Изобретение относится к химической промышленности, в частности к сушке высоковлажных материалов, а именно к технике сушки бората кальция, пербората натрия и других боропродуктов.

Известен способ контактной сушки сыпучих материалов, при котором сжигание топлива происходит в слое продукта, перемещающегося по сушильной камере. Уходящие газы предварительно подогревают продукт в теплообменном аппарате 1 .

Однако установка для осуществления способа громоздка, теплообменные аппараты часто забиваются продуктом, а сжигание топлива в слое загрязняет готовый химический продукт.

Известен также способ сушки высоковлажных материалов в тангенциальнозакрученном газовом потоке. При осу- 20 ществлении этого способа коэффициент теплопередачи от газового потока к материалу высок, установка малогабаритна, загрязнений продукта не наблюдается (2g.

Недостаток такого способа состоит в том, что поток теплоносителя не только разбивает продукт, но и, соприкасаясь со стенками сушильной камеры, нагревает их, в результате чего 30 термочувствительный продукт, соприкасаясь со стенками камеры, начинает сплавляться, процесс сушки нарушается. Кроме того, спиралеобразное закручивание потока не обеспечивает полного высыхания продукта до его соприкосновения со стенками. Продукт налипает на стенки сушильной камеры.

Производительность установки и качество готового продукта падают, наблюдается оплавление продукта либо абразивный износ стенок камеры.

Наиболее близки к предлагаемому способы сушки высоковлажных материалов путем ввода основного и дополнительного потоков теплоносителя и закручивания гаэовзвеси. Эти способы осуществляются в циклонных сушилках с прорезями 3 .

Однако высокие температуры теплоносителя, предусмотренные в известных способах и контакт материала со стенками сушйлок приводят к налипанию на них частиц материала и их оплавлению, что не позволяет осуществлять эффективную сушку боропродуктов.

Цель изобретения вЂ” повышение качества процесса при сушке боропродуктов, предотвращение их налипания на

800533 стенки сушильной камеры и оплавлени частиц.

Указанная цель достигается тем, что дополнительный поток теплоноси,теля вводят между стенкой сушильной камеры и основным потоком теплоносителя в количестве 5-25% от общего

5 расхода при температуре 5-300C с избытком давления 40-6000 мм вод.ст.

На фиг. 1 изображена установка, в которой реализуется предлагаемый способ, на фиг. 2 вЂ” конструкция фурмы в увеличенном масштабе.

Установка состоит из сушильной камеры 1, камеры 2 сепарации, отражателя 3, бункера 4 готовой продукции.

Сушильная камера 1 снабжена верхним рядом фурм 5, нижним рядом фурм 6, леткой 7, газоходом 8, ускорительным соплом 9. Пластина 10 разделяет фурму 5 на две части так, что совместно со стенками фурмы 5 образуются. кана- Щ лы 11 и 12. Камера 2 оборудована газоходами 13, а бункер 4 готовой продукции вЂ” течкой 14.

Установка работает следующим образом. 25

Исходный продукт через летку 7 поступает в сушильную камеру 1. Для распыла и сушки поступившего исходного продукта в сушильную камеру 1 подается сушильный агент. Подача сушильного агента в виде газового потока производится через верхний ряд фурм 5 и нижний ряд фурм 6. Верхний ряд фурм 5 разделен пластиной 10 на две части, образующие каналы 11 и 12, в которые подводятся основной и дополнительный потоки теплоносителя, имеющие различные технологические параметры и назначение. B канал 12 подводится основной поток теплоносителя с температурой 40-800 С для суш- 40 ки и распыла продукта. Температура основного потока теплоносителя зависит от вида боропродукта, поступающего на сушку, например для пербората натрия составляет 100-140 С, тетра0 гидрата натрия 40-60 С, безводной порошкообразной буры до 700 С, а бората кальция 8000С.

Количество основного потока теплоносителя составляет 95-75:. общего Я» расхода, а давление на срезе фурм поддерживается в пределах 30

1000 мм вод. ст., что обеспечивает скорость выхода этого потока со среза фурм в пределах 15-100 м/с. Скорость выхода зависит от продукта, поступающего на сушку, и обусловливается крупностью фракции продукта и температурным режимом сушки.

Так при сушке, например, пербората натрия крупностью до 300 мкр тепло- 0 носителем с температурой 100-1400С и плотностью 0,8-1 кг/м распыливание продукта обеспечивается скоростью

15 м/с, а для сушки боропродуктов крупностью вьпае 300 мкр потоком теп- 65 лоносителя с температурой 800 С и плотностью 0,3-0,25 кг/м3 теплоноситель должен набегать на поток продукта со скоростью 40-60 м/с. Повышение скорости выхода основного потока теплоносителя улучшает качество распыла продукта, но при этом повышается мощность нагнетательных устройств и наблюдается повышенное истирание (измельчение) продукта, что является желательным фактором не для всех видов продуктов.

В канал 11 подводится дополнительный поток теплоносителя в количестве 5-25% общего расхода с температурой 5-30OС и давлением, превышающим давление первичного теплоносителя на

10-5000 мм вод.ст. Поток из канала 11 верхнего ряда фурм 5 растекается по стенке сушильной камеры 1 и создает защитную газовую пленку между стенкой сушильной камеры 1 и потоком частиц исходного продукта, предохраняя стенку от абразивного износа или налипания частиц продукта. Исходный продукт под действием основного потока теплоносителя, входящего в сушильную камеру 1 из канала 12, приобретает вращательное движение, из-за чего возникают центробежные силы. Под действием центробежных сил частицы исходного продукта отбрасываются от центра к периферии с определенной силой, которая зависит от крупности частиц,скорости выхоца потока из канала 12 и удельной плотности частиц. Энергия приобретаемая частицей, в данном случае равна

) 2 где J вЂ” момент энергии, и вЂ” угловая скорость, т.е, кинетическая энергия, приобретаемая частицами исходного продукта, зависит от крупности исходного продукта и его удельной плотности. Выходные параметры (температура, скорость, удельная плотность) потока, выходящего из канала 11, выбираются так, чтобы не допустить соприкосновения частиц исходного продукта со стенкой сушильной камеры. Например, при сушке датолитового концентрата с удельной плотностью P = 2800 кг/м и крупностью фракции (Ъ = 2 мм необходимо дополнительному потоку теплоносителя, выходящего из канала 11, преодолеть кинетическую энергию д2 2 g ц2 2 g 4„ 2

g вЂ” вЂ” mR вЂ” = вЂ” R !свК 2 5 2 5 3 2

-6 и

15 10 вЂ” кгсм, для чего требуется обеспечить выход дотока из канала 11 со скоростью 250200 м/с, давление теплоносителя 50006000 кгс/м и плотность 1,2 кг/см, а при сушке бората кальция или пер-бората натрия с удельной плотностью

800533

1200 кг/м 3 и крупностью 300-400 мкр дополнительному потоку теплоносителя, вытекающему из канала 11, необходимо преодолеть кинетическую энергию по-9 рядка (2 вЂ” 4) 10 вЂ” кгс м, для чего

5 достаточно обеспечить скорость выхода этого потока 120-150 м/с, давление

500-600 кгс/м и плотность 0,8вЂ”

1 кг/м .

Тангенциальный ввод дополнительного потока теплоносителя между стенкой сушильной камеры и основным потоком позовляет создать защитную газовую пленку по всей поверхности стенок сушильной камеры 1 и предохранить их от соприкосновения с продуктом. В качестве дополнительного потока теплоносителя применяется воздух, забор которого осуществляется из производственного помещения. Нижний предел теплоносителя 5 С соответствует тем- 20

О пературе внутри неотапливаемых помещений в зимний период времени. Для обеспечения требуемой температуры не нужны специальные устройства для подогрева дополнительного потока теплоно- д сителя. Снижение же температуры ниже

5ОC ухудшает теплоэнергетические показатели установки, так как увеличивается расход тепла. Верхний предел

30 С выбран ниже точки плавления тер0 мочувствительного продукта, например тетрагидрата пербората натрия.

При омывании стенок сушильной камеры дополнительным потоком теплоносителя с температурой 30 С температу0 ра стенок камеры не повышается выше

30 С, что способствует уменьшению теплопотерь в окружающую среду, снижению толщины изоляции и предотвращает плавление термочувствительных боропродуктов при их попадании на 4Q стенки камеры. Количество дополнительного потока теплоносителя, поступающего на создание защитной газовой пленки, как и перепад давлений между потоками, выбирается в зависимости от 45 скорости выхода потоков теплоносителя, крупности сушимого продукта и температуры основного потока теплоносите ля.

Так, при сушке пербората натрия на опытно-промышленной установке при снижении количества дополнительного потока теплоносителя ниже 5Ъ наблюдается проскок частиц продукта сквозь защитную газовую пленку, налипание его на стенки сушильной камеры и плав-55 ление продукта. Верхний предел 25Ъ определен расчетным путем для датолитового концентрата крупностью 2 мм при температуре основного потока теплоносителя 800оC.

Через нижний ряд фурм 6 в сушильную камеру 1 дополнительно вводится сушильный агент с температурой ниже температуры плавления исходного продукта. Так, при сушке бората кальция эта температура составляет 600-800оС, а пербората натрия 60-100ОС, что способствует повышению качества сушки и ликвидирует возможность оплавления исходного продукта, так как большая часть влаги испаряется газовым потоком, вытекающим иэ фурм 5. Затем одна часть теплоносителя отводится через газоход 8, другая часть через ускорительное сопло 9 поступает в камеру 2 сепарации, откуда теплоноситель отводится по газоходам 13, а готовый продукт удаляется через течку 14. Подвод потоков теплоносителя к каналам 11 и 12 верхнего ряда фурм

5 и к фурмам 6 производится от индивидуальных источников энергообеспечения.

Использование предлагаемого способа сушки боропродуктов обеспечивает снижение материалоемкости установки и энергозатрат на сушку -пербората натрия на 5-10Ъ, повышение качества сушки и удельного влагосъема с 1 м установки в 3-4 раза, предотвращает налипание боропродуктрв на стенки сушильной камеры.

Формула изобретения

Способ сушки высоковлажных материалов путем ввода основного и дополнительного потоков теплоносителя и закручивания газовзвеси, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества процесса при сушке боропродуктов, предотвращения их налипания на стенки сушильной камеры и оплавления частиц, дополнительный поток теплоносителя вводят между стенкой сушильной камеры и основным потоком теплоносителя в количестве 5-25Ъ от общего расхода при температуре 5-30 С с избыточным давлением 40-6000 мм вод.ст.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 245665, кл. F 26 В 3/10, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 476426, кл. Г 26 В 3/1?, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 363846, кл. F 26 В 17/10, 1970.

800533

Фиг. 1

Заказ 10377/42

Тираж 751 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель 10. Мартинчик

Редактор Т. Алякина Техред А..Савка Корректор A. Гриценко

Способ сушки сыпучего материала в кипящем слое // 699299

Способ термообработки зерна // 691654

Способ сушки гранул никотиновой кислоты // 658374

Способ получения мелкогранулированного материала // 645949

Способ сушки перманганата калия // 629420

Способ термообработки дисперсных материалов // 614296

Способ сушки глинопорошка // 606054

Способ тепловой обработки сыпучих материалов // 590565

Способ сушки зерна // 585378

Сушилка аэродинамическая // 2144771

Изобретение относится к сушильной технике, может быть использовано в сельском хозяйстве для сушки зерновых культур различного назначения

Способ сушки медного купороса и устройство для его осуществления // 2149329

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при сушке медного купороса

Способ сушки фрезерного торфа // 2175426

Изобретение относится к торфяной промышленности, в частности к досушке фрезерного торфа для получения качественной торфяной сушенки для топливных брикетов, тепличных грунтов и т.д

Способ термической обработки калийных солей // 2176768

Изобретение относится к технике обезвоживания влажных калийных солей, например сульфата калия, полученного взаимодействием хлористого калия с сульфатом аммония или флотационного хлористого калия в пневматической сушилке

Способ сушки дисперсного материала и вихревая камера для его осуществления // 2178543

Изобретение относится к технике тепломассообменных и химических процессов, а именно к сушке вихревым потоком дисперсного материала, и может быть использовано для сушки частиц с преимущественно поверхностной влагой, в частности углей мелких фракций; способ отличается тем, что сформированный псевдоожиженный слой многократно переводят в разреженное состояние, закрученный поток газа после прохождения слоя частиц направляют вверх, а мелкие частицы материала подвергают дополнительной сепарации

Устройство для удаления жидкости из дисперсного вещества // 2228496

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки дисперсных веществ в замкнутых системах

Способ сушки высоковлажных пастообразных материалов и устройство для его осуществления // 2229664

Способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое // 2241925

Изобретение относится к сушке и грануляции пылевидных материалов и касается способа грануляции пылевидных пищевых материалов, например таких как сахарная пудра, какао, растворимый кофе, казеин, сухое молоко, сухие сливки и другие

Способ сушки дисперсных материалов и установка для его осуществления // 2251059

Способ периодической сушки термолабильных материалов // 2254528

Изобретение относится к технике сушки термолабильных дисперсных материалов и может быть использовано при проведении процесса сушки фторопласта дисперсионного Ф-4Д в аппаратах периодического действия, работающих в режиме кипящего или виброкипящего слоя