ЦИКЛИЧЕСКАЯ СУШИЛКА ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к сушке твердых материалов с перемещением высушиваемого материала, осуществляемом потоком газообразной среды и может быть использовано в сельском хозяйстве для сушки зерна и в деревообработке для сушки опилок и других сыпучих материалов.

Известна циклическая сушилка для сыпучих материалов (решение о выдаче патента от 25.03.96 по заявке N95101897/06 003956 от 13.02.95), в которой задача сушки сыпучих материалов решается тем, что за счет секционной конструкции сушилки, где каждая секция имеет горизонтальный участок и вертикальную колонку, применяется циклический режим комбинированной сушки с чередованием нагрева продукта горячим воздухом в псевдоожиженном слое на горизонтальном участке секции и во взвешенном слое перед перегородкой в вертикальной колонке при регулируемой скорости перемещения продукта из секции в секцию путем изменения высоты перегородки, разделяющих вертикальные сушильные камеры-колонки на участки взвешенного и падающего слоев сушки продукта.

Задачей изобретения является совершенствование конструкции выше приведенной сушилки для сыпучих материалов с целью интенсификации процесса сушки, снижения энергозатрат и повышения съема влажности за один проход продукта через сушилку (до 10-15%) на зерне и на 60±5% для древесных опилок.

Для этого газораспределительная решетка 4 снабжена ТЭНами. При этом псевдоожиженное состояние зернистого продукта резко интенсифицирует теплообмен между нагретой поверхностью решетки и движущимся газом. Наличие зернистого продукта в состоянии псевдоожижения увеличивает коэффициент теплообмена в 10-15 раз при той же скорости движения газа в сушилке. Увеличение коэффициента теплообмена связано с турбулизацией пограничного слоя у нагретой поверхности в результате соударений частиц продукта. При этом температура решетки может быть достаточно высокой, так как частицы продукта находятся в кратковременном контакте с нагретой поверхностью при соударении.

В этом случае радиационный теплообмен приобретает большое значение (частица продукта нагревается инфракрасными лучами, испускаемыми нагретой поверхностью решетки), что в комплексе улучшает условия сушки продукта и сокращает время его пребывания в сушильной камере.

На фиг.1 представлена циклическая сушилка для сыпучих материалов, общий вид в разрезе; на фиг.2 - поперечный разрез горизонтального участка сушильной камеры по А-А; на фиг.3 - поперечный разрез вертикальной сушильной колонки с регулируемой по высоте перегородкой, разрез В-В.

Циклическая сушилка для сыпучих материалов фиг.1,2,3 включает нагнетатель воздуха (вентилятор), нагревательные элементы (ТЭНы) 2, загрузочный патрубок в виде бункера с дозирующим устройством для подачи продукта сушки 3, перфорированную газораспределительную перегородку (решетку) 4, отделяющую сушильную камеру (горизонтальную 5 и вертикальную 6, 10) от воздухоподающего короба 6, вертикальные регулирующие перегородки 7, отделяющие участки взвешенного слоя 8 от участков падающего слоя 9 в вертикальных сушильных колонках 10, имеющих воздушные окна 11 и загрузочную заслонку 12.

Циклическая сушилка работает следующим образом.

Влажный материал из загрузочного бункера 3 поступает на газораспределительную перегородку 4 первой секции и приводится в псевдоожиженное состояние и нагревается под действием теплоносителя - горячего воздуха, поступающего от вентилятора 1, а также от соударения с подогретой решеткой через нагревательные элементы 2, расположенные в контакте с решеткой снизу и ниже в воздухоподводящем коробе 6, продвигаясь вперед по горизонтальному участку 5 под действием воздушного потока продукт сушки попадает на участок взвешенного слоя 8, вертикальной колонки 10, где доходит до вертикальной регулируемой перегородки 7, подхватывается нагретым воздушным потоком, переходит во взвешенное состояние и, подсушиваясь перебрасывается потоком воздуха через перегородку 7 на участок падающего слоя сушки 9, при этом нагретый влажный воздух частично удаляется из сушилки через регулируемое окно 11. На участке падающего слоя 9 продукт сушки в падении продувается менее нагретым воздухом (под участком 9 нагревателей 2 НЕТ) и снова попадает на газораспределительную решетку 4 горизонтального участка сушки, но уже следующей секции и цикл сушки повторяется. После прохождения подобным образом всех секций сушилки, высушенный материал выходит из последней секции через выгрузной патрубок с заслонкой 12. Отработанный теплоноситель в процессе сушки частично удаляется через регулируемые воздушные окна 11 вертикальных колонок 10, а окончательный (полный) выход отработанного теплоносителя производится через выгрузной патрубок с заслонкой 11.

Работа секций сушилки. Перед началом работы по заданной программе процесса сушки для конкретного материала вертикальные регулирующие перегородки 7 с помощью приводных механизмов 15 устанавливаются в рабочее положение, составляющее по высоте от 2-х до 3-х высот горизонтального участка сушильной камеры, то есть выбираются оптимальные значений высоты перегородок 7 по секциям.

Воздушные окна 11 прикрываются заслонками, заслонка 12 на выгрузном патрубке закрыта. При изменении начальной влажности материала осуществляется корректировка положения перегородок 7 и заслонок на окнах 11, что позволяет, не прекращая процесса сушки, проводить его при минимальных энергозатратах с полным использованием регулируемого потенциала теплоносителя на заданную производительность сушилки.

Циклическая сушилка обеспечивает возможность одновременного регулирования подачи воздуха с помощью заслонки 13 и с помощью установки высоты перегородки 7 и сечения воздушного окна 11 в каждой секции индивидуально, что позволяет варьировать удельной нагрузкой высушиваемого материала при постоянной заданной производительности сушилки и, которая в свою очередь может регулироваться заслонкой 14, и как следствие, интенсифицировать процесс сушки и при необходимости обеспечить высокую степень автоматизации процесса сушки.

Проведенные испытания и исследования экспериментального образца циклической сушилки для сыпучих материалов с добавлением системы регулируемого подогрева, включающей одновременное или раздельное подключение нагревательных элементов, расположенных в контакте с решеткой снизу, а также в воздухоподводящем коробе 6, показали работоспособность предложенной конструкции сушилки, состоящей из пяти секций: с регулировкой перегородок по высоте от двух до трех высот горизонтального участка сушильной камеры за один проход обеспечивает снижение влажности зерна на 15-20% за 60 - 65 мин. Аналогичные исследования по сушке опилок показали, что снижение их влажности на 70±5% происходит за 60-65 мин.

Результаты исследований по сушке сыпучих материалов (зерна, опилок) с применением подогреваемой решетки, хорошо согласуются с экспериментальными данными по сушке зернистых материалов при применении нагретого калорифера в псевдоожиженном слое( книга Лыков А.В. Теория сушки. Энергия., -М., 1968, с. 222-230).

Предлагаемая конструкция секционной циклической сушилки для сыпучих материалов с применением нагревания решетки и чередованием нагрева зерна (опилок) в псевдоожиженном и взвешенном слое с охлаждением его в падающем слое, является простой по конструкции и надежной в работе, легко монтируемой в виде агрегатов на различную производительность с широким диапазоном режимов сушки и поэтому может найти применение в сельском хозяйстве для сушки зерновых культур и деревообработке для сушки опилок, измельченной древесины и т.п.

Сушилка используется в сушке твердых материалов с перемещением высушиваемого материала, осуществляемого потоком подогретой газообразной среды, а также в сельском хозяйстве для сушки зерна, в деревообработке для сушки опилок и других сыпучих материалов. Сушилка выполнена секционной и включает 3 - 7 секций, а каждая секция имеет в себе горизонтальный участок сушки, в котором решетка снабжена ТЭНами для ее нагревания, и вертикальную сушильную колонку с регулируемой по высоте разделительной перегородкой, делящей колонку на две секции, восходящей сушки и падающего охлаждения, а в верхней части вертикальной колонки имеется воздуховыпускное окно с регулируемой заслонкой для сброса влажного воздуха. Техническим результатом является интенсификация процесса сушки, снижение энергозатрат и повышение съема влаги за один проход продукта через сушилку. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Циклическая сушилка для сыпучих материалов, содержащая воздухонагреватель с нагревательными элементами, секционную сушильную камеру с патрубками загрузки и выгрузки материала, каждая секция которой снабжена регулируемой по высоте перегородкой и содержит горизонтальную решетку с расположенным под ней воздухоподающим коробом, причем нагревательные элементы рассредоточены по длине воздухоподающего короба и располагаются в зоне горизонтального участка сушки и под зоной восходящего взвешенного слоя, при этом сушилка снабжена дополнительной заслонкой для регулирования подачи материала в разгрузочном бункере, отличающаяся тем, что нагревательные элементы рассредоточены также по высоте воздухоподающего короба и установлены с обеспечением контакта с решеткой снизу. 2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что сушильная камера имеет систему подогрева воздуха, обеспечивающую одновременное или раздельное включение нагревательных элементов подогрева решетки и воздушного канала в каждой секции. 3. Сушилка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что сушильная камера имеет дополнительные заслонки для регулирования подачи воздуха в патрубке вентилятора.