УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ВЛАЖНОГО ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА С ПОМОЩЬЮ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА Российский патент 1997 года по МПК F26B17/10 

Изобретение касается установки для сушки влажного зернистого материала, имеющего неоднородный размер частиц, с помощью перегрева пара, содержащая нижнюю цилиндрическую часть имеющую ряд параллельных по существу вертикально вытянутых камер, расположенных по кольцу; одну или более камер, имеющих закрытое основание, и оставшиеся камеры, снабженные паропроницаемым основанием; соседние камеры, соединенные с помощью отверстий, выполненных в стенках на нижних концах камер, и нижнюю коническую часть, также разделенную на камеры, которые своими нижними концами соединены с камерами цилиндрической части установки, а наверху соединены с передающей зоной, при этом камеры конической части установки разделены на меньшие камеры с помощью наклоненных направляющих плит, средства для подачи влажного зернистого материала в камеру, имеющую паропроницаемое основание, средства для выгрузки высушенного материала из камер с закрытым основанием, средства для подачи перегретого пара в зону, находящуюся ниже паропроницаемых оснований камер, средства для подогревания удаляемого пара и его рециркуляцию в зону под паропроницаемыми основаниями камер.

Установка упомянутого выше типа известна от Зукеринда /Zuckerind /114/1989/ N 12, стр. 964 70 и EP-A-01537404. Эта известная установка, в частности, пригодна для сушки свекольной массы, образованной в результате извлечения сахара из кусочков сахарной свеклы с водой, однако, установка пригодна также для удаления жидкости, включая отличные от воды жидкости, из ряда чувствительных органических материалов.

Известная установка обладает тем преимуществом, что зернистый материал высушивается без доступа воздуха, что позволяет избежать окисления материала во время сушки. Другим важным преимуществом установки является то, что она экологически чистая, так как сушка происходит по существу в закрытой системе. Кроме того, избыточное количество пара, которое, например, выделяется при сушке свекольной массы, является очень чистым и следовательно, может использоваться для концентрации сахарного сока, а образующийся таким образом конденсат не вызывает неприятного вкуса по сравнению с продуктами испускания, образующимся при барабанной сушке свекольной массы.

При практическом использовании вышеупомянутой установки было установлено, что частично высушенный зернистый материал имеет тенденцию к прилипанию к наклонным направляющим плитам и, в частности, к их верхним сторонам, и что на этих направляющих плитах образуются постепенно увеличивающееся покрытие.

Задачей настоящего изобретения является устранение этого недостатка, а в соответствии с настоящим изобретением эта задача достигается с помощью установки вышеупомянутого типа, отличающейся тем, что по крайней мере часть наклонных направляющих плит в конической части установки снабжена средствами для их нагревания.

Таким образом, изобретение основывается на открытии, что за счет нагревания направляющих плит, упомянутых выше, можно устранить или по крайней мере существенно уменьшить тенденцию зернистого материала к прилипанию к верхней стороне направляющих плит. Причина, по которой также прилипание устраняется, не известна, но предлагается, что контакт с теплыми направляющими плитами заставляет содержащие жидкость частицы "плясать" на плитах по аналогии с водяными каплями на горячей плите или что зона относительно горячего пара образуется вблизи поверхности плит, при этом пар высушивает поверхности частиц.

Наклонные направляющие плиты в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно выполняются полыми, а их полости соединяются со средствами подачи в них пара. Однако, направляющие плиты могут нагреваться другими способами, например, они снабжаются электронагревательными элементами.

Во время эксплуатации установки в соответствии с настоящим изобретением температура поверхности направляющих плит предпочтительно поддерживается примерно на 20 80^oC выше точки насыщения пара, применяемого в установке при заданном давлении. Таким образом, при использовании перегретого пара под давлением 3,7 бар, соответствующим точке насыщения 140^oC, температура направляющих плит предпочтительно поддерживается при 160 220^oC.

В соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения, в котором соседние сушильные камеры соединены через отверстия в стенках камер в переходной зоне между конической и цилиндрической частями, верхние стороны направляющих плит снабжены направляющими средствами. Последние предпочтительно располагаются так, что зернистый материал, входящий в контакт с верхними сторонами направляющих плит, направляется к отверстиям соседних сушильных камер вниз по течению установки. Такие направляющие средства, которые, например, имеют форму металлических стержней, прикрепленных к верхним сторонам направляющих плит, тем самым поддерживают продвигающее перемещение зернистого материала через установку и способствуют уменьшению времени удерживания материала.

При сушке содержащего воду зернистого материала используется нагретый пар, тогда как перегретый пар жидкости, образующийся в материале, используется тогда, когда высушиваемый материал содержит неводную жидкость.

На фиг. 1 изображен перспективный вид с частичным сечением предпочтительного варианта установки настоящего изобретения; на фиг.2 вид в вертикальном сечении установки, представленной на фиг.1; на фиг.3 вид в горизонтальном сечении установки на фиг.1, выполненном по линии III-III; на фиг.4 вид в горизонтальном сечении установки на фиг.1, выполненном по линии IV-IV; на фиг. 5 схематическое изображение сушильной камеры установки настоящего изобретения; на фиг.6 вертикальное сечение наклонной направляющей плиты предпочтительного варианта установки настоящего изобретения; на фиг.7 - перспективный вид верхней стороны наклонной направляющей плиты, используемой в другом предпочтительном варианте установки настоящего изобретения.

Установка содержит нижнюю 1, цилиндрическую 2, коническую 3 и верхнюю 4 части.

Цилиндрическая часть 2 разделена на пятнадцать сушильных камер 6, соединенных последовательно с помощью вертикальных стенок 5, а разгрузочная камера 7 расположена между первой и последней сушильными камерами 6. В основание сушильные камеры 6 разделены перфорированным днищем 8 и распорный элемент 9 установлен в центре над днищем 8 и его верхняя сторона наклонена вниз и наружу, а нижняя сторона находится на небольшом расстоянии над перфорированным днищем 8. Сушильные камеры 6 входят в коническую часть 3 установки, при этом каждая из них разделена на идущие к низу на конус меньшие камеры 10 с помощью наклоненных направляющих плит 11, соединенных с нагревательными элементами /не показаны/. Соседние сушильные камеры 6 и разгрузочная камера 7 соединены в переходной зоне между цилиндрической 2 и конической 3 частями через отверстия 12, выполненные в стенках 5 камер.

Шнековый транспорт 13, вращательно установленный в разгрузочной трубе 14, расположен на основание разгрузочной камеры 7. Верхняя часть цилиндрической часть цилиндрической части 2 установки снабжена соответствующим шнековым транспортером 15, установленным в трубе 16, выходящей в верхнюю часть первой сушильной камеры 6.

Трубчатый теплообменник 20 заполняет центральное пространство цилиндрической 2 и конической 3 частей и частично верхней части 4 и соединен с трубой 21 для подачи перегретого пара, который как объясняется ниже, простирается от верхней 4 до нижней 1 частей установки через большое число труб 22 теплообменника, тогда как в тоже самое время он нагревается перегретым паром, подаваемым через трубу 21. Кроме того, теплообменник 20 соединен с трубой /не показана/ для выгрузки конденсата из зон вокруг теплообменника 22.

Верхняя часть 4 разделена на центральную камеру 31 и передающую камеру 32 с помощью плиты 30. Стационарный заполняющий элемент 33 установлен в центральной камере на верхнем конце теплообменника 20, при этом наружная часть заполняющего элемента 33 снабжена несколькими направляющими лопатками 34, имеющими такую форму и расположение, что образуется поле циклона в пространстве плит 30 за счет пара, проходящего из передающей камеры вверх в пространство между заполняющим элементом 33 и плитой 30.

Плита 30 упирается в циклон 40, а центральная камера 31, соединена с внутренней полостью циклона 40 через отверстие 41 в плите 30 и циклоне 40. Последний имеет коническую нижнюю часть 42, проходящую в воронкообразную часть 43, которая в свою очередь выходит в одну из камер 10 в разгрузочной камере 7. В переходной зоне между конической нижней частью 42 и воронкообразной частью 43 имеется труба 44 для подачи газа под давлением с целью получения выталкивающего эффекта в переходной зоне между нижней конической частью 42 циклона и воронкообразной частью 43.

Труба 45 для удаления избыточного количества пара расположена наверху верхней части 4 установки.

Нижняя часть 1 установки содержит воронкообразную часть 50, идущую вниз от нижнего конца теплообменника 20 во внутрь центробежной воздуходувки 51, включающей ротор, состоящий из двух кольцевых пластин 52 и 53, снабженных лопатками 54, установленными между пластинами.

Ротор 51 установлен на валу 55, имеющем шкив 56 клиновидного ремня, который приводит в действие двигатель 58 через два клиновидных ремня 57. Ротор 51 окружен парораспределительной камерой 59, в которой установлены направляющие плиты 60, снабженные отверстиями 61.

Как показано на фиг.1, стенки 5 сушильных камер 6 снабжены отверстиями 62, через которые может проходить невысушенный материал из одной сушильной камеры 6 в другую. Эти отверстия 62 или часть из них уменьшаются в размере в направление движения потока материала.

Как показано на фиг.6, наклонные направляющие плиты 11 могут содержать переднюю плиту 70 и гофрированную заднюю плиту 71, приваренную к передней плите 70 в разделительных зонах 72. Показанная направляющая плита 11 соединена с паровой трубой /не показана/, предназначенной для подачи перегретого пара, и с выпускной трубой /не показана/ для удаления конденсата и пара.

На верхней стороне направляющей плиты 11, показанной на фиг.7, установлены два боковых фланца 75 и четыре направляющих стержня 76, расположенных так, что зернистый материал, движущийся вниз по верхней стороне направляющей плиты, направляется в сторону одного из боковых фланцев 75, нижняя часть которого срезана для образования отверстия 12 рядом с сушильной камерой 6.

Установка работает следующим образом:
Исходный зернистый материал транспортируется в верхнюю часть первой из сушильных камер 6, последовательно соединенных шнековым транспортером 15 и подающей трубой 16. Поступивший в сушильную камеру материал подвергается воздействию перегретого пара, который подается в сушильную камеру через перфорированное днище 8. Распорные элементы 9 придают материалу вихревое движения, как показано на фиг.5. Часть материала будет слишком тяжелой, чтобы остановиться во взвешенном состоянии и будет двигаться в сторону днища 8. Во время движения вниз, которое происходит главным образом в центральной части камеры, материал будет ударяться о верхнюю сторону распорного элемента 9 и скользить вниз по этой стороне.

При достижении днища 8 после спуска по наклонной верхней стороне распорного элемента 9 часть этого относительно грубого или крупного материала будет проходит в следующую /вторую/ сушильную камеры 6 через отверстие 62 в стенке 5 камеры.

Относительно крупный материал, поступающий во вторую сушильную камеру 6, будет направляться в третью сушильную камеру аналогичным образом и т.д.

Во время сушки материала в камерах 6 его частицы будут терять вес и наиболее легкие из них будет проходить в коническую часть 3 установки. Достигнув этой части установки, часть материала будет оседать на верхнюю сторону направляющих плит 11, где движущийся вверх поток газа является слабым. Здесь материал будет дополнительно нагреваться и сушиться и в высушенном состоянии он будет скользить вниз в сторону цилиндрической части 2 установки. Когда направляющие стержни 76 установлены на верхней стороне направляющих плит 11, как показано на фиг.7, то сухой материал будет направляться к отверстиям 12 и в последующую камеру.

Крупные частицы будут предпочтительно оставаться в самой нижней части камер 6.

На практике было установлено, что более 90% материала (на сухой основе) транспортируется через отверстия 62 на нижних концах камер и через отверстия 12 в переходной зоне между конической 3 и цилиндрической 2 частями. Таким образом, только относительно небольшая часть материала проходит в переходную зону, а его большая часть направляется в центральную часть 31.

В зоне над выпускной камерой 7 будет отсутствовать движущейся вверх поток пара, так как основание камеры закрыто, и проходя в выпускную или разгрузочную камеру 7 сухие частицы будут двигаться в сторону основания этой камеры.

Материал, поступающий в разгрузочную камеру 7 через отверстия 62 на нижних концах сушильных камер, через отверстия 12 в переходной зоне между цилиндрической 2 и конической 3 частями, или через передающую камеру 32 удаляется в основание разгрузочной камеры 7 с помощью шнекового транспортера 13, установленного в разгрузочной трубе 14.

Из передающей камеры 32 поток пара из сушильной камеры 6 направляется в центральную камеру 31 и тем самым проходит направляющие лопатки 34, сообщающие потоку пара вихревое движение вдоль внутренней стороны плиты 30, тем самым направляя захваченные частицы к плите 30, а при прохождении отверстия 41 частицы будут поступать в циклон 40, где они оседают на его дно, и из него они направляются в разгрузочную камеру 7 за счет подачи газа через трубу 44.

Пар, выделенный из твердых частиц, нагнетается из центральной камеры 31 вниз через теплообменник 20 с помощью центробежной воздуходувки 51. В процессе прохождения через теплообменник 20 пар перегревается с помощью пара или другой нагревающей средой, которая подается в теплообменник 20 через трубу 21.

Поток пара, получаемый от центробежной воздуходувки 51, проходит через парораспределительную камеру 59 в зону под перфорированные днища 8 сушильных камер 6 и оттуда вверх в сушильные камеры 6.

Избыточное количество пара, полученное в результате испарения жидкости из зернистого материала, удаляется через трубу 45 на верхней части 4 установки.

Использование: для сушки влажного зернистого материала. 0сущность изобретения: установка для сушки влажного зернистого материала с помощью перегретого пара содержит цилиндрическую часть 2, в которой в форме кольца расположены несколько параллельных, по существу вертикально вытянутых камер 6; одну или несколько камер 7 с закрытым днищем, и камеры 6, имеющие паропроницаемое днище 8; соседние камеры, соединенные друг с другом, и верхнюю коническую часть 3, также разделенную на камеры 6 и которая на нижнем конце соединена с камерами 6 цилиндрической части 2 установки, при этом камеры 6 конической части 3 установки разделены на меньшие камеры 10 с помощью наклонных направляющих плит 11, из которых по крайней мере часть этих плит в конической части 3 установки снабжены средствами для их нагревания. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Установка для сушки влажного зернистого материала с помощью перегретого пара, содержащая корпус, нижняя цилиндрическая часть которого выполнена из нескольких параллельных, вертикально вытянутых камер, установленных по кольцу, из которых одна или несколько камер имеют закрытое основание, а оставшиеся камеры паропроницаемое днище, причем в последних соседние камеры выполнены смежными посредством отверстий, размещенных в стенках у основания камер, а верхняя коническая часть корпуса разделена на отсеки с помощью стенок отсеков наклонных направляющих плит и соединена меньшим основанием с нижней цилиндрической частью корпуса, а большим основанием с передающей зоной, узлы загрузки и выгрузки материала из камер, устройства подачи и отвода отработанного пара, блок повторного нагрева отводимого пара и его рециркуляции в пространство под паропроницаемыми днищами, отличающаяся тем, что по крайней мере часть из наклонных направляющих плит в конической части корпуса снабжена средствами их нагрева. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что наклонные направляющие плиты выполнены полыми и снабжены устройством подачи пара внутрь плит. 3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что верхние стороны направляющих плит снабжены направляющими элементами. 4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что соседние отсеки соединены через отверстия в стенках отсеков в переходной зоне между конической и цилиндрической частями корпуса, а направляющие элементы выполнены в виде стержней, прикрепленных к верхним сторонам направляющих плит под углом к отверстиям в стенках отсеков на выпускной стороне установки.