Вихревая испарительно-сушильная камера с инертной насадкой
Изобретение относится к технике сушки растворов, плавов, суспензий и получения гранул различных веществ и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Вихревая испарительно-сушильная камера с инертной насадкой содержит размещенные в общем корпусе испарительную и сушильную камеры с газоподводящими и отводящими трубопроводами, а также фильтр-теплообменник, выполненный в виде насадки из кипящего слоя инертных тел, над которой расположен ороситель с форсунками, выполненный в виде вращающегося в подшипниках коллектора с управляющим дросселем подачи исходного раствора, а отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке, 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, причем форсунки выполнены центробежными, содержащими корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения для формирования суммарного мелкодисперсного вращающегося потока, причем шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технике сушки растворов, плавов, суспензий и получения гранул различных веществ 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 №609036, F26B 17/10, 1975 г., содержащая размещенные в общем корпусе испарительную и сушильную камеры и газоподводящими и отводящими трубопроводами, а также фильтр-теплообменник, выполненный в виде насадки из кипящего слоя инертных тел, над которой расположен ороситель (прототип).
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта из-за недостаточно высокой степени распыла растворов.
Технический результат - повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что в вихревой испарительно-сушильной камере с инертной насадкой, содержащей размещенные в общем корпусе испарительную и сушильную камеры с газоподводящими и отводящими трубопроводами, а также фильтр-теплообменник, выполненный в виде насадки из кипящего слоя инертных тел, над которой расположен ороситель с форсунками, согласно изобретению ороситель выполнен в виде вращающегося в подшипниках коллектора с управляющим дросселем подачи исходного раствора, а отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке, 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, причем форсунки выполнены центробежными, содержащими корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения для формирования суммарного мелкодисперсного вращающегося потока, причем шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
На фиг.1 показана вихревая испарительно-сушильная камера с инертной насадкой, на фиг.2 - общий вид центробежной форсунки.
Вихревая испарительно-сушильная камера с инертной насадкой содержит размещенные в общем корпусе испарительную камеру 1 (фиг.1) и сушильную камеру 2, разделенные перегородкой 3. Испарительная камера 1 представляет собой цилиндр и размещена над цилиндрической сушильной камерой 2. В испарительной камере размещен фильтр-теплообменник, выполненный в виде насадки 4 из кипящего слоя инертных тел, над которой расположен ороситель 5 с центробежными форсунками, представляющий собой вращающийся в подшипниках 12 коллектор с управляющим дросселем 13 подачи исходного раствора. Выполнение оросителя 5 вращающимся позволяет интенсифицировать тепло- и массообмен.
Во избежание износа инертных тел насадка ограничена сетками 6. Цилиндрическая сушильная камера 2 снабжена газоподводящими тангенциальными трубопроводами 7 и отводящим трубопроводом 8, расположенным внутри сушильной камеры, над которым помещен предохранительный зонт 9. В сушильной камере размещены также пневматические форсунки 10. Для выгрузки высушенного материала предусмотрено разгрузочное устройство в нижней части сушильной камеры 2. Отводящий трубопровод 11 предназначен для выброса образующейся в процессе сушки газовзвеси. Отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке 14, после чего газовый поток направляется в циклон 15 с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре 16 с бункером.
Центробежная форсунка (фиг.2) состоит из корпуса 19, внутри которого расположен шнек 17, запрессованный в корпус 19. Внешняя поверхность шнека 17 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. Внутри шнека 17 выполнено отверстие 18 с левой (или правой) винтовой нарезкой. В днище корпуса 19 выполнено дроссельное отверстие 20, ось которого совпадает с осью отверстия 18 в шнеке 17. Между нижним торцом шнека 17 и срезом дроссельного отверстия 20 расположена коническая камера смешения 21. Подача раствора (жидкости) осуществляется через штуцер 23, закрепленный в верхней части корпуса 19, через герметизирующую прокладку 22. Внутри штуцера 23 выполнено цилиндрическое отверстие 24, переходящее в диффузор 25, который соединен с цилиндрической камерой 26, выполненной в корпусе 19, в которую запрессован шнек 17.
Вихревая испарительно-сушильная камера с инертной насадкой работает следующим образом.
Исходный высушиваемый материал через ороситель 5 с центробежными форсунками подают на насадку 4 из инертных тел, образующих слой под действием отходящих из сушильной камеры 2 через трубопровод 8 газов. На насадке 4 исходный материал частично упаривается. Кроме того, насадка 4 выполняет ряд побочных функций: снижает температуру отходящих газов, выполняет роль фильтра. При использовании в качестве насадки инертных тел можно увеличить поверхность теплообмена. Так как насадка 4 постоянно орошается исходным материалом, предотвращается забивание ее высушенным материалом.
Упаренный подогретый исходный материал скапливается на перегородке 3. С помощью сжатого воздуха форсунок 10 упаренный подогретый исходный материал распыливают в сушильную камеру 2.
В сушильной камере 2 материал высушивают, и высушенный материал через разгрузочное устройство выгружают из установки. Отработавший теплоноситель (отходящие газы), например горячий воздух, вместе с частью мелкодисперсного высушенного материала попадает в трубопровод 8, откуда отходящие газы поступают в испарительную камеру 1, пронизывают насадку 4, создавая кипящий слой инертных тел и нагревая исходный материал, и покидают установку через трубопровод 11. Отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке 14, 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, после чего газовый поток направляется в циклон 15 с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре 16 с бункером. Попаданию в испарительную камеру 1 мелкодисперсного материала препятствует предохранительный зонт 9.
Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 24 в диффузор 25, а из него в камеру 26, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 17, и, во-вторых, - в отверстие 18 с винтовой нарезкой. Вращающийся поток жидкости из винтовой внешней полости шнека 17 поступает в камеру смешения 21. С другой стороны, в камеру 21 поступает жидкость из отверстия 18 с винтовой нарезкой, совершая вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 17, либо совершая попутное (одинаковое) вращение. При взаимодействии вращающихся потоков в камере 21 происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). Суммарный мелкодисперсный вращающийся поток выходит через дроссельное отверстие 20, причем направление его вращения определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 17.
Шнек 17 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
При среднем диаметре дроссельного отверстия 20, находящемся в диапазоне 2,5...3,5 мм, и давлении, подаваемом через цилиндрическое отверстие 8 жидкости под давлением 6...9 МПа, обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.
1. Вихревая испарительно-сушильная камера с инертной насадкой, содержащая размещенные в общем корпусе испарительную и сушильную камеры с газоподводящими и отводящими трубопроводами, а также фильтр-теплообменник, выполненный в виде насадки из кипящего слоя инертных тел, над которой расположен ороситель с форсунками, отличающаяся тем, что ороситель выполнен в виде вращающегося в подшипниках коллектора с управляющим дросселем подачи исходного раствора, а отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке, 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, причем форсунки выполнены центробежными, содержащими корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения для формирования суммарного мелкодисперсного вращающегося потока, причем шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
2. Камера по п.1, отличающаяся тем, что направление винтовой нарезки отверстия, выполненного внутри шнека форсунки, совпадает или противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.
