Сушилка для растворов и суспензий
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сушилка для растворов и суспензий содержит корпус, в котором расположена заключенная в цилиндрический стакан пневматическая форсунка для подачи растворов и суспензий, которые распыляются под действием топочных газов с температурой до 900°С, образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку с температурой до 200°С, который поступает через нижнюю часть корпуса, отделенную от конической части корпуса газораспределительной решеткой посредством стакана с перфорированным дном, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С, согласно изобретению форсунка выполнена акустической, а теплоноситель удаляется через коллектор, выполненный в виде охватывающей перфорированную часть цилиндрического стакана обечайки, в систему улавливания, состоящую из 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 сушилка для растворов и суспензий содержит корпус, в котором расположена заключенная в цилиндрический стакан пневматическая форсунка для подачи растворов и суспензий, которые распыляются под действием топочных газов с температурой до 900°С, а образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку с температурой до 200°С, который поступает через нижнюю часть корпуса, отделенную от конической части корпуса газораспределительной решеткой посредством стакана с перфорированным дном, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С, при этом форсунка выполнена акустической, а теплоноситель удаляется через коллектор, выполненный в виде охватывающей перфорированную часть цилиндрического стакана обечайки, в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра.
Форсунка может содержать 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 сушилки для растворов и суспензий, на фиг.2 - схема акустической пневматической форсунки.
Сушилка для растворов и суспензий содержит корпус 1, в котором расположена акустическая пневматическая форсунка 2 для подачи высушиваемых растворов и суспензий, которые распыляются под действием топочных газов с температурой до 900°С. Основное количество влаги удаляется при постоянной скорости сушки, что предохраняет материал от термического разложения. Образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку 3 и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку 3 с температурой до 200°С. Этот поток теплоносителя поступает через нижнюю часть корпуса 11, отделенную от конической части 10 корпуса 1 газораспределительной решеткой 3 посредством стакана 13 с перфорированным дном 12, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С. Для стабилизации процесса роста гранул форсунка 2 заключена в цилиндрический стакан 4, обеспечивающий направленное движение газов и высушиваемого материала во встречном потоке с теплоносителем, подаваемым под решетку. Отработанные газы отводятся через коллектор 5, выполненный в виде охватывающей перфорированную часть 7 цилиндрического стакана 4 обечайки 8. Коллектор 5 связывает верхнюю часть корпуса 1 через патрубок 9 с акустической установкой 14, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, которые затем поступают в циклон 15 и в рукавный фильтр 16, а затем в общий бункер (не показан). За счет равномерного отсоса отработанного теплоносителя по всему периметру корпуса уменьшается унос мелких частиц, образующих пылевую завесу на пути материала, падающего в кипящий слой. Высушенный материал отводится из центральной части аппарата через течку 6. Акустическая форсунка (фиг.2) содержит полый корпус 21 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями, с размещенным в нем резонатором 25 и полостью 21 для топочных газов, поступающих 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 связанном 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.
Сушилка для растворов и суспензий работает следующим образом.
Теплоноситель движется сверху вниз со скоростью в свободном сечении от 0,5 до 1,5 м/с. При этом наиболее горячий теплоноситель взаимодействует с наиболее сырым продуктом, и температура теплоносителя может быть близка к температуре плавления (разложения) высушиваемого раствора. Через форсунку 2 подается высушиваемый раствор, который распыляется под действием топочных газов с температурой до 900°С. Основное количество влаги удаляется при постоянной скорости сушки, что предохраняет материал от термического разложения. Образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку 3 и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку 3 с температурой до 200°С. Этот поток теплоносителя поступает через нижнюю часть корпуса 11, отделенную от конической части 10 корпуса 1 газораспределительной решеткой 3 посредством стакана 13 с перфорированным дном 12, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С.
Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например топочные газы или воздух, подается по штуцеру 19 в коллектор 18, связанный через отверстия 20 с полостью 21, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 21 топочные газы направляются в кольцевой зазор 24 между стержнем 23 и корпусом 17, где встречают на своем пути резонатор 25, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 24 посредством калиброванного отверстия 26. В результате прохождения резонатора 25 топочными газами возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания топочных газов способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в распределительную головку 33 через полый стержень 23, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход топочных газов из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 25. Эта пленка дробится под воздействием акустических колебаний на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с топочными газами, 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. Сушилка для растворов и суспензий, содержащая корпус, в котором расположена заключенная в цилиндрический стакан пневматическая форсунка для подачи растворов и суспензий, которые распыляются под действием топочных газов с температурой до 900°С, образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку с температурой до 200°С, который поступает через нижнюю часть корпуса, отделенную от конической части корпуса газораспределительной решеткой посредством стакана с перфорированным дном, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С, отличающаяся тем, что форсунка выполнена акустической, а теплоноситель удаляется через коллектор, выполненный в виде охватывающей перфорированную часть цилиндрического стакана обечайки, в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра.
2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что форсунка содержит 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. Сушилка 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.
