Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел содержит сушильную камеру с форсункой, подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела, при этом в установке дополнительно предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры, и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободов, причем струны закреплены между штырями лучеобразно с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов в центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с. Технический результат - повышение производительности сушки. 3 з.п. ф-лы, 3 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 №534624, F26B 3/12, 1964 г., содержащая сушильную камеру с подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела (прототип).
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.
Технический результат - повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что в установке для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел, содержащей сушильную камеру с форсункой, подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела, при этом дополнительно предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры, и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободов, причем струны закреплены между штырями лучеобразно с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов в центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с, после чего газовый поток направляется в циклон с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре с бункером.
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.
Резонатор может быть выполнен в виде тороидальной полости, ось которой расположена соосно стержню распределительной головки, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием с кольцевым зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки.
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 изображена схема предлагаемой установки; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - схема акустической пневматической форсунки.
Установка содержит сушильную камеру 1, питатель 2 (форсунку), патрубки ввода 3 теплоносителя и вывода 4 газовзвеси, полый перфорированный цилиндр 5, размещенный в цилиндрической части 10 сушильной камеры 1, зубчатый барабан 6, привод 7, инертные тела 8 и мелющие тела 9.
Для интенсификации процесса очистки инертных тел 8 от высушиваемого материала предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры 1 и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободов 11 и 12. Струны 15 могут быть закреплены между штырями 13, так как показано на фиг.3, то есть лучеобразно с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов 11 и 12 в центре закреплен диск 14, к которому присоединяются струны 15.
Отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке 17, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с, после чего газовый поток направляется в циклон 18 с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре 19 с бункером 20.
Акустическая форсунка (фиг.3) содержит полый корпус 21 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями с размещенным в нем резонатором 29 и полостью 25 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 23 в коллектор 22, связанный через отверстия 24 с полостью 25, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.
На полом цилиндрическом стержне 27, жестко связанным с корпусом 21, установлена распределительная головка 37 для подачи исходного раствора через штуцер 26, при этом между стержнем 27 и корпусом 21 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 25, имеется кольцевой зазор 28. Резонатор 29 выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 21, обращенной к распределительной головке 37, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 30 с зазором 28 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 21 и стержнем 27 распределительной головки 37. В сечении, перпендикулярном оси стержня 27, зазор 28 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 37 выполнена в виде корпуса 34 с крышкой 33 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 37 расположен коллектор 30 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 38, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 27 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 33 и корпусе 34 распределительной головки 37, с, по крайней мере, тремя, равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 27 каналами 32 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 32 расположен на конической поверхности крышки 33 распределительной головки 37, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.
Резонатор 29 может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно стержню 27 распределительной головки 37, а его полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 30 с кольцевым зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 21 и стержнем 27 распределительной головки 37. Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 27 распределительной головки 37, и образованный в ее крышке 33 посредством пластины 31, жестко прикрепленной к стержню 27, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 33, по крайней мере, тремя крепежными элементами 39 с образованием радиального кольцевого зазора.
Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел работает следующим образом.
В сушилке достигается высокая интенсивность испарения влаги за счет тонкого распыления высушиваемого материала в сушильной камере, через которую движется сушильный агент (нагретый воздух или топочные газы). При сушке в распыленном состоянии удельная поверхность испарения становится столь большой, что процесс высушивания завершается чрезвычайно быстро (примерно за 15...30 сек).
В сушильную камеру 1 загружают необходимое количество инертных тел 8 и через патрубок 3 подают газы (теплоноситель). После разогрева установки через питатель 2 (или форсунку) подают высушиваемый материал, который наносится на инертные тела 8, высушивается на их поверхности, скалывается и в виде газовзвеси отводится через патрубок 4. В процессе сушки полый перфорированный цилиндр 5 вращается вокруг горизонтальной оси от привода 7. При помощи зубьев находящегося в зацеплении с цилиндром 5 зубчатого барабана 6 осуществляется прокапывание и очистка перфорации цилиндра 5 от налипшего материала. Попавший внутрь цилиндра 5 материал подсушивается и размалывается мелющими телами 9. Измельченный материал выносится теплоносителем через перфорацию цилиндра 5 в верхнюю часть 16 камеры 1.
Предлагаемая сушилка позволяет повысить надежность работы газораспределительной решетки, выполненной в виде вращающегося перфорированного цилиндра 5, благодаря непрерывной очистке ее перфорации. Равномерное распределение теплоносителя по сечению камеры 1 способствует интенсификации процессов сушки и измельчению. Выполнение мелющих тел 9 из несмачивающегося материала, например фторопласта, уменьшает налипание на них высушиваемого материала.
Акустическая форсунка для распыления жидкостей работает следующим образом.
Распыливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 23 в коллектор 22, связанный через отверстия 24 с полостью 25, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 25 воздух направляется в кольцевой зазор 28 между стержнем 27 и корпусом 21, где встречает на своем пути резонатор 29, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 28 посредством калиброванного отверстия 30. В результате прохождения резонатора 29 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 распылению раствора, подаваемого в распределительную головку 37 через полый стержень 27, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыляющего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 29. 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 33 распределительной головки 37.
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.
Распылительные сушилки такого типа применяются для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов.
1. Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел, содержащая сушильную камеру с форсункой, подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела, отличающаяся тем, что дополнительно предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободов, причем струны закреплены между штырями лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов в центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5-2 с, после чего газовый поток направляется в циклон с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре с бункером.
2. Установка 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 по п.1, отличающаяся тем, что резонатор выполнен в виде тороидальной полости, ось которой расположена соосно стержню распределительной головки, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием с кольцевым зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки.
4. Установка 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.
