Способ распылительной сушки жидкотекучих материалов

 

О П И С А Н И Е (1769243

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.12.78 (21) 2704755/24-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (51) М. Кл."

F 26В 3/12

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеиий и открытий (53) УДК 66.047.791. . 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. Ю. Тапехин и 3. А. Козлова (71) Заявйтель (54) СПОСОБ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СУШКИ

ЖИДКОТЕКУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области сушки жидкотекучих гомогенных и гетерогенных систем, например растворов солей, соответственно не содержащих и содержащих частицы твердого вещества, и может быть использовано в производстве различных органических и неорганических продуктов в химической, горнорудной, строительной п других отраслях промышленности.

Известен способ сушки (1), по которому ip жидкотскучис материалы нагревают под давлением, например 80 — 150 атм, до температур ниже температуры кипения (т. е.

250 — 350 С), затем диспергируют сбросом давления в сушильном аппарате и подвер- 15 гают сушке. Интенсивность сушки по этому способу достигает 24 кг/м ч.

Недостаток данного способа состоит в том, что повысить влагосъем более

24 кг/см ч не представляется возможным, 20

Другим недостатком этого способа является то, что при высоких температурах идет инкрустация внутренней поверхности перегревателя, что приводит к увеличению термического сопротивления стенки теплообменпика, постоянному снижению тепловосприятия и интенсивности наГрева жидкости и производительности, т. е. снижению влагосъема с единицы объема сушильной камеры. 30

Целью изобретения является интенсификация процесса сушки.

Поставленная цель достигается тем, что перед нагревом в высушиваемый материал вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ), а нагрев ведут до температуры на

2 — 50 С превышающей температуру кипения исходного материала.

При этом в качестве поверхностно-активных веществ используют соли этнлепдиаминтетрауксусной и/пли нптролотриуксусной к и ел от.

Нагрев жпдкотекучнх материалов выше температуры кипения приводит к испарению жидкой фазы и образованию паровой.

В результате этого имеется возможность увеличить количество тепла, подводимого к материалу.

Введение ПАВ приводит к тому, что пз-за большой поверхностной активности они (ПАВ) абсорбпруются в виде мономолекулярной пленки на поверхности зародышевых кристаллов, находящихся на поверхности стсш<п перегревателя, препятствует росту кристаллов, находящихся в жидкой фазе, что затрудняет адгезию пх на поверхности теплообменника-перегревателя. Введение ПАВ не может сказаться на качестве получаемого продукта пз-за малых их количеств. Конкретная доза вводимого ПАВ бу769243

O L)

65 дет зависеть от количестга содержащейся твсрдой фазы в жпдкотекучем материале, его давления, температуры нагрева и от количества образовавшейся паровой фазы.

Таким образом, количество ПАВ должно определяться заранее экспериментальным путем, но не превышать 0,5% от веса исходной жндкон фазы, что исключит загрязнение готового высушенного продукта.

Для конкретного жидкотекучего материала с известным начальным содержанием жидкой фазы прн задаш ом давлении существует определенная температура кипения.

Нагрев жидкотекучсго материала вьюне этой температуры приводит к тому, что часть жидкой фазы переходит в паровую.

При этом концентрация жидкой фазы в материале падает, а температура кипения ее растет. При определенном нагреве жидкотекучего материала под давлением можно достичь такого состояния, что более 50% жидкой фазы может быть переведено в паровую.

При последующем днспсргпровании (прн сбросе давления) часть избытка тепла жидкотекучего материала затрачивается на испарение (самовскипание) какого-то количества оставшейся жидкой фазы. В сушильной камере завершается дальнейшая сушка жидкотекучего материала, Удельная производительность сушильного агрегата может достигать 25 — 35 кг/ч с 1 м объема сушильной камеры. При этом в пределе можно в перегревателе нагреть исходную жидкотекучую систему так, что при дпспсpI.Нрованни во время сброса давления вся оставшаяся часть жидкой фазы будет пспарена из системы за счет самовскипання. При этом будет получсн продукт плн в виде сухого порошка, илп плава.

Минимальная величина нагрева выше температуры кипения должна составлять

2 С. Это для жндкотекучего материала, имеющего незначительную концентрацию растворенного вещества, поскольку для испарения даже значительных количеств рпстворителя требуется незначительное повышение температуры выше температуры кипения.

Максимальное значение нагрева выше температуры кипения исходной жидкотекучей системы составляет 50 С. При этом будет ооеспсчепо полное испарение жидкой фазы из ж дкотекучего материала в процессе ес диспсргирования при сбросе давления. Поэтому нагрев выше этой температуры уже не целесообразен, так как ведет к лишним затратам тепла, что неэкономично.

Значения даглепий, при которых можно вести нагрев жидкотекугчих матсриалов по предлагаемому способу, зависит от свойств се жидкой фазы. Максимальное давление, при котором будет происходить нагрев, должно быть чиже критического на 5% от его

45 величины, но не менее. Минимальное значение давления должно выбираться из условия обеспечения удовлетворительного диспергирования нагретого жидкотекучего материала. Для материалов, содержащих в качестве жидкой фазы воду, данный способ позволяет вести нагрев при давлениях

2 — 210 атм.

Пример 1. На 1 кг жидкотекучей гомогенной системы, представляющей собой водный раствор йодистого бария, добавляют

0,1 г двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты; Раствор, содержащий

50% влаги, нагревают под давлением

210 ата до температуры 395 С, что на 2 С выше температуры кипения, затем распыливают со снижением давления в сушильной камере и досушивают в ее объеме, например в потоке греющих газов. Удельный влагосъем составляет 30 кг/м ч.

Пример 2. На 1 кг жидкотекучей гетерогенной системы, являющейся водным раствором хлористого лития, содержащим

50% воды н 5% твердой фазы, вводят 1 г нитрилтриуксусной кислоты. Затем нагревают раствор при давлении 2 ата до температуры 185 С, что превышает на 50 С температуру кипения исходного раствора. Затем при распылении со сбросом давления раствор обезвоживается без подвода тепла в сушильной камере. Производительность сушильного аппарата достигает 35 кг/см -ч.

Пример 3. На 1 кг жидкотекучей гомогенной системы, представляющей собой раствор азотнокислого натрия, содержащего

40% воды, добавляют 0,05 г двунатриевой соли этплсндиаминтетрауксусной кислоты и

0,05 г нитрилтриуксусной кислоты. Раствор нагревают под давлением 15 ата до температуры 235 С, т. е. на 15 С выше температуры кипения исходного раствора. Затем при сбросе давления раствор распыливают в сушильной камере, где производится дальнейшее обезвоживание, например, в токе сушильных газов, Влагосъем составляет

30 кг/м ч, Формула нзобрегення

1. Способ распылительной сушки жидкотскучих материалов путем их нагрева под давлением и последующего диспергирования со сбросом давления, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, перед нагревом в высушиваемый материал вводят поверхностно-активпыс вещества, а нагрев ведут до температуры, на 2 — 50 С превышающей температуру кипения исходного материала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активных веществ используют соли этнлендиаминтетрауксусной и/пли ннтрилотриуксусной кислот.

769243

Составитель Е. Пискунова

Редактор Т. Загребельная Техред И. Заболотнова

Корректор О. Силуянова

Заказ 1988/9 Изд. М 494 Тираж 772 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений м открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лыков М. В. Сушка в химической промышленности. — М.: Химия, 1970, с. 301—

305.