Способ тепловой обработки сыпучих термочувствительных материалов Советский патент 1981 года по МПК F26B3/06 

(54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области тепловой обработки сыпучих термочувствительных материалов, а именно, к сушке зерна высокой влажности. Известен способ тепловой обработки термочувствительных материалов, например зерна, в установке с частич ной рециркуляцией материала, при котором часть нагретого зерна после отлежки без промежуточной или охлаждения направляют на рециркуля цию в смеси с вновь поступающим сырым зерном, причем эту смесь подвергают интенсивному нагреву теплоносителем с температурой 200-250 С в течение 1-1,5 мин и подают на отлежку, откуда часть зерна вновь подают на рециркуляцию, а оставшуюся часть наг гретой зерносмеси после отлежки сушат в шахте теплоносителем с темпера турой 80-130 0, а-затем охлаждают ат мосферным воздухом Основными недостатками указанного способа является высокая неравномерность нагрева и сушки зерна .в результауе тепловой обрабо.тки смеси, сосос:тоящей из сырых холодных и подсушенных нагретых зерен без отлежки, а также неудовлетворительное охлаждение . Известен также способ тепловой обработки олпучих термочувствьтельных материалов, включающий предварительный нагрев сырого зерна в разрыхленном слое, рециркуляцию части просу шейного зерна, смешивание его с предварительно нагретым сырым зерном, отлежку смеси, ее сушку в изотермичесгком режиме, разделение зерна на два потока, один из которых направляют на рециркуляцию, а второй - на досушку и охлаждение 2. Основным недостатком этого способа является невозможность сушить высоковлажное зерно при малых кратностях смешения в процессе рециркуляции, а увеличение степени рециркуля3Пии приводит к увеличению затрат на сушку. Кроме того, известен способ тепло вой обработки сыпучих термочувствит тельных материалов путем предвари- -. тельного нагрева материала, разделения потока материала на две части и смешения их с образованием двух ре1щркуляционнь х контуров, включающих отлежку и изотермическую сушку, и последующего охлаждения . Этот способ требует тех же (что и предыдуЕщй) энергозатрат на рециркуляцию и, следовательно, характеризуется большой экспозицией процесса. Цель изобретения - снижение затрат, при обработке высоковлажного зерна путем уменьшения кратности циркуляции, сокращение экспозиции сушки и увеличение влагосъема в процессе охлаждения в результате эффекта самоиспарения. Данная цель достигается тем, что оба контура после сушки объединяют, а затем разъединяют, и одну часть ма териала направляют в первый контур на смешение с предварительно нагреты сырым материалом, а вторую часть во второй контур, в котором после от ложки часть материала отбирают и подают на охлаждение; при этом изотерм ческую сушку ведут путем продувки пл тного движущегося слоя материала низ котемпературным сушильным агентом с температурой 60-УОЬ в течение 7-10 мин причем в оба контур а после изотермичес кой сушки вводят дополнительную продувку материала в разрыхленном слое высокотемпературным сушильным агенто с температурой 1ЬО-250 с, в течение 1,5-2 мин, а перед охлаждением матер ала в течение.7-10 мин продувают сушильным агентом с температурой 60-70°С. На чертеже изображена блок-схем иллюстрирукяцая описываемый способ. Способ осуществляется следующим образом. Поступающее зерно (стрелка 1) вы сокой влажности (более 23%) подверг ют предварительному нагреву 2 тепло сителем (стрелка З) до предельно до пустимоЙ температуры при одновремен его подсушке. Нагрев может быть осу ществлен в аппаратах кипящего или падающего слоя. Нагретое зерно (стр ка 4) подают на отлежку 5, после ко торой зерно направляется по стрелке 4 Процесс осуществляют в двух рециркуляционных контурах, первый из которых включает отлежку 5 и изотермическую сушку 7, а второй - отлежку 8 и сушку 9. Оба контура после сушки объединяют: осуществляют смешение 10 и по общей ветви 11 рециркуляции направляют на разделение 12, после чего одну часть материала направляют в первый контур (линия 13) на смешение с предварительно нагретым сырым материалом (на отлежку 5), а вторую часть - во второй контур (линия 14), в котором после отлежки 8 часть материала отбирают по линии 15 и подают на охлаждение 16. При этом изотермическую сушку 7 и 9 ведут путем продувки плотного движущегося слоя материала низкотемпературным сушильным агентом (стрелки 17и 18) с температурой 60-70С в течение 7-10 мин, причем в оба контура после изотермической сушки 7 и 9 вводят дополнительную продувку 19 и 20 материала в разрыхленном слое высокотемпературным сушильным агентом (стрелки 21 и 22) с температурой 180250с в течение 1,5-2 мин, а для получения эффекта самоиспарения, перед охлаждением 16 материала осуществляют продувку 23 сушильным агентом (стрелка 24) с температурой 60-70°С, в течение 7-10 мин. На отлежку 5 по линии 13 подают зерновую смесь с влажностью 15,5-16,5% в пропорции, обеспечивающей среднюю влажность зерновой смеси в процессе отлежки 19-20%. После 15-20 мин отлежки 5 зерновую смесь направляют по стрелке 6 на изотермическую сушку 7, где его обрабатывают в плотном движущемся слое в установке шахтного типа. При этом происходит значительное снижение температуры зерна в результате интенсивного самоиспарения влаги из нагретого отлежавшегося зерна. Теплоноситель (стрелка 17) играет роль влагопоглотителя..Затем зерно дополнительно продувают высокотемпературным теплоносителем (стрелка 2i) до достижения зерном предельно допустимой температуры, например, в установке с кипящим слоем. Общее снижение влажности после двух ступеней продувки соста вляет 3-3,5%, а подсушенное зерно (стрелка 257имеет среднюю влажность ОКОЛО 18%, Зерно по стрелке 25 поступает на смешение Ю с сухим нагретым зерном (стрелка 26) в пропорции, обеспечивающей среднюю влажность получаемой смеси около 15,5-16,5%, Полученную смесь по общей ветви 11 рециркуляции подают на разделение 12 на два потока. При этом один поток по линии 13 направляют на рециркуляцию в первый контур на отлежку 5 в смеси с нагрет тым сырым зерном (стрелка 4). Вторая часть смеси по линии 14 поступает на отлежку 8, откуда чере 15-20 мин она выходит и вновь раздел ется на два потока (линии 15 и 27), последний из которых поступает на рециркуляцию во второй контур, где его подвергают изотермической сушке 9, аналогичной сушке 7 в первом контуре, а затем зерно с понизившейся за счет самоиспарения влаги температурой подвергают интенсивной продувке 20 в аппарате кипящего слоя теплоносителем (стрелка 22) с температуро 180-250°С в течет е 1,5-2 мин до пре дельно допустимой температуре. Снижение влажности зерна за один пропуск во втором контуре достигает 22,5%, а нагретое зерно (стрелка 28) влажностью около 14% направляют на смешение 10 с нагретым подсушенным зерном (стрелка 25) первого контура, в результате чего образуется смесь влажностью 15,5-16-5%. Второй поток нагретого зерна посл отлежки 8 влах ностью около 15,516,5% подают по линии 1 5 на продувку 23 теплоносителем стрелка 24). За счет интенсивного самоиспарения влаг из нагретого отлежавшегося зерна про исходит значительное снижение его температуры. По достижении температу рой зерна минимального значения зерно по линии 29 подают на охла хдение 16, где его доохлаждают атмосферным воздухом (стрелка 30) в плотном подвижном слое. Общее снижение влажности зерна на заключительном этапе составляет 1,5- 2%. При правильном построении процес са охлаждения можно добитЬся такого хода процесса, когда охлажденное зерно будет иметь температуру ниже охлаждающего его воздуха за счет самоиспарения из зерна влаги, Охлажденное сухое зерно по стрелке 31 на- jj правляют на хранение. В случае поступления зерна влажностью 18-23% его сушка осуществляет- . ся только с первым контуром рецирку976ляции. при этом пропускная способность сушильной установки может быть увеличена на 45-50% вследствие переключения второго контура рециркуляции на режим охлаждения. При этом режиме работвсе параметры зерна и теплоносителя по зонам остаются прежними, только продувку 20 ведут охлаждающим воздухом, подаваемым по стрелке 22. При этом зерно после продувки 20 по линии 32 направляют на хранение, как и зерно по стрелке 31. При этом в месте перехода стрелки 28 в стрелку 26 и линию 32 установлен клапан 33. При поступлении на сушку зерна влажностью менее 18-19%, его сушат без рециркуляции при одновременном увеличении пропускной способности сушилки на 100-130%. При этом размыкают оба контура рециркуляции и из ветви I 1 все зерно подают на отлежку 8, а клапан 33 устанавливают в положение, обеспечивающее выход зерна по линии 32. Процесс сушки осуществляется следующим образом: влажное зерно по стрелке 1 направляют на нагрев 2, отлежку 5, изотермическую сушку 7 теплоносителем с температурой 60-7сРс, затем на продувку 19 и по ветви 11 на отлежку 8, рткуда зерно двумя параллельными линиями 15 и 27 поступает На изотермическую сушк 9 и продувку 23, при которых оно обрабатывается теплоносителем с температурой 60-70 С. Далее зерно с понизившейся за счет самоиспарения влаги температурой доохлаждается атмосферным воздухом (охлаждение 16 и продувка 20). При этом на продувку 20 вместо теплоносителя {по стрелке 227 подают атмосферный воздух. Охлажденное сухое зерно двумя параллельными потоками по стрелке 31 и линии 32 направляется на хранение. Описанный способ сушки зерна предполагает снижение удельных энергозатрат на сушку зерна за счет снижения мощности транспортных механизмов на операции рециркуляции. Это достигается за счет значительного уменьшения кратности рециркуляции зерна. Так, при плановой производительности установки 50 пл.т/час мощность рецир .куляционной нории не превышает 100110 т/час против 350 т/час у известных зерносушилок (РД2Л25, ПРЗ-50, Целинная-50 и др.), используемых в системе заготовок. Снижение мощности редиркуляционного механизма позволяет сни эить удельнЕяе энергозатраты на сушку зерна на 12-15%. Рациональное использование тепла при сушке зерна изотермическим спосо бом достигается путем ведения этого процесса в две стадии: на первой зерно обрабатывается теплоносителем с температурой 60-70 С (против 100- 130°С в известных способах), что приводит к более полному использованию аккумулированного зерном на стадиях нагрева тепла а вторая стадия сокращена -во времени вследствие интенсификации процесса нагрева. Это позволяет довести процент снижения влажности до 2,5-3% за цикл изотермической сушки при одновременном снижении продолжительности зтого цикла в 2-2,5 раза. При этом процент полезно отрабатываемого тепла повьш1ается с 50-55% до 70-75%, что позволяет снизить на 10-15% расходы топлива и тепяа. Учитывая, Что издержки на сушку состоят на 60-65%-из стоимости топлива, на 15-20% из стоимости электро энергии и 20-25% - прочих расходов, в целом общее снижение издержек по описываемому способу составит около 10-15%. Стоимость сушки одной плановой Хрнны зерна в рециркуляционно-изотерм ческих сушилках с предварительным нагревом сырого зерна в разрыхленном слое по даннь1м Бийской машиноиспытательной станции, составляет в среднем 52 коп/пл.-т. Описанный способ позволит снизить стоимость сушки одной пла новой тонны до 40-45 коп/пл.-т. Формула изобретения Способ тепловой обработки сыпучих термочувствительных материалов, преимущественно, зерна путем предвагг ритепьного нагрева материала, разделения потока материала на две части и смешения их с образованием двух рециркуляционных контуров, включающих отлежку и изотермическую сушку, и последукяцего озшаждения, о т л и ч ающий ся тем, что, с целью снижения затрат при обработке высоковлажного зерна путем уменьшения кратности рециркуляции, оба контура после сушки объединяют, а затем разделяют, и одну часть материала направляют в первый контур на смешение с предварительно нагретым сырым материалом, а вторую часть - во второй контур, в котором после отлежки часть материала отбирают и подают на охлаждение. 2.Способ по п. 1, отличающий с, я тем, что, с целью сокращу- кия экспозиции процесса, изотермическую сушку ведут путем продувки плотного движ пцегося слоя материала низкотемпературным сушильным агентом с температурой 60-70 С в течение 710 мин, причем в оба контура после изотермической сушки вводят дополнительную продувку материала в разрыхленном слое высокотемпературным сушильным агентом с температурой 180250 С в течение 1,5-2 мин. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения влагосъема в процессе охлаждения в результате эффекта самоиспарения, перед охлаждением материал в течение 7-10 мин продувают сушильным агентом с температурой 60-70 С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 452731, кл. F 26 В 3/06, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 513221, кл. F 26 В 3/02, 1971. 3. Авторское свидетельство СССР № 580419, кл. F 26 В 3/02, 1976.

i

A

Л

4

,Г

.-Л.

/7

т i

iТ t

L.. Т у--т-яЖ

5 S

rfff

T:: zj

9t

i