Способ сушки дисперсного материала во взвешенно-транспортируемом слое и установка для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2529763:

Шестаков Сергей Александрович (RU)
Тимофеев Игорь Иванович (RU)
Шестаков Евгений Александрович (RU)
Селиверстов Артем Александрович (RU)
Загидуллин Сафар Хабибуллович (RU)
Тимофеев Иван Егорович (RU)

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов во взвешенно-транспортируемом слое, например, хлористого калия, содержащих поверхностную влагу, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Способ сушки протекает при скорости теплоносителя в диапазоне 0,75÷1,1 от скорости витания частиц материала наибольшего размера и порозности слоя в интервале 0,75÷0,95. Указанный способ сушки осуществляется в сушильной установке, содержащей полую сушильную камеру постоянного поперечного сечения, с установленной в ее нижней части газораспределительной решеткой, а верхней частью входящей в разгрузочное устройство - сепарационную камеру. Технический результат изобретения заключается в интенсификации процесса сушки, устранении налипания влажного материала на газораспределительную решетку и стенки камеры за счет увеличения скорости теплоносителя, снижении габаритов по высоте, уменьшении термического измельчения материала, повышении эффективности использования термического потенциала теплоносителя, обеспечении необходимого и достаточного времени пребывания материала в сушилке благодаря эффекту удерживающей способности решетки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемый способ сушки дисперсного материала во взвешенно-транспортируемом слое и установка для осуществления способа относятся к технике сушки моно- и полидисперсных материалов (хлористый калий) и могут найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен способ сушки в кипящем слое, который осуществляют при скорости теплоносителя, обеспечивающей порозность слоя 0,55÷0,75. Для хлористого калия такой способ реализуется в сушильных аппаратах кипящего слоя с расширяющимся по высоте сепарационным пространством и выгрузкой высушенного материала на уровне решетки [Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии. - Л.: Химия, 1979, стр.14, 134].

Недостатками указанного способа являются: 1) канальный проскок теплоносителя через слой материала (при большом поперечном сечении аппарата) или поршневой проскок газа (при малом поперечном сечении), приводящие к неполному использованию термического потенциала теплоносителя; 2) образование застойных зон и налипание материала на решетке и стенках аппарата; 3) неравномерность времени пребывания частиц полидисперсного материала в слое и, как следствие, неравномерность сушки; 4) узкий диапазон рабочих скоростей теплоносителя в аппарате.

Также известен способ сушки в режиме пневмотранспорта, который проводят при порозности, близкой к 1,0 и скоростях потока теплоносителя, превышающих в 1,5÷2,0 раза скорость витания частиц материала наибольшего размера [Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. - М.: Химия, 1970, стр.226, 229]. Такой способ реализуется в пневматических трубах-сушилках, имеющих постоянное по высоте поперечное сечение и характеризующихся отношением высоты к диаметру аппарата, как правило, превышающем 10.

Недостатками указанного способа являются: 1) низкая концентрация материала и низкая эффективность использования объема рабочей зоны сушилки; 2) налипание материала на внутренние поверхности трубы в зоне загрузки; 3) значительная высота установки для обеспечения необходимого времени пребывания частиц в сушилке; 4) термическое измельчение материала в зоне его загрузки.

В промежуточной области между этими способами при порозности слоя 0,75÷0,9 работают только аэрофонтанные сушилки, отличительной особенностью которых является коническая или конически-цилиндрическая форма корпуса.

В качестве прототипа может быть использована сушилка кипящего слоя [А.с. СССР 646169 , М.Кл.2 F26B 17/10; опубл. 05.02.79; Бюл. №5], содержащая камеру переменного сечения, расширяющуюся кверху, с газораспределительной решеткой в нижнем основании, отбойники в верхней части в виде шарнирно укрепленных на стенках камеры изогнутых пластин, над которыми установлены поворотные заслонки и выгрузкой высушенного продукта через систему отвода.

Недостатком указанной сушилки при сушке материалов со значительными адгезионно-когезионными свойствами (в частности, хлористого калия) будет налипание высушиваемого материала на стенках расширяющейся кверху сушильной камеры, вследствие падения скорости газовзвеси по высоте аппарата и нисходящего движения частиц вдоль стенок. Также налипание материала будет на наклонных заслонках, где происходит досушка материала, и изогнутых пластинах, имеющих криволинейные участки. Кроме того, сложность конструкции, связанная с наличием шарнирных частей внутри аппарата, обусловливает трудоемкость очистки и регулировки сушилки.

Техническим результатом заявляемых способа сушки дисперсного материала, например хлористого кальция, во взвешенно-транспортируемом слое и установки для его осуществления является:

1) интенсификация процесса сушки, по сравнению с сушилками кипящего слоя, путем создания высоких относительных скоростей сушильного агента и материала в сушильной камере;

2) устранение налипания влажного материала на газораспределительную решетку и стенки аппарата за счет увеличения скорости газа;

3) снижение габаритов аппарата по высоте, по сравнению с трубами-сушилками;

4) уменьшение термического измельчения материала, по сравнению с трубами-сушилками, за счет падения температуры теплоносителя, обусловленного входным эффектом решетки;

5) повышение эффективности использования термического потенциала теплоносителя за счет создания взвешенно-транспортируемого слоя с нестационарным взаимодействием фаз по высоте сушильной камеры;

6) обеспечение необходимого и достаточного времени пребывания материала в сушилке благодаря эффекту удерживающей способности решетки.

Поставленный технический результат достигается тем, что установка содержит вертикальную сушильную камеру, снабженную в основании газораспределительной решеткой, на которую подается влажный материал, а под которую - теплоноситель в количестве, необходимом для достижения в сушильной камере фиктивной скорости теплоносителя в диапазоне 0,75÷1,1 от скорости витания частиц материала наибольшего размера и порозности слоя в интервале 0,75÷0,95, причем сушильная камера выполнена полой, постоянного по высоте поперечного сечения и оканчивается разгрузочным устройством в виде сепарационной камеры, смонтированной соосно с сушильной.

На чертеже схематично показана установка для осуществления описываемого способа сушки. Она содержит сушильную и сепарационную камеры цилиндрической формы, газораспределительную решетку и устройство для подачи материала (питатель).

Влажный материал питателем (1) подается в рабочее пространство сушильной камеры (2), где сжижается поступающим теплоносителем, равномерно распределенным по всему сечению камеры при помощи газораспределительной решетки (3), и в виде взвешенно-транспортируемого слоя поднимается в сепарационную камеру (4), где происходит разделение высушенного материала и газового потока, который удаляется в систему очистки.

Отличительной особенностью указанного способа является ведение процесса сушки при фиктивной скорости газа в сушильной в камере диапазоне 0,75÷1,1 от скорости витания частиц полидисперсного материала наибольшего размера, что значительно превышает скорость теплоносителя в сушилках кипящего слоя, но недостаточно для нормальной работы пневматических труб-сушилок. Фиктивная скорость газа в указанном диапазоне принимается в зависимости от доли наиболее крупных частиц в высушиваемом материале: чем больше это количество, тем больше скорость. Порозность взвешенно-транспортируемого слоя в сушильной камере находится в диапазоне 0,75÷0,95, который является непригодным для работы сушилок с кипящим слоем и обычно не достигается в трубах-сушилках. Взвешенно-транспортируемый слой характеризуется, с одной стороны, восходящим движением материала, не наблюдающимся в сушилках с кипящим слоем, а с другой стороны, продольно-поперечным перемешиванием, отсутствующим в трубах-сушилках. При работе взвешенно-транспортируемого слоя его состояние стабильно: поступление влажного материала, подаваемого снизу, приводит к вытеснению из слоя сверху эквивалентного количества материала, при этом эффекты фонтанирования и поршнеобразования в слое отсутствуют. Сушка в режиме взвешенно-транспортируемого слоя обеспечивает более длительное время пребывания материала в аппарате, по сравнению с трубами-сушилками. Это в совокупности с интенсивным перемешиванием позволяет достичь требуемой конечной влажности материала при высоте сушильной камеры существенно меньшей, чем в пневматических трубах-сушилках (отношение высоты к диаметру аппарата не превышает 3÷4), и с меньшим временем пребывания материала, чем в сушилках с кипящим слоем.

1. Способ сушки дисперсного материала, например, хлористого калия, протекающий во взвешенно-транспортируемом слое при скорости теплоносителя в диапазоне 0,75÷1,1 от скорости витания частиц материала наибольшего размера и порозности слоя в интервале 0,75÷0,95.

2. Установка для осуществления способа по п.1, содержащая вертикальную сушильную камеру, снабженную в основании газораспределительной решеткой, на которую подается влажный материал, а под которую - теплоноситель, отличающаяся тем, что вертикальная сушильная камера выполнена полой, постоянного по высоте поперечного сечения с соотношением высоты к диаметру не более 3÷4, и оканчивается разгрузочным устройством в виде сепарационной камеры, смонтированной соосно с сушильной.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой, химической, микробиологической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для сушки дисперсных материалов. В установке для сушки дисперсных материалов, включающей сушильную камеру с паровой рубашкой, подводящий и отводящий воздуховоды, газораспределительную решетку, встроенный теплообменник типа «труба в трубе» и патрубки для подачи теплоносителя тангенциально, новым является то, что крышка сушильной камеры оснащена направляющим перфорированным конусом для газовзвеси и патрубком для подачи теплоносителя в верхнюю часть сушильной камеры, рекуперативный теплообменник оснащен патрубками для подачи пара в межтрубное пространство и отвода конденсата, а ребра на его наружной поверхности расположены вертикально в случае подачи теплоносителя под газораспределительную решетку и сушки материала в псевдоожиженном слое или по винтовой линии в случае одновременного осевого и тангенциального ввода теплоносителя в сушильную камеру и сушки материала в закрученном потоке; под теплообменником размещен отбойник для изменения направления нисходящего потока газовзвеси; установка снабжена загрузочным устройством, включающим шнек и дезинтегратор.
Изобретение относится к грануляции пылевидных материалов скатыванием и касается способа грануляции пылевидного растворимое кофе. .

Изобретение относится к пищевой и перерабатывающей промышленности и может быть использовано в крахмалопаточном, спиртовом и пивоваренном производстве для сушки влажных гидрофильных продуктов.

Изобретение относится к области тепломассообменных процессов, в частности к нагреву, сушке или охлаждению дисперсного материала. .

Изобретение относится к грануляции пылевидных материалов скатыванием и касается способа грануляции пылевидных пищевых продуктов, например таких как сухое молоко, растворимый кофе, какао, сахарная пудра и другие.

Изобретение относится к сушке и грануляции пылевидных материалов и может быть применено в пищевой и химической промышленности. .

Изобретение относится к технике распылительной сушки и грануляции полидисперсных материалов во взвешенном состоянии из растворов в закрученном потоке воздуха - теплоносителя и может быть использовано для сушки и грануляции как пищевых материалов, таких как сухое молоко, растворимое кофе, сухие сливки, листовой и гранулированный чай, так и фармацевтических или химических материалов.

Изобретение относится к области подготовки сырья в черной и цветной металлургии, строительной, химической, других отраслях промышленности, а также сельском хозяйстве.

Предложены многоступенчатая система и способ предварительной сушки бурого угля с использованием перегретого пара. Система предварительной сушки лигнита содержит сушилку с кипящим слоем внутреннего нагрева, включающую, по меньшей мере, один встроенный теплообменный аппарат, первый и второй разгрузочные затворы и пылеулавливающее устройство, состоящее, по меньшей мере, из одной ступени, а также питатель, выполненный в виде бункера с винтовым конвейером, соединенным с первым разгрузочным затвором, а последний сообщен с сушилкой с кипящим слоем внутреннего нагрева.

Изобретение относится к оборудованию для сушки и нагрева материалов во взвешенном состоянии и может найти применение в химической и других отраслях промышленности, в частности для высушивания и нагрева минеральных солей (хлористого калия) перед прессованием.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для сушки дисперсных материалов в виброкипящем слое, которые находят применение в химической, пищевой, торфяной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники, где предъявляются повышенные требования к величине конечной влажности продукта.

Изобретение относится к распылительной сушилке дисперсных материалов в металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. В вихревой распылительной сушилке, содержащей сушильную камеру цилиндрической формы с хордально размещенными соплами для подачи теплоносителя, оси которых расположены по касательной к мнимой окружности, и распылитель, установленный по оси камеры, причем сушильная камера выполнена в виде двух последовательно соединенных цилиндров разного диаметра, меньший из которых составляет 1,0…1,5 диаметра вышеуказанной мнимой окружности, причем сопла расположены от выходного сечения меньшего цилиндра на расстоянии, не превышающем два диаметра сопла, в ней на уровне сопел в плоскостях, параллельных ее оси, на расстоянии от нее h=aR установлены лопатки, наклоненные навстречу потоку выходящих из сопел газов, где а - хордальность сопел, R - радиус камеры, причем лопатки установлены с возможностью перемещения вдоль оси камеры и с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси камеры, в сушилке предусмотрены, по крайней мере, два щелевых сопла, расположенные на внутренней стенке большого цилиндра, причем сопла расположены в коллекторах, соединенных посредством трубопроводов с коллектором для подачи нагретых газов, и направлены по касательной к окружности большого цилиндра в точке контакта коллектора с внутренней стенкой большого цилиндра, а распылитель жидкости содержит полый цилиндрический корпус с каналом для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части, и соосным с ней полым конусом, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, а к конусу, в его нижней части, жестко прикреплен с помощью винта распылитель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора между соплом и полым конусом, при этом на боковой поверхности конуса выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, причем оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°, а на внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий, выполненных на боковой поверхности конуса с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, имеются винтовые канавки.
Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки и обработки масличных семян с целью подготовки их для пищевых и кормовых целей. В предлагаемой сушилке для сыпучих материалов, содержащей ступенчато секционированную сушильную камеру, выполненную в виде секций сушки материала в кипящем слое и отлежки, содержащих газоподводящие короба с расположенными над ними газораспределительными решетками, причем секция сушки материала в кипящем слое снабжена газораспределительной решеткой, выполненной в виде перфорированной ленты, прикрепленной к натяжной планке с одной стороны и к подпружиненной оси барабана с другой с возможностью наматывания ленты на ось барабана и перемещения его по вертикали, а также оснащенную патрубками загрузки, выгрузки материала и отвода отработанного теплоносителя, новым является то, что после секции сушки материала в кипящем слое дополнительно предусмотрена секция двухэтапного смешивания материала с антиоксидантом, содержащая последовательно установленные смесители малой и большой производительности, каждый из которых оснащен входным и выходным патрубком, причем выходной патрубок смесителя малой производительности соединен с входным патрубком смесителя большой производительности, выходной патрубок которого осуществляет подачу материала в секцию отлежки, при этом между входными патрубками смесителей закреплена гибкая лента и направляющая с подвижной кареткой, имеющая возможность перемещаться вдоль направляющей, натягивая за собой гибкую ленту и изменяя ее положение относительно входных патрубков смесителей с обеспечением подачи материала в необходимом количестве в каждый из этих патрубков после секции сушки, при этом входные патрубки смесителей снабжены устройствами для ввода антиоксиданта, закрепленными на внешней стороне сушильной камеры; перемещение газораспределительной решетки секции сушки материала в кипящем слое осуществляется с помощью гидроцилиндра, соединенного штоком с подпружиненной осью барабана и закрепленного на опоре с внешней стороны сушильной камеры, а секция отлежки оснащена неподвижной горизонтальной решеткой, установленной под углом, превышающим угол естественного откоса материала, патрубки загрузки и выгрузки материала дополнительно снабжены устройствами для загрузки и выгрузки, выполненными в виде шлюзовых затворов.

Изобретение относится к пищевой, химической, микробиологической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для сушки дисперсных материалов. В установке для сушки дисперсных материалов, включающей сушильную камеру с паровой рубашкой, подводящий и отводящий воздуховоды, газораспределительную решетку, встроенный теплообменник типа «труба в трубе» и патрубки для подачи теплоносителя тангенциально, новым является то, что крышка сушильной камеры оснащена направляющим перфорированным конусом для газовзвеси и патрубком для подачи теплоносителя в верхнюю часть сушильной камеры, рекуперативный теплообменник оснащен патрубками для подачи пара в межтрубное пространство и отвода конденсата, а ребра на его наружной поверхности расположены вертикально в случае подачи теплоносителя под газораспределительную решетку и сушки материала в псевдоожиженном слое или по винтовой линии в случае одновременного осевого и тангенциального ввода теплоносителя в сушильную камеру и сушки материала в закрученном потоке; под теплообменником размещен отбойник для изменения направления нисходящего потока газовзвеси; установка снабжена загрузочным устройством, включающим шнек и дезинтегратор.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к технике сушки растворов, плавов, суспензий и получения гранул различных веществ и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической отраслях.

Изобретение относится к конструкции генераторов горячего газа, предназначенных для оснащения установок, используемых для сушки сыпучих продуктов в кипящем слое. Генератор содержит горелку, контур теплообмена, средство, позволяющее обеспечить избыток и удаление потока влажных горячих газов, и средство, позволяющее обеспечить регулирование скорости движения потока горячих газов (вентилятор высокого давления), при этом контур теплообмена выполнен в виде первого и второго полых ромбовидных шестигранников, причем внутри первого полого ромбовидного шестигранника установлен рассекатель пламени и он имеет входное окно для газовой горелки и выходное окно для выхода продуктов сгорания, имеющее отверстие для входа нагреваемого газа, при этом трубопровод(ы) контура теплообмена охватывает всю поверхность первого полого ромбовидного шестигранника, а второй полый ромбовидный шестигранник закрывает трубопровод(ы) контура теплообмена, при этом имеет входное окно для газовой горелки, выходное окно для выхода продуктов сгорания и окна для входа и выхода нагреваемого газа, выполненные на противоположных гранях по ходу движения газа по всей длине контура теплообмена. Установка для сушки сыпучих продуктов в кипящем слое, в составе которой используется такой генератор горячего газа, имеет шкаф прямоугольного сечения, содержащий секцию создания горячего газа и секцию сушки сыпучих продуктов в кипящем слое, при этом в секции сушки сыпучих продуктов в кипящем слое размещено средство, позволяющее обеспечить регулирование скорости движения потока горячих газов (вентилятор высокого давления), вход которого соединен с секцией сушки сыпучих продуктов в кипящем слое, а выход - с секцией создания горячего газа, при этом секция создания горячего газа содержит контур теплообмена, выходное окно для выхода продуктов сгорания которого соединено с секцией сушки сыпучих продуктов в кипящем слое, имеющей окно, соединенное с окружающей средой, при этом выходное окно для выхода продуктов сгорания имеет искрогаситель, представляющий из себя емкость из мелкой металлической сетки. Технический результат изобретения заключается в повышении скорости нагрева газа до требуемой температуры. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх