СПОСОБ СУШКИ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА ВО ВЗВЕШЕННО-ТРАНСПОРТИРУЕМОМ СЛОЕ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F26B3/10 F26B17/10 

Описание патента на изобретение RU2529763C1

Предлагаемый способ сушки дисперсного материала во взвешенно-транспортируемом слое и установка для осуществления способа относятся к технике сушки моно- и полидисперсных материалов (хлористый калий) и могут найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен способ сушки в кипящем слое, который осуществляют при скорости теплоносителя, обеспечивающей порозность слоя 0,55÷0,75. Для хлористого калия такой способ реализуется в сушильных аппаратах кипящего слоя с расширяющимся по высоте сепарационным пространством и выгрузкой высушенного материала на уровне решетки [Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии. - Л.: Химия, 1979, стр.14, 134].

Недостатками указанного способа являются: 1) канальный проскок теплоносителя через слой материала (при большом поперечном сечении аппарата) или поршневой проскок газа (при малом поперечном сечении), приводящие к неполному использованию термического потенциала теплоносителя; 2) образование застойных зон и налипание материала на решетке и стенках аппарата; 3) неравномерность времени пребывания частиц полидисперсного материала в слое и, как следствие, неравномерность сушки; 4) узкий диапазон рабочих скоростей теплоносителя в аппарате.

Также известен способ сушки в режиме пневмотранспорта, который проводят при порозности, близкой к 1,0 и скоростях потока теплоносителя, превышающих в 1,5÷2,0 раза скорость витания частиц материала наибольшего размера [Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. - М.: Химия, 1970, стр.226, 229]. Такой способ реализуется в пневматических трубах-сушилках, имеющих постоянное по высоте поперечное сечение и характеризующихся отношением высоты к диаметру аппарата, как правило, превышающем 10.

Недостатками указанного способа являются: 1) низкая концентрация материала и низкая эффективность использования объема рабочей зоны сушилки; 2) налипание материала на внутренние поверхности трубы в зоне загрузки; 3) значительная высота установки для обеспечения необходимого времени пребывания частиц в сушилке; 4) термическое измельчение материала в зоне его загрузки.

В промежуточной области между этими способами при порозности слоя 0,75÷0,9 работают только аэрофонтанные сушилки, отличительной особенностью которых является коническая или конически-цилиндрическая форма корпуса.

В качестве прототипа может быть использована сушилка кипящего слоя [А.с. СССР 646169 , М.Кл.2 F26B 17/10; опубл. 05.02.79; Бюл. №5], содержащая камеру переменного сечения, расширяющуюся кверху, с газораспределительной решеткой в нижнем основании, отбойники в верхней части в виде шарнирно укрепленных на стенках камеры изогнутых пластин, над которыми установлены поворотные заслонки и выгрузкой высушенного продукта через систему отвода.

Недостатком указанной сушилки при сушке материалов со значительными адгезионно-когезионными свойствами (в частности, хлористого калия) будет налипание высушиваемого материала на стенках расширяющейся кверху сушильной камеры, вследствие падения скорости газовзвеси по высоте аппарата и нисходящего движения частиц вдоль стенок. Также налипание материала будет на наклонных заслонках, где происходит досушка материала, и изогнутых пластинах, имеющих криволинейные участки. Кроме того, сложность конструкции, связанная с наличием шарнирных частей внутри аппарата, обусловливает трудоемкость очистки и регулировки сушилки.

Техническим результатом заявляемых способа сушки дисперсного материала, например хлористого кальция, во взвешенно-транспортируемом слое и установки для его осуществления является:

1) интенсификация процесса сушки, по сравнению с сушилками кипящего слоя, путем создания высоких относительных скоростей сушильного агента и материала в сушильной камере;

2) устранение налипания влажного материала на газораспределительную решетку и стенки аппарата за счет увеличения скорости газа;

3) снижение габаритов аппарата по высоте, по сравнению с трубами-сушилками;

4) уменьшение термического измельчения материала, по сравнению с трубами-сушилками, за счет падения температуры теплоносителя, обусловленного входным эффектом решетки;

5) повышение эффективности использования термического потенциала теплоносителя за счет создания взвешенно-транспортируемого слоя с нестационарным взаимодействием фаз по высоте сушильной камеры;

6) обеспечение необходимого и достаточного времени пребывания материала в сушилке благодаря эффекту удерживающей способности решетки.

Поставленный технический результат достигается тем, что установка содержит вертикальную сушильную камеру, снабженную в основании газораспределительной решеткой, на которую подается влажный материал, а под которую - теплоноситель в количестве, необходимом для достижения в сушильной камере фиктивной скорости теплоносителя в диапазоне 0,75÷1,1 от скорости витания частиц материала наибольшего размера и порозности слоя в интервале 0,75÷0,95, причем сушильная камера выполнена полой, постоянного по высоте поперечного сечения и оканчивается разгрузочным устройством в виде сепарационной камеры, смонтированной соосно с сушильной.

На чертеже схематично показана установка для осуществления описываемого способа сушки. Она содержит сушильную и сепарационную камеры цилиндрической формы, газораспределительную решетку и устройство для подачи материала (питатель).

Влажный материал питателем (1) подается в рабочее пространство сушильной камеры (2), где сжижается поступающим теплоносителем, равномерно распределенным по всему сечению камеры при помощи газораспределительной решетки (3), и в виде взвешенно-транспортируемого слоя поднимается в сепарационную камеру (4), где происходит разделение высушенного материала и газового потока, который удаляется в систему очистки.

Отличительной особенностью указанного способа является ведение процесса сушки при фиктивной скорости газа в сушильной в камере диапазоне 0,75÷1,1 от скорости витания частиц полидисперсного материала наибольшего размера, что значительно превышает скорость теплоносителя в сушилках кипящего слоя, но недостаточно для нормальной работы пневматических труб-сушилок. Фиктивная скорость газа в указанном диапазоне принимается в зависимости от доли наиболее крупных частиц в высушиваемом материале: чем больше это количество, тем больше скорость. Порозность взвешенно-транспортируемого слоя в сушильной камере находится в диапазоне 0,75÷0,95, который является непригодным для работы сушилок с кипящим слоем и обычно не достигается в трубах-сушилках. Взвешенно-транспортируемый слой характеризуется, с одной стороны, восходящим движением материала, не наблюдающимся в сушилках с кипящим слоем, а с другой стороны, продольно-поперечным перемешиванием, отсутствующим в трубах-сушилках. При работе взвешенно-транспортируемого слоя его состояние стабильно: поступление влажного материала, подаваемого снизу, приводит к вытеснению из слоя сверху эквивалентного количества материала, при этом эффекты фонтанирования и поршнеобразования в слое отсутствуют. Сушка в режиме взвешенно-транспортируемого слоя обеспечивает более длительное время пребывания материала в аппарате, по сравнению с трубами-сушилками. Это в совокупности с интенсивным перемешиванием позволяет достичь требуемой конечной влажности материала при высоте сушильной камеры существенно меньшей, чем в пневматических трубах-сушилках (отношение высоты к диаметру аппарата не превышает 3÷4), и с меньшим временем пребывания материала, чем в сушилках с кипящим слоем.

Похожие патенты RU2529763C1

название год авторы номер документа
СТРУЙНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ 2013
  • Селиверстов Артем Александрович
  • Загидуллин Сафар Хабибуллович
  • Тимофеев Иван Егорович
RU2525562C1
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СУШИЛКА 2011
  • Селиверстов Артем Александрович
  • Тимофеев Иван Егорович
  • Шестаков Евгений Александрович
  • Шестаков Сергей Александрович
RU2476792C1
Сушильное устройство 2020
  • Садреев Игорь Мударисович
  • Черных Олег Львович
  • Стариков Сергей Николаевич
RU2739960C1
Сушильное устройство с псевдоожиженным слоем 2019
  • Черных Олег Львович
RU2716354C1
АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ 2009
  • Шатов Александр Алексеевич
  • Кутырев Анатолий Сергеевич
  • Тимофеев Андрей Александрович
  • Мальцева Ирина Дмитриевна
  • Байбулатов Салават Исхакович
RU2410153C1
Сушильная камера кипящего слоя 1978
  • Карпенский Иван Михайлович
  • Дубовиченко Алим Федорович
SU748102A1
Установка для сушки дисперсных растительных материалов в полидисперсном слое инертных тел 2017
  • Дмитриев Вячеслав Михайлович
  • Никитин Дмитрий Вячеславович
  • Родионов Юрий Викторович
  • Попова Галина Львовна
RU2682794C1
Инертный носитель для сушки измельченных растительных материалов 2020
  • Дмитриев Вячеслав Михайлович
  • Сергеева Елена Анатольевна
  • Родионов Юрий Викторович
  • Никитин Дмитрий Вячеславович
  • Зорин Александр Сергеевич
RU2742847C1
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СУШИЛКА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПОЛИДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2003
  • Леденёв В.П.
  • Поляков В.А.
  • Кононенко В.В.
  • Ковалевский А.П.
  • Чорбачиди П.Г.
  • Рысин А.П.
RU2247287C1
Установка для сушки пастообразных материалов в закрученном взвешенном слое инертных тел 2017
  • Дмитриев Вячеслав Михайлович
  • Никитин Дмитрий Вячеславович
  • Родионов Юрий Викторович
  • Талыков Валерий Александрович
RU2689495C2

Реферат патента 2014 года СПОСОБ СУШКИ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА ВО ВЗВЕШЕННО-ТРАНСПОРТИРУЕМОМ СЛОЕ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов во взвешенно-транспортируемом слое, например, хлористого калия, содержащих поверхностную влагу, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Способ сушки протекает при скорости теплоносителя в диапазоне 0,75÷1,1 от скорости витания частиц материала наибольшего размера и порозности слоя в интервале 0,75÷0,95. Указанный способ сушки осуществляется в сушильной установке, содержащей полую сушильную камеру постоянного поперечного сечения, с установленной в ее нижней части газораспределительной решеткой, а верхней частью входящей в разгрузочное устройство - сепарационную камеру. Технический результат изобретения заключается в интенсификации процесса сушки, устранении налипания влажного материала на газораспределительную решетку и стенки камеры за счет увеличения скорости теплоносителя, снижении габаритов по высоте, уменьшении термического измельчения материала, повышении эффективности использования термического потенциала теплоносителя, обеспечении необходимого и достаточного времени пребывания материала в сушилке благодаря эффекту удерживающей способности решетки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 529 763 C1

1. Способ сушки дисперсного материала, например, хлористого калия, протекающий во взвешенно-транспортируемом слое при скорости теплоносителя в диапазоне 0,75÷1,1 от скорости витания частиц материала наибольшего размера и порозности слоя в интервале 0,75÷0,95.

2. Установка для осуществления способа по п.1, содержащая вертикальную сушильную камеру, снабженную в основании газораспределительной решеткой, на которую подается влажный материал, а под которую - теплоноситель, отличающаяся тем, что вертикальная сушильная камера выполнена полой, постоянного по высоте поперечного сечения с соотношением высоты к диаметру не более 3÷4, и оканчивается разгрузочным устройством в виде сепарационной камеры, смонтированной соосно с сушильной.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2529763C1

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СУШИЛКА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПОЛИДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2003
  • Леденёв В.П.
  • Поляков В.А.
  • Кононенко В.В.
  • Ковалевский А.П.
  • Чорбачиди П.Г.
  • Рысин А.П.
RU2247287C1
ТЕРМОАЭРОКЛАССИФИКАТОР О.Л.ЧЕРНЫХ 1994
  • Черных Олег Львович
RU2082509C1
Сушилка кипящего слоя 1977
  • Гуляев Валентин Николаевич
  • Байсиев Хаджи-Мурат Хасанович
  • Сироткин Галий Львович
  • Петровский Анатолий Казимирович
SU646169A1
US 6308434 B1, 30.10.2001

RU 2 529 763 C1

Авторы

Тимофеев Иван Егорович

Шестаков Евгений Александрович

Селиверстов Артем Александрович

Загидуллин Сафар Хабибуллович

Шестаков Сергей Александрович

Тимофеев Игорь Иванович

Даты

2014-09-27Публикация

2013-08-01Подача