Сушилка фонтацирующего слоя для дисперсных материалов Советский патент 1992 года по МПК F26B17/10 

ё

Использование: для сушки дисперсных материалов в фонтанирующем слое, обеспечивающем повышение производительности и качества сушки. Сущность изобретения: отражатель 2 устанавливают в цилиндрической части камеры 1. Каждая обечайка 4 расположена меньшим основанием вверх, диаметры оснований обечаек 4 возрастают снизу вверх. 1 ил, . 7

2

О

го

Изобретение относится к технике сушки, термообработки дисперсных материалов и может быть использовано в химической, пищевой и смежных с ними отраслях промышленности.

Известна сушилка, содержащая цилин- дроконическую камеру, снабженную в цилиндрической части отражателем фонтана, а в конической газораспределительной решеткой. При этом известны конструкции отражателей фонтана в виде глухой конической обечайки, колоколообразной формы и другие.. Все эти конструкции отражателей служат лишь для повышения устой- чивости гидродинамического режима фонтанирования и в некоторой степени отделения продукта от газового потока. Однако они не позволяют организовать в фонтанирующем слое пофракционную обработку частиц материала, что является существенным недостатком сушилок указанной конструкции. Очевидно, что организация движения частиц материала в фонтанирующем слое g учетом их фракционного состава (размера, влажности и т.д.) является резервом увеличения производительности аппаратов данного типа и повышения качества готового продукта.

По числу существенных признаков наиболее близкой к предлагаемой является сушилка, содержащая цилиндроконическую камеру и соосно размещенную в конической части сетчатую вставку, которая выполнена в виде двух обечаек, установленных одна в другой с образованием сквозного кольцевого зазора, причем внутренняя обечайка имеет цилиндрическую форму, а наружная - форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз.

Указанная конструкция сушилки, а именно наличие сетчатой вставки, позволяет использовать лишь то фракционное разделение частиц материала в шапке фонтана, которое возникает в радиальном направлении на верхнем уровне вставки. Несомненно, что фракционное разделение частиц материала в шапке фонтана в радиальном направлении на уровне ълоя (вставки) весьма слабое. Это обусловлено малой радиальной составляющей скорости газа по сравнению с вертикальной в шапке фонтана. Наиболее эффективное фракционное разделение частиц материала в шапке фонтана происходит по ее высоте, что не использовано. Кроме того, наличие сетчатой вставки, состоящей из двух обечаек, существенно ограничивает поток теплоносителя в периферийную зону и предотвращает обмен частиц между ядром фонтана и периферийной зоной, что неприемлемо с точки

зрения процесса сушки. При этом следует отметить, что средняя скорость циркуляции частиц материала в слое определяется количеством частиц, перенесенных через

ядро фонтана в единицу времени. Следовательно, увеличение скорости движения частиц в промежуточной зоне между обечайками должно непременно привести к снижению скорости в периферийной зоне.

0 Наличие этого явления при низкоэффективном использовании фракционного разделения частиц в ядре фонтана, очевидно, не позволяет достигнуть высокой эффективности процесса сушки.

5 Цель изобретения - повышение производительности и качества сушки.

Поставленная цель достигается тем, что в сушиле фонтанирующего слоя для дисперсных материалов, содержащей цилиндроко-.

0 ническую камеру с газораспределительной решеткой в нижней части и установленный над ней отражатель в виде набора коаксиальных обечаек различного диаметра, имеющих форму усеченного конуса

5 и расположенных с зазором друг относительно друга, отражатель установлен в цилиндрической части камеры, а обечайки расположены меньшими основаниями вверх, причем диаметры оснований обечаек

0 возрастают снизу вверх.

Существенность отличительных признаков заключается в том, что в предлагаемом сушильном аппарате появляются новые конструктивные особенности, не при5 сущие известным аппаратам, приводящие к возникновению новых положительных эффектов в организации процесса сушки (термообработки) дисперсных материалов и достижению тем самым поставленной цели

0 изобретения. Так, расположение отражателя в цилиндрической части камеры, в котором обечайки обращены меньшими основаниями вверх, а диаметры оснований обечаек возрастают снизу вверх, позволяет

5 осуществлять пофракционную обработку частиц материала в фонтанирующем слое в предлагаемой сушилке.

Это объясняется следующим. Совершая восходящее движение в шап0 ке, частицы материала пофракционно разделяются по ее высоте, что обусловлено различной скоростью витания частиц материала в зависимости от их размера, плотности, влажности и других менее зна5 чительных факторов. При этом вследствие того, что скорость газа в шапке фонтана (над слоем) монотонно убывает по высоте, более крупные и влажные частицы выпадают из шапки фонтана на меньшем расстоянии от зеркала слоя и попадают в пространство

между нижними коническими обечайками, которые, во-первых, предотвращают смешивание с частицами более мелкими и высушенными, выпадающими из шапки фонтана на большем расстоянии от зеркала слоя. В противном случае, при отсутствии отражателя указанной конструкции произойдет смешивание различных фракций частиц при их падении, так как пофракцион- ное разделение, как уже отмечалось, главным образом происходит по высоте шапки фонтана. Во-вторых, конусные обечайки с возрастающими снизу вверх диаметрами оснований, расположенные указанным выше образом, обеспечивают попадание частиц материала в зависимости от фракционности в различные области периферийной зоны. Так, более крупные и влажные частицы, двигаясь по нижним конусным обечайкам, попадают в область периферийной зоны, расположенную ближе к ядру фонтана, а наиболее мелкие и сухие частицы, достигшие большей высоты, выпадают на верхние конусные обечайки и, двигаясь по ним, попадают в область периферийной зоны, расположенную дальше от ядра фонтана.

Известно, что движение частиц материала в периферийной зоне классического фонтанирующего слоя ближе к модели идеального вытеснения. Исключение составляет лишь область, расположенная в непосредственной близости к ядру фонтана, где наблюдается достаточно интенсивный обмен частицами между зонами.

Вследствие вышеизложенного, частицы в зависимости от их фракционного состава будут иметь в слое различные контуры и время циркуляции. Так, более крупные и влажные частицы, попадая из ядра фонтана в область периферийной зоны, расположенную ближе к ядру фонтана, будут иметь меньшее время пребывания в менее активной периферийной зоне. Это обусловлено, во-первых, тем, что они имеют меньшую траекторию движения в этой части периферийной зоны по сравнению с другими ее частями, во-вторых, как известно, большей скоростью их движения в этой зоне, в-третьих, наличием достаточно интенсивного обмена частицами между периферийной зоной и ядром фонтана.

Таким образом при организации процесса сушки дисперсных материалов в фонтанирующем слое в предлагаемом аппарате более крупные и влажные частицы материала будут значительно чаще попадать в активную зону - ядро фонтана, т.е. в аппарате будет осуществляться пофракционная обработка дисперсного материала, Это позволяет с одной стороны увеличить производительность аппарата, а с другой повысить качество готового продукта.

Увеличение диаметров меньших осно- 5 ваний конусных обечаек снизу вверх вызвано необходимостью сохранения шапки ядра фонтана, ее разделяющей способности и предотвращения закупорки отражателя. Так, в противном случае, т.е. при одинако10 вых диаметрах меньших оснований обечаек из-за ограничения радиального стока газа в области отражателя, вертикальная составляющая скорости будет изменяться незначительно, а следовательно, эффективность

5 пофракционного разделения частиц материала уменьшится. Кроме того, наличие отражателя указанной конструкции обеспечивает высокую устойчивость гидродинамического режима фонтанирования.

0 Отметим, что лишь в совокупности всех отличительных признаков можно достигнуть цели изобретения.

Таким образом, из вышеизложенного можно заключить, что предлагаемое техни5 ческое решение соответствует критерию существенные отличия.

На чертеже представлена предлагаемая сушилка, разрез.

Сушилка фонтанирующего слоя для

0 дисперсных материалов состоит из цилин- дроконической камеры 1, снабженной в цилиндрической части отражателем 2 фонтана и в меньшем основании конической части газораспределительной решеткой 3. Отра5 жатель 2 фонтана выполнен в виде набора коаксиальных конических обечаек 4, распо- ложенных с зазором друг относительно друга и обращенных меньшими основаниями вверх. При этом диаметры оснований обеча0 ек возрастают снизу вверх. Кроме того, аппарат снабжен патрубками 5 и 6 ввода и вывода теплоносителя, патрубком 7 подачи влажного материала и патрубком 8 выгрузки высушенного продукта.

5 Сушилка фонтанирующего слоя для дисперсных материалов работает следующим образом.

После подачи через патрубок 5 теплоносителя осуществляется загрузка в сушилку

0 влажного материала через патрубок 7 до уровня слоя, способного обеспечить устойчивый гидродинамический режим. При этом частицы материала в ядре фонтана, совершая восходящее движение, пофракционно

5 разделяются в отражателе 2 фонтана, выполненном в виде набора конусных обечаек 4, и с их помощью направляются в различные части периферийной зоны.

Так, более крупные и влажные частицы, имеющие большую скорость витания, выпадают на нижние конусные обечайки и попадают в часть периферийной зоны вблизи ядра фонтана, а более мелкие и высушенные частицы, имеющие меньшую скорость витания, выпадают на верхние обечайки и попадают в пристенную область. При этом крупные и влажные частицы будут иметь большую скорость циркуляции и время пребывания в активных зонах: ядре фонтана, промежуточной зоне.

Таким образом.в аппарате достигается пофракционная обработка дисперсного материала.

Выгрузка высушенного продукта осуществляется через переливной патрубок 8. Отработанный теплоноситель выводится из аппарата через патрубок 6 в систему пыле- очистки.

Согласно заявляемому изобретению разработана и изготовлена эксперимен- тальная установка, испытания которой подтвердили корректность научно-технических принципов, положенных в основу конструкции установки, доказали ее высокую эффективность.

Формула изобретения Сушилка фонтанирующего слоя для дисперсных материалов, содержащая ци- линдроконическую камеру с газораспределительной решеткой в нижней части и установленный над ней отражатель в виде набора консольных обечаек различного диаметра в виде усеченного конуса, расположенных с зазором друг относительно друга, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и качества сушки, отражатель установлен в цилиндрической части камеры, при этом каждая обечайка расположена меньшим основанием вверх, причем диаметры оснований обечаек возрастают снизу вверх.