ТРУБЧАТАЯ СУШИЛКА Российский патент 2016 года по МПК F26B11/14 F26B17/20 

В настоящее время весьма актуальна проблема переработки нефтесодержащих шламов, битуминозных песков, горючих сланцев и др. Особенность технологии их переработки состоит в том, что в исходном сырье содержится от 30% до 70% минеральных веществ: песок, глина, ил и т.д. Задача состоит в том, чтобы после термической обработки нефтесодержащего шлама, остаток - минеральная часть, перемешанная с тяжелыми углеводородами, после сушки представлял собой твердую фазу, которую можно использовать при производстве строительных материалов и дорожных покрытий.

Известны [1] сушильные аппараты вальцово-ленточного типа (фиг. 1) для высушивания пастообразных материалов, в которых используется загрузочная камера 1, формующий валец 2, обогреваемый горячим воздухом изнутри, и сушильная камера 4. Частично подсушенный материал снимается с вальца гребенчатым ножом 3 и падает на ленточный транспортер 5, который перемещается вдоль камеры, где происходит высушивание до заданной влажности.

Недостатками данных аппаратов являются:

- низкая эффективность теплопередачи;

- низкая производительность;

- высокие энергетические затраты;

- большая требуемая площадь.

Известны [2] барабанные сушилки (фиг. 2), включающие горизонтальный полый барабан 6, установленный под небольшим углом α к горизонту на роликовых опорах. Барабан 6 приводится во вращение от привода 8 при помощи зубчатой передачи 7. Влажный материал вводится в барабан 6 через загрузочную камеру 1. При вращении барабана высушиваемый материал пересыпается и движется к разгрузочной камере 9. Сушка материала происходит в результате взаимодействия дымовых газов, которые поступают из топки в барабан 6. Для более эффективного контакта материала с продуктами сгорания на стенках барабана устанавливаются различные перегородки. Движение материала и дымовых газов может быть прямоточным или противоточным. Отработанные газы отсасываются вентилятором через циклон.

Недостатком этих аппаратов являются:

- низкая эффективность теплопередачи;

- низкая производительность;

- высокая энергоемкость;

- склонность к забиванию внутренней поверхности барабана исходным материалом.

Известны [2] барабанные роторные вакуумные сушилки (фиг. 3), предназначенные для сушки сыпучих или пастообразных взрыво- и пожароопасных продуктов. Барабанные роторные сушилки - аппараты периодического действия.

В горизонтальном цилиндрическом корпусе 10 с паровой рубашкой, обогреваемой водяным паром, установлен полый обогреваемый изнутри ротор с лопатками - гребками 11. Ротор вращается с помощью привода 8, состоящего из 2-х торцовых редукторов и электродвигателя.

Нагрев и сушка продукта происходит в результате контакта продукта с обогреваемыми поверхностями корпуса и ротора при перемешивании продукта в аппарате.

Недостатками этих аппаратов является:

- низкая эффективность теплопередачи;

- значительные удельные капитальные и эксплуатационные затраты;

- низкая эксплуатационная надежность.

Предлагается «трубчатая сушилка», представляющая собой горизонтальный кожухотрубный аппарат (фиг. 4), включающий корпус 10, теплообменные трубы 12, загрузочную 1 и разгрузочную 9 камеры, зубчатую передачу 7, привод 8, штуцера для подвода и отвода сырья, продукта, теплоносителя. К одному торцу кожухотрубного аппарата присоединена распределительная камера 14, к другому торцу - сепарационная камера 15, а внутрь теплообменных труб помещены вращающиеся гибкие металлические спирали 13, к концам которых жестко прикреплены: с одной стороны - трубы с прорезями 16, с другой - стержни 17, закрепленные в подшипниках крышки сепарационной камеры 18, при этом трубы с прорезями размещены в распределительной камере 14 и соединены с помощью зубчатой передачи 7 с приводом 8.

Трубчатая сушка работает следующим образом: суспензия поступает сверху в загрузочную камеру 1, захватывается вращающимися спиралями 13 и направляется в трубы 12, обогреваемые снаружи горячими дымовыми газами из топки, поступающими в межтрубное пространство, часть дымовых газов поступает в распределительную камеру 14 и через прорези в трубах, вращающихся гибких спиралей проходит внутрь труб, движется в одном направлении с продуктом, обгоняя твердую и жидкую части сырья, способствуя его перемешиванию, что повышает эффективность теплопередачи. На выходе из труб дымовые газы и пары сырья отделяются от твердой фазы в сепарационной камере 15 и выводятся из аппарата через штуцер в сепарационной камере. Высушенный твердый остаток выгружается через штуцер в разгрузочной камере 9.

Таким образом, в предложенной конструкции сушилки реализуется: высокая эффективность теплопередачи за счет непосредственного контакта дымовых газов с сырьем в трубах при интенсивном перемешивании продукта вращающимися спиралями и одновременно эффективном теплообмене труб при обтекании снаружи дымовыми газами в противотоке в межтрубном пространстве аппарата.

Технический результат, достигаемый при использовании предложенной конструкции сушилки, заключается в следующем:

- снижается энергопотребление, металлоемкость и габариты установки;

- повышается эксплуатационная надежность за счет самоочищения труб;

- уменьшается требуемая площадь размещения аппарата.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и газовой промышленности.

Подрисуночные подписи

Фиг. 1. Вальцово-ленточная сушилка.

1 - загрузочная камера; 2 - формующий валец; 3 - гребенчатый нож; 4 - сушильная камера; 5 - ленточный транспортер.

Фиг. 2. Барабанная сушилка.

1 - загрузочная камера; 6 - барабан; 7 - зубчатая передача; 8 - привод; 9 - разгрузочная камера.

Фиг. 3. Барабанная роторная вакуумная сушилка.

1 - загрузочная камера; 8 - привод; 9 - разгрузочная камера; 10 - корпус; 11 - ротор с гребками.

Фиг. 4. Трубчатая сушилка.

1 - загрузочная камера; 7 - зубчатая передача; 8 - привод; 9 - разгрузочная камера; 10 - корпус; 12 - теплообменные трубы; 13 - гибкие спирали; 14 - распределительная камера; 15 - сепарационная камера; 16 - трубы с прорезями; 17 - стержни; 18 - крышка сепарационной камеры.

I - вход суспензии; II - выход готового продукта; III - вход продуктов сгорания в межтрубное пространство; IV - вход продуктов сгорания в трубы; V - выход продуктов сгорания; VI - выход продуктов сгорания и паров жидкости.

Литература.

1. А.Н. Плановский, П.И.Николаев. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. Гостоптехиздат, Москва, 1960 г., стр. 502, 503.

2. А.И. Скобло, Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. Изд-во «Недра» Москва, 2000 г., стр. 354, Ю.К. Молоканов A.И. Владимиров, B.А. Щелкунов.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и газовой промышленности. Трубчатая сушилка - горизонтальный кожухотрубный аппарат включает корпус, теплообменные трубы, загрузочную и разгрузочную камеры, привод, штуцера для подвода и отвода сырья, продукта, теплоносителя. К одному торцу кожухотрубного аппарата присоединена распределительная камера, к другому торцу - сепарационная камера, а внутрь теплообменных труб помещены вращающиеся гибкие металлические спирали, к концам которых жестко прикреплены: с одной стороны - трубы с прорезями, с другой - металлические стержни, закрепленные в подшипниках крышки сепарационной камеры, при этом трубы с прорезями размещены в распределительной камере и соединены с помощью зубчатой передачи с приводом. Изобретение должно обеспечить высокую эффективность теплопередачи за счет непосредственного контакта дымовых газов с сырьем в трубах при интенсивном перемешивании продукта вращающимися гибкими металлическими спиралями и эффективном теплообмене при обтекании дымовыми газами труб в противотоке в межтрубном пространстве. 4 ил.

Трубчатая сушилка - горизонтальный кожухотрубный аппарат, включающий корпус, теплообменные трубы, загрузочную и разгрузочную камеры, привод, штуцера для подвода и отвода сырья, продукта, теплоносителя, отличающийся тем, что к одному торцу кожухотрубного аппарата присоединена распределительная камера, к другому торцу - сепарационная камера, а внутрь теплообменных труб помещены вращающиеся гибкие металлические спирали, к концам которых жестко прикреплены: с одной стороны - трубы с прорезями, с другой - металлические стержни, закрепленные в подшипниках крышки сепарационной камеры, при этом трубы с прорезями размещены в распределительной камере и соединены с помощью зубчатой передачи с приводом.