленную в нижней части корпуса. Для того чтобы горизонтальные вибрации не нарушали целостности и прочности установки предусмотрены упругие, компенсирующие перемещения корпуса 1, вставки 8 и 9 соответственно в верхней и в нижней частях корпуса сушильной камеры. Теплоноситель движется сверху вниз со скоростью в свободном сечении от 0,5 до 1,5 м/сек. При этом наиболее горячий теплоноситель взаимодействует с наиболее сырым материалом, и температура теплоносителя может быть близка к температуре плавления (разложения) высушиваемого материала.

Высушенный материал вместе с теплоносителем удаляется через отверстия газораспределительной решетки 6 в систему улавливания: приемник 7, а оттуда - сначала в акустическую установку 14, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 15 и в рукавный фильтр 16.

Каждый из питателей может быть выполнен в виде акустической форсунки (фиг.2), которая содержит полый корпус 17 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями с размещенным в нем резонатором 25 и полостью 21 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 19 в коллектор 18, связанный через отверстия 20 с полостью 21, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.

На полом цилиндрическом стержне 23, жестко связанным с корпусом 17, установлена распределительная головка 32 для подачи исходного раствора через штуцер 22, при этом между стержнем 23 и корпусом 17 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 21, имеется кольцевой зазор 24. Резонатор 25 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 17, обращенной к распределительной головке 33, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 26 с зазором 24 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 17 и стержнем 23 распределительной головки 33. В сечении, перпендикулярном оси стержня 23, зазор 24 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 33 выполнена в виде корпуса 30 с крышкой 29 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 33 расположен коллектор 31 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 34, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 23 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 29 и корпусе 30 распределительной головки 33, с, по крайней мере тремя, равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 23 каналами 28 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 28 расположен на конической поверхности крышки 29 распределительной головки 33, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

Резонатор 25 может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно стержню 23 распределительной головки 33, а его полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 26 с кольцевым зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 17 и стержнем 23 распределительной головки 33. Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 23 распределительной головки 33, и образованный в ее крышке 29 посредством пластины 27, жестко прикрепленной к стержню 23, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 29, по крайней мере, тремя крепежными элементами 35 с образованием радиального кольцевого зазора.

Установка для распылительной сушки и грануляции дисперсных материалов работает следующим образом.

Распылительные сушилки работают также по принципам противотока и смешанного тока. Однако прямоток особенно распространен, так как позволяет производить сушку при высоких температурах без перегрева материала, причем скорость осаждения частиц складывается в этом случае из скорости их витания и скорости теплоносителя. Установка позволяет получать тонкодисперсные порошки за счет дополнительного истирания материала в виброкипящем (псевдоожиженном) слое инертного материала. Раствор подается в камеру 1 через форсунку 2, а теплоноситель движется параллельным током с раствором.

Акустическая форсунка для распыления жидкостей работает следующим образом. Распыляющий агент, например воздух, подается по штуцеру 19 в коллектор 18, связанный через отверстия 20 с полостью 21, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 21 воздух направляется в кольцевой зазор 24 между стержнем 23 и корпусом 17, где встречает на своем пути резонатор 25, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 24 посредством калиброванного отверстия 26. В результате прохождения резонатора 25 распыляющим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыляющего агента способствуют более тонкому распыленно раствора, подаваемого в распределительную головку 33 через полый стержень 23, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыляющего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 25. Эта пленка дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности крышки 29 распределительной головки 33.

Пневматические форсунки работают по принципу распыления жидкости высокоскоростной струей газа или пара, подаваемого под давлением 0,1...1,0 МПа. Производительность пневмофорсунок достигает 12 т/ч; они отличаются высокой универсальностью в отношении регулирования формы факела, производительности, дисперсности распыла и возможностей распыления высоковязких паст и суспензий. Пневматические форсунки так же, как и гидравлические, могут быть установлены по одной или объединены в блоки до 50 штук.

1. Установка для распылительной сушки и грануляции дисперсных материалов, содержащая сушильную камеру с системой очистки отработанного теплоносителя, и с размещенной в его верхней части распылительной камерой, снабженной форсункой и коллектором для подачи теплоносителя, при этом она содержит гранулированный инертный материал, размещенный на газораспределительной решетке сушильной камеры, приводимый в псевдоожиженное состояние наложением горизонтальных колебаний на подпружиненный пружинами корпус сушильной камеры посредством вибратора с приводом, отличающаяся тем, что через серьгу, жестко укрепленную в нижней части корпуса, привод вибратора приводит в псевдоожиженное состояние гранулированный материал, при этом предусмотрены упругие, компенсирующие перемещения корпуса, вставки в верхней и нижней частях корпуса, а высушенный продукт вместе с теплоносителем удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из приемника, акустической установки, циклона и рукавного фильтра.

2. Установка для распылительной сушки и грануляции дисперсных материалов по п.1, отличающаяся тем, что форсунка выполнена в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей резонатор, выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

3. Установка для распылительной сушки и грануляции дисперсных материалов по п.1, отличающаяся тем, что канал для выхода раствора представляет собой радиальный кольцевой зазор, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси стержня распределительной головки, и образованный в ее крышке посредством пластины, жестко прикрепленной к стержню, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой, по крайней мере, тремя крепежными элементами с образованием радиального кольцевого зазора.