Способ охлаждения влажных дисперсных материалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалисткческмк

Республик ()754188 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.03.78 (21) 2597698/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

F 27 D 9 00

F 26 В 5. 04

Государственный комитет (53) УДК 66.047. .752 (088.8) Опубликовано 07.08.80. Бюллетень ¹29

Дата опубликования описания 15.08.80 по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Г. С. Кабалдин, Т. В. Кучко и А. Н. Иванистов

Белорусское отделение Всесоюзного государственного научноисследовательского и проектно-конструкторского института

ВНИГ1Иэнергопром (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ВЛАЖНЫХ

ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к технике досушки и охлаждения влажных дисперсных материалов и может быть использовано в химической, пищевой, угольной и других отраслях промышленности.

Известен способ охлаждения дисперсных материалов путем их кратковременного вакуумирования до остаточного давления

1 — 10 мм рт. ст. (1).

Однако этот способ требует больших энергетических затрат.

Известен также способ охлаждения влажных дисперсных материалов путем вакуумирования в процессе их перемещения под действием силы тяжести (2).

Недостатком этого способа является малая глубина охлаждения и, следовательно, низкая интенсивность процесса.

Цель изобретения — интенсификация процесса охлаждения.

Это достигается тем, что в слой материала на нижней его границе вводят газ в виде тонких струй, который просасывают в противотоке с движущимся слоем.

При этом температуру охлажденного материала регулируют путем изменения высоты слоя.

Кроме того, вакуумирование осуществляют до 50 — 80%, а толщину струй поддерживают равной I — 2 мм.

На чертеже схематически изображено устройство для осуществления описываемого способа.

Материал 1, например хлористый калий, после термообработки поступает в загрузочный бункер 2, откуда через питатель 3 и трубу 4 подается в вакуумный тепломассообменник 5. Труба 4 выполняет роль верхнего слоевого затвора, препятствуя проникновению газов сверху в вакуумный объем.

Внутри тепломассообменника 5 расположена насадка 6, например, в виде наклонных полок, по которым материал пересыпается, перемещаясь сверху вниз в плотном слое.

Внизу тепломассообменнпк 5 заканчивается трубой 7, выполняквщей роль нижнего слоевого затвора. Высота слоевого затвора может изменяться с помощью телескопической трубы 8. Для подачи газа в слой материала I

33 служит жалюзийный коллектор 9. и котороw1v по. 180IIITcH 1 аз 110 тру ооп роводх 0. Выгрузка материала пз тепломассооб.;1еннпка 5 производится питателем I, I газы и пары из вакуумчого ооъема огкачивпются

754188 вакуум-насосом 12. Для уменьшения мощности вакуум-насоса 12 и улавливания паров установлен конденсатор 13.

В тепломассообменнике 5 под действием вакуума и физического тепла материала 1 происходит интенсивное испарение остаточной влаги, благодаря чему материал 1 охлаждается.

Температура охлаждения материала 1 уменьшается с повышением величины вакуума в вакуумном объеме. Однако повышение вакуума требует значительных энергозатрат и, кроме того, затрудняет осуществление непрерывного процесса охлаждения материала. Поэтому материал 1 охлаждается в тепломассообменнике 5 в два этапа: вверху под действием невысокого вакуума (остаточное давление порядка 2 — 20 кПа), обеспечивающего охлаждение материала 1 до температуры 20 — 60 С, и внизу (в нижнем слоевом затворе) — под действием расширяющегося (в вакуум) газа путем подачи последнего в виде тонких струй толщиной

1 — 2 мм, где происходит дополнительное охлаждение материала 1 еше на 10 — 40 С.

Известно, что адиабатное дросселирование может быть использовано в качестве эффективного способа охлаждения газов, а эффективность процесса охлаждения повышается при расширении газа с отдачей внешней работы. При дросселировании газа в слое материала 1 работа затрачивается на:преодоление трения между частицами и газом. Поскольку с расширением газа степень насыщения его влагой уменьшается, а влага в материале 1 в основном концентрируется в капиллярах и порах, т. е. в местах дросселирования газа, то при расширении газа в слое материала 1 в результате нагрева поверхностного слоя влаги и материала 1 интенсифицируется испарение влаги и преодоление ее связи с материалом l.

Таким образом, материал 1 дополнительно охлаждается не только за счет расширения газа, но также и за счет насыщения его влагой. Подача газа в нижнюю часть слоевого затвора уменьшает мощность привода питателя 11, так как уменьшается перепад давления на питателе 11. При достаточной высоте слоевого затвора (трубы 7) материал 1 может удаляться из тепломассообменника 5 под действием собственного веса или с помощью питателя, например, вибрационного, имеющего небольшую мощность. Однако удаление расширившегося газа из вакуумного объема требует дополнительных энергозатрат. Как показывают предварительные расчеты, дополнительное охлаждение материала за счет дросселирования газа экономически в 2 — 2,5 раза эффективнее по сравнению с охлаждением за счет повышения глубины вакуума в тепломассообменнике 5.

Для регулирования температуры охлаждения материала требуется изменение количества продуваемого газа через слой материала 1.

Это может быть достигнуто путем наружного дросселирования потока газа (до подачи в слой материала 1), однако такой меs тод менее эффективен, так как уменьшает использование внешней работы газа в слое.

Поэтому выгоднее регулировать расход газа в слое путем изменения сопротивления слоя, что достигается изменением его высоты.

На чертеже представлен пример изменения высоты слоевого затвора с помощью телескопически соединенных труб 7 и 8, имеющих сальниковое уплотнение. Этот метод регулирования температуры охлаждения особенно эффективен в случае продувки слоя газом при давлении, превышаюшем атмосферное.

Следует указать еще на одну важную особенность описанного способа: возможность кондиционирования материала в процессе охлаждения. Обработанная в вакууме поверхность материала 1 приобретает повышенную способность к адсорбции различных веществ, в том числе газов, а организованный подвод газа позволяет подавать в слой материала 1 газ, необходимый для придания

2s материалу нужных свойств. Например, для предотвращения слеживаемости минеральных удобрений в слой материала 1 через коллектор 9 могут подаваться антислеживающие вещества в парообразном состоянии.

Изменением высоты продуваемого слоя

so в этом случае регулируется не только конечная температура и влажность удобрения, но и его антислеживающие свойства.

Формула изобретекия

1. Способ охлаждения влажных дисперсных материалов, преимущественно хлористого калия после термообработки, путем вакуумирования в процессе их перемещения плотным слоем под действием силы тяжести, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения, в слой материала на нижней его границе вводят газ в виде тонких струй, который просасывают в противотоке с движущимся слоем.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру охлажденного материала регулируют путем изменения высоты слоя.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что вакуумирование осуществляют до

50 — 80%, а толщину струй поддерживают равной 1 — 2 мм.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

ss № 461284, кл. F 26 В 3/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 428169, кл. F 25 D 7/00, 1972.

754188

Составитель В. В а.квр

Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папи

Тираж 671 Подписное

Редактор Т. Загребельная

Заказ 4889/32

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЛП «Патент>. г. Ужгород, ул. Проектная, 4