Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое

Изобретение относится к технике сушки растворов, преимущественно сорбита, и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности. Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита, содержит сушильную камеру с газораспределительной решеткой, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку. Каждая из форсунок содержит корпус, штуцер и соосно расположенную с ними вставку-завихритель. В штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в соосное с ним фигурное отверстие, выполненное в форме диффузора. В цилиндрическом отверстии корпуса осесимметрично ему установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы. По оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов. Вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер. Внешние винтообразные нарезные каналы и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия вставки-завихрителя выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель выполнена из износостойкого материала. В верхней части штуцера установлен перфорированный диск, в который опирается полый винтовой конический завихритель, установленный в расширяющимся канале для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, выполненное осесимметрично корпусу форсунки. На поверхности полого винтового конического завихрителя выполнена винтовая сквозная нарезка. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и качества сушки. 5 ил.

 

Изобретение относится к технике сушки растворов, преимущественно сорбита, и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита по патенту РФ №2335716, F26В 17/10, содержащая сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, с целью повышения эксплуатационной надежности и качества сушки, форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1…0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10…20° по ходу вращения мешалки (прототип).

Недостатками известной установки являются низкие эксплуатационная надежность и качество сушки.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и качества сушки.

Это достигается тем, что в установке для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита, содержащей сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, с целью повышения эксплуатационной надежности и качества сушки, форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1…0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10…20° по ходу вращения мешалки, мешалка выполнена, по крайней мере, из четырех лопастей, две из которых, выполнены отогнутыми на угол 10…15° относительно плоскости газораспределительной решетки, что позволяет интенсифицировать процесс перемешивания материала в псевдоожиженном слое, кроме того, каждая из лопастей отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно предыдущей на угол 10°, каждая из форсунок содержит штуцер и, соосно расположенную с ними, вставку-завихритель, в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в, соосное с ним, фигурное отверстие, выполненное в форме диффузора, а в цилиндрическом отверстии корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер, при этом внешние винтообразные нарезные каналы и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия вставки-завихрителя выполнены с переменным шагом, вставка-завихритель выполнена из износостойкого материала, а в верхней части штуцера установлен перфорированный диск, в который опирается полый винтовой конический завихритель, установленный в расширяющимся канале для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, выполненное осесимметрично корпусу форсунки, а на поверхности полого винтового конического завихрителя выполнена винтовая сквозная нарезка.

На фиг. 1 изображена установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - схема поворота лопастей мешалки, на фиг. 5 - вариант форсунки для распыливания жидкостей.

Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое содержит сушильную камеру 1, в нижней части которой на газораспределительной решетке 2 размещен кипящий слой 3 высушиваемого продукта. Над газораспределительной решеткой 2 установлена мешалка 4. Над кипящим слоем на высоте 400…500 мм от газораспределительной решетки 2 установлены форсунки 5, соединенные с линией подачи раствора 6. В боковой стенке камеры на уровне кипящего слоя имеется разгрузочное отверстие 7. Мешалка выполнена, по крайней мере, из четырех лопастей 8, 9, 10, 11, две из которых, например 8 и 10 для случая четырех лопастей, выполнены отогнутыми на угол 10…15° относительно плоскости газораспределительной решетки 2, что позволяет интенсифицировать процесс перемешивания материала в псевдоожиженном слое. Кроме того, каждая из лопастей 8, 9, 10, 11 отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно: первая лопасть 8 - газораспределительной решетки 2; вторая лопасть 9 - относительно первой отогнута на угол 10° вокруг своей оси, третья лопасть 10 - относительно второй отогнута на угол 10° вокруг своей оси, четвертая лопасть - относительно третьей отогнута на угол 10° вокруг своей оси. Для случая лопастей более четырех алгоритм остается тем же: каждая последующая лопасть отогнута относительно предыдущей на угол 10°.

Каждая из форсунок 5, соединенная с линией подачи раствора 6 (фиг. 5) состоит из корпуса 11 и, соосно расположенного с ним в верхней части, штуцера 12, в котором выполнен расширяющийся канал 13 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 14, выполненное осесимметрично корпусу 11. Цилиндрическое отверстие 14 плавно переходит в, соосное с ним, отверстие 15, выполненное в форме диффузора. В отверстии 14 корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель 16, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 17. По оси вставки-завихрителя 16 выполнено центральное осевое отверстие 18 с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов 17. Внешние винтообразные нарезные каналы 17 и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия 18 могут быть выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель 16 устанавливается в корпусе 11 через упругие прокладки 19 и 20 и поджимается штуцером 12 посредством резьбового соединения корпус-штуцер, при этом вставка-завихритель выполнена из износостойкого материала.

В верхней части штуцера 12 установлен перфорированный диск 21, в который опирается полый винтовой конический завихритель 22, установленный в расширяющимся канале 13 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 14, выполненное осесимметрично корпусу 11. На поверхности полого винтового конического завихрителя 22 выполнена винтовая сквозная нарезка (на чертеже не показана).

Форсунка для распыления жидкости работает следующим образом.

Жидкость в корпус 11 поступает через канал 13 подвода жидкости в штуцере 12, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 14. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах вставки-завихрителя 16, и одновременно во внутренних каналах центрального осевого отверстия 18 с обратным направлением. Такой поток жидкости на выходе из фигурного отверстия 15 в форме диффузора хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла.

Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое работает следующим образом.

В сушильную камеру 1 на газораспределительную решетку 2 насыпают слой сухого продукта, например гранул или кристаллов сорбита, высотой 150…200 мм. Снизу через газораспределительную решетку 2 в сушильную камеру 1 подают горячий воздух в количестве достаточном для образования псевдоожиженного слоя 3. Включают мешалку 4 с помощью которой псевдоожиженному слою придают вращательное движение и более интенсивное перемешивание гранул. При достижении требуемой температуры кипящего слоя 3 (для сорбита -60°С) по линии 6 подают раствор через форсунки 5 в псевдоожиженный слой 3. Распыленный раствор оседает на гранулы и высушивается. Сухой гранулированный продукт удаляется из сушильной камеры через разгрузочное отверстие 7. В процессе работы высота кипящего слоя 3 поддерживается постоянной. Отработанный газ отводится из сушильной камеры 1 через патрубок в верхней части камеры 1.

Предлагаемую установку целесообразно применять для сушки высококонцентрированных растворов, например сорбита содержание сухих веществ в котором более 70%. Для высушивания этих растворов необходимое количество теплоносителя сравнительно невелико и расход псевдоожиженного воздуха определяется условиями псевдоожижения. В этом случае выгодно вести сушку при небольших числах псевдоожижения, обеспечив, однако, высокую интенсивность перемешивания гранул в слое. Достигается это установкой в кипящем слое 3 мешалки 4 с наклонными лопатками, причем оптимальное значение угла наклона лопастей к газораспределительной решетке лежит в пределах 10…20°, когда, наряду с хорошим перемешиванием, кипящему слою 3 придается вращательное движение, что обеспечивает кратковременное нахождение гранул в зоне орошения и более длительную их сушку. Такой режим ведения процесса сушки более полно обеспечивается установкой форсунок 5 по эвольвенте (фиг. 2). Кратковременное нахождение гранул в зоне орошения позволяет наносить свежий раствор не сплошной пленкой, а в виде отдельных частичек, кристалликов, которые образуют пористую структуру гранул, в результате чего существенно повышается их растворимость.

Установка форсунок 5 по эвольвенте в таком положении, чтобы их конец был сдвинут по ходу вращения мешалки от выгрузочного отверстия 7 на 10…20°, позволяет выгружать сухой продукт.

Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита, содержащая сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, с целью повышения эксплуатационной надежности и качества сушки форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1…0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10…20° по ходу вращения мешалки, мешалка выполнена по крайней мере из четырех лопастей, две из которых выполнены отогнутыми на угол 10…15° относительно плоскости газораспределительной решетки, что позволяет интенсифицировать процесс перемешивания материала в псевдоожиженном слое, кроме того, каждая из лопастей отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно предыдущей на угол 10°, отличающаяся тем, что каждая из форсунок содержит корпус, штуцер и соосно расположенную с ними вставку-завихритель, в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в соосное с ним фигурное отверстие, выполненное в форме диффузора, а в цилиндрическом отверстии корпуса осесимметрично ему установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер, при этом внешние винтообразные нарезные каналы и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия вставки-завихрителя выполнены с переменным шагом, вставка-завихритель выполнена из износостойкого материала, а в верхней части штуцера установлен перфорированный диск, в который опирается полый винтовой конический завихритель, установленный в расширяющемся канале для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, выполненное осесимметрично корпусу форсунки, а на поверхности полого винтового конического завихрителя выполнена винтовая сквозная нарезка.