Установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом Российский патент 2024 года по МПК F26B20/00 F26B25/22 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к aвтoмaтичecкoму управлению процессом сушки и может быть использовано в интересах оптимизации промышленного процесса сушки фосфогипса.

Уровень техники

Известен процесс сушки фосфогипса, описанный в авторском свидетельстве SU № 245630 (публ. 04.06.1969, МПК C04B11/26) «Способ сушки фосфогипса», при котором часть исходного фосфогипса в количестве 20 ÷ 40 % предварительно высушивают при 200 ÷ 300 °С в течение 30 мин до получения частично дегидратированного продукта, а затем смешивают с остальной частью исходного сырья. В процессе сушки фосфогипса при 200 ÷ 300 °С 76 ÷ 86 % исходного двугидрата превращается в растворимый ангидрит, а 13 ÷ З % в полугидрат. После смешивания высушенного продукта с влажным, в течение суток происходит превращение полугидрата и растворимого ангидрита в двуводный гипс за счет механически связанной влаги, содержащейся в исходном продукте. Сушке подвергается не весь исходный продукт, а лишь его часть. При этом процесс сушки ускоряется в несколько раз.

Недостатками настоящего технического решения являются низкая энергоэффективность и малые функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является шахтная электропечь сопротивления (патент RU № 2278170, публ. 20.06.2006, МПК C21D 1/76, F27B1/09), содержащая установленную на опоре нагревательную камеру, включающую герметичный кожух с футеровкой, нагреватели, муфель и крышку, в которой имеется отверстие для прохода механизма перемещения садки, трубки для входа и выхода контролируемой среды, задвижку, расположенную под донным проемом муфеля и расположенную под ней камеру охлаждения, заполненную рабочей средой охлаждения, при этом камера охлаждения выполнена в виде окруженной водяной рубашкой съемной емкости, которая с помощью разъемного соединения герметично соединена через переходное устройство с донным проемом, а задвижка выполнена герметичной.

Недостатком данного технического решения является низкая точность вследствие периодического воздействия на термообраатываемую деталь в контролируемой атмосфере высокой и низкой температуры.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение точности контроля изменения массы фосфогипса при его сушке горячим возвратом, нагретым до заданной температуры.

Технический результат заключается в определении величины коэффициента теплоотдачи и коэффициента массоотдачи при сушке влажного пастообразного фосфогипса разогретым образцом рудного агломерата.

Это достигается тем, что известная установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом, содержащая нагревательную камеру, включающую герметичный кожух с футеровкой, нагреватели, муфель и крышку с отверстием для прохода механизма перемещения, задвижку, расположенную под донным проемом муфеля и камеру охлаждения, расположенную под нагревательной камерой, снабжена тестовым объектом, закрепленным на механизме перемещения собственным устройством фиксации, и выполненным в виде фрагмента агломерата сферической формы, первым датчиком температуры, расположенным внутри по центру тестового объекта, вторым датчиком температуры, расположенным внутри тестового объекта вблизи его поверхности, электромеханическим устройством фиксации механизма перемещения тестового объекта, электромеханическим приводом задвижки, измерительным стаканом, расположенным внутри камеры охлаждения, установленным на автоматических электронных весах и заполненным влажным фосфогипсом, измерительно-управляющим устройством, третьим датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане над поверхностью влажного фосфогипса, четвертым датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане на поверхности влажного фосфогипса и пятым датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане ниже поверхности влажного фосфогипса, при этом выходы первого и второго датчиков температуры тестового объекта соединены, соответственно, с первым и вторым входами измерительно-управляющего устройства, выходы третьего, четвертого и пятого датчиков температуры измерительного стакана с влажным фосфогипсом соединены, соответственно с третьим, четвертым и пятым входами измерительно-управляющего устройства, выход электронных весов соединен с шестым входом измерительно-управляющего устройства, первый выход измерительно-управляющего устройства соединен со входом электромеханического привода задвижки, второй выход измерительно-управляющего устройства соединен со входом устройства фиксации механизма перемещения тестового объекта.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена (в разрезе) установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом на этапе нагревания тестового объекта в нагревательной камере, на фиг. 2 показана (в разрезе) установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом на этапе нахождения тестового объекта в измерительном стакане.

Осуществление изобретения

Установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом содержит тестовый объект 1, состоящий из фрагмента агломерата сферической формы, внутри которого по центру расположен первый датчик температуры 2, а вблизи его поверхности расположен второй датчик температуры 3. Тестовый объект 1 закреплен на механизме перемещения 4 посредством устройства фиксации 5. Механизм перемещения 4 расположен в электромеханическом устройстве фиксации 6.

Установка также содержит нагревательную камеру, состоящую из герметичного кожуха 7 с футеровкой 8, нагревателей 9, крышки 10 с отверстием для прохода механизма перемещения 4 тестового объекта 1 (садки) муфеля 11.

Под донным проемом муфеля 11 расположена задвижка 12, соединенная с электромеханическим приводом 13.

Под нагревательной камерой расположена камера охлаждения 14, внутри которой установлен заполненный влажным фосфогипсом 15 измерительный стакан 16 с третьим датчиком температуры 17, расположенным над поверхностью влажного фосфогипса 15, четвертым датчиком температуры 18, расположенным на поверхности влажного фосфогипса 15 и пятым датчиком температуры 19, расположенным ниже поверхности влажного фосфогипса 15.

Измерительный стакан 16 расположен на автоматических электронных весах  20.

Выходы (электрические) первого 2 и второго 3 датчиков температуры тестового объекта 1, соединены, соответственно, с первым и вторым входами измерительно-управляющего устройства (контроллера) 21.

Выходы (электрические) третьего 17, четвертого 18 и пятого 19 датчиков температуры измерительного стакана 16 с влажным фосфогипсом 15 соединены, соответственно с третьим, четвертым и пятым входами измерительно-управляющего устройства (контроллера) 21.

Выход (электрический) электронных весов 20 соединен с шестым входом измерительно-управляющего устройства (контроллера) 21.

Первый выход измерительно-управляющего устройства (контроллера) 21 соединен со входом (электрическим) электромеханического привода 13 задвижки 12.

Второй выход измерительно-управляющего устройства (контроллера) 21 соединен со входом (электрическим) устройства фиксации 6.

Установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом работает следующим образом.

На первом этапе (подготовке тестового объекта 1) тестовый объект 1, вводится во внутреннее пространство муфеля 11 нагревательной камеры, его положение фиксируется с помощью электромеханического устройства фиксации 6. На находящиеся внутри камеры охлаждения 14 автоматические электронные весы 20 помещается заполненный влажным фосфогипсом 15 измерительный стакан 16. Задвижка 12 под донным проемом муфеля 11 находится в закрытом состоянии. С помощью нагревателей 9 в муфеле 11 нагревательной камеры устанавливается заданная (рабочая) температура.

На втором этапе (измерений) при достижении равномерного прогрева тестового объекта 1 до заданной (рабочей) температуры, критерием которого служит совпадение величин сигналов первого 2 и второго 3 датчиков температуры в измерительно-управляющем устройстве (контроллере) 21, им формируются (последовательно) управляющие сигналы – первый управляющий сигнал, поступающий на вход (электрический) электромеханического привода 13 задвижки 12 и после ее полного отрытия – второй управляющий сигнал, поступающий на вход (электрический) электромеханического устройства фиксации 6 механизма перемещения 4, в связи с чем происходит освобождение механизма перемещения 4 и, под действием силы тяжести, тестовый объект 1, на механизме перемещения 4 опускается во влажный фосфогипс 15 измерительного стакана 16. При этом осуществляют (программно) фиксацию изменения показания автоматических электронных весов 20 и датчиков температуры 2, 3, 17, 18, 19 с помощью измерительно-управляющего устройства (контроллера) 21.

В отличие от прототипа, где осуществляется периодическое (циклическое) воздействие на термообраатываемую деталь в контролируемой атмосфере высокой и низкой температуры, в предлагаемом изобретении реализована функция точного контроля изменения массы фосфогипса при его сушке горячим возвратом, нагретым до заданной температуры, что позволяет определять коэффициенты теплоотдачи и массоотдачи в интересах организации энергоэффективных производственных процессов.

Таким образом, установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом позволяет получить динамически изменяющиеся данные для расчета коэффициентов тепло- и массоотдачи при сушке влажного пастообразного материала.

Использование изобретения позволяет повысить точность контроля изменения массы влажного пастообразного фосфогипса при его сушке горячим возвратом, нагретым до заданной температуры.

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к aвтoмaтичecкoму управлению процессом сушки. Установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом содержит нагревательную камеру, включающую герметичный кожух с футеровкой, нагреватели, муфель и крышку. Снабжена тестовым объектом, закрепленным на механизме перемещения собственным устройством фиксации, и выполненным в виде фрагмента агломерата сферической формы, первым датчиком температуры, расположенным внутри по центру тестового объекта, вторым датчиком температуры, расположенным внутри тестового объекта вблизи его поверхности, электромеханическим устройством фиксации механизма перемещения тестового объекта, электромеханическим приводом задвижки, измерительным стаканом, расположенным внутри камеры охлаждения, установленным на автоматических электронных весах и заполненным влажным фосфогипсом, измерительно-управляющим устройством, третьим датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане над поверхностью влажного фосфогипса, четвертым датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане на поверхности влажного фосфогипса и пятым датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане ниже поверхности влажного фосфогипса, при этом выходы датчиков соединены с входами измерительно-управляющего устройства, выход электронных весов соединен с шестым входом измерительно-управляющего устройства, выходы измерительно-управляющего устройства соединены с электромеханическим приводом задвижки и со входом устройства фиксации механизма перемещения тестового объекта. Изобретение направлено на повышение точности контроля изменения массы фосфогипса при его сушке горячим возвратом. 2 ил.

Установка для определения величины коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи при сушке фосфогипса горячим возвратом, содержащая нагревательную камеру, включающую герметичный кожух с футеровкой, нагреватели, муфель и крышку с отверстием для прохода механизма перемещения, задвижку, расположенную под донным проемом муфеля и камеру охлаждения, расположенную под нагревательной камерой, отличающаяся тем, что она снабжена тестовым объектом, закрепленным на механизме перемещения собственным устройством фиксации, и выполненным в виде фрагмента агломерата сферической формы, первым датчиком температуры, расположенным внутри по центру тестового объекта, вторым датчиком температуры, расположенным внутри тестового объекта вблизи его поверхности, электромеханическим устройством фиксации механизма перемещения тестового объекта, электромеханическим приводом задвижки, измерительным стаканом, расположенным внутри камеры охлаждения, установленным на автоматических электронных весах и заполненным влажным фосфогипсом, измерительно-управляющим устройством, третьим датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане над поверхностью влажного фосфогипса, четвертым датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане на поверхности влажного фосфогипса и пятым датчиком температуры, расположенным в измерительном стакане ниже поверхности влажного фосфогипса, при этом выходы первого и второго датчиков температуры тестового объекта соединены, соответственно, с первым и вторым входами измерительно-управляющего устройства, выходы третьего, четвертого и пятого датчиков температуры измерительного стакана с влажным фосфогипсом соединены, соответственно с третьим, четвертым и пятым входами измерительно-управляющего устройства, выход электронных весов соединен с шестым входом измерительно-управляющего устройства, первый выход измерительно-управляющего устройства соединен со входом электромеханического привода задвижки, второй выход измерительно-управляющего устройства соединен со входом устройства фиксации механизма перемещения тестового объекта.