Способ сушки дисперсных и пастообразных материалов и сушилка для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК F26B3/06 F26B3/24 F26B11/14 F26B17/20 

(54) СПОСОБ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ И ПАСТООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СУШИЛКА ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к тепло-и массообменным процессам, а более конкретно к сушке продуктов химической, пищевой, микробиологической и др. отраслей промышленности, в частности к сушке осадков сточных вод, шламов, активного ила и т. д., особенно, когда необходимо получить продукт в гранулированном виде и уменьшить его унос с сушильным агентом.

Известен способ сушки дисперсных и пастообразных материалов в тонкослойных центробежных роторных сушилках, заключаюш,ийся в нагреве продукта с помош,ью сушильного агента или греющих поверхностей в центробежном поле, создаваемом вращающимся в цилиндрическом или коническом аппарате ротором с транспортирующими и перемешивающими элементами. Этот способ реализуется в конструкциях тонкослойных роторных, сушилок, содержащих неподВИЖ1ЫЙ обогреваемый барабан и размещенный внутри него ротор с радиально укрепленными на нем лопатками для перемещения высушиваемого материала от загрузочного устройства к разгрузочному; к ротору прикреплены секционирующие элементы, размещенные в плоскости, перпендикулярной

оси ротора, и прилегающие вплотную к боковым торцам лопаток 1.

Недостатком этого способа и работающих по нему сушилок является сильное истирание материала ротором в процессе сушки и большой унос образующейся при истирании мелкой фракции, а также необходимость испарять влагу, выделяющуюся в процессе отжима продукта, находящегося в центробежном поле.

Известна также роторная сушилка, содержащая неподвижный обогреваемый барабан с ротором внутри в виде вала с раз.мещенными снаружи по винтовой линии лопатками и расположенными между ними лопастями, выполненными в виде двух15 створчатых пластин 2.

Несмотря на то, что данная сушилка вследствие дополнительного обогрева барабана и наличия лопаток и лопастей обеспечивает более интенсивный процесс сушки, она обладает всеми недостатками предыдущих.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ сушки дисперсных и пастообразных материалов, заключающийся в том, что в центробежном поле осуществляют предварительное обезвоживание материала путем его отжима и удаления влаги, а окончательную досушку ведут также в центробежном поле при контактном нагреве с помощью греющих поверхностей или газообразным теплоносителем. Устройство для сущки дисперсных и пастообразных материалов содержит частично обогреваемый корпус, выполненный в виде поверхности вращения с торцов закрытой крышками и имеющий патрубки для загрузки материала и разгрузки готового продукта. Внутри корпуса соосно расположен ротор, выполненный в виде полого вала с прикрепленными к нему транспортирующими и перемешивающими элементами. На роторе имеются также сопла для подачи в сущилку промывной жидкости. Ротор вращается внутри корпуса со скоростью, обеспечивающей перемещение материала в тонком слое от загрузочного патрубка к разгрузочному. Корпус сушилки снабжен греющей рубашкой и устройством для отвода отжатой жидкости в виде отверстий в корпусе и гидрозатвора. Отбор отжатой центробежным полем жидкости позволяет уменьщить тепловую нагрузку на сушилку 3. Недостатком указанных способа сушки « сушилки для его осуществления является истирание продукта ротором, в результате чего образующаяся при истирании мелкая фракция ухудшает товарное качество продукта и увеличивает унос продукта с парами жидкости. При осуществлении процесса сушки важно получить монодисперсный продукт в гранулированном виде. Такой продукт лучше хранится, меньше слеживается, удобнее при транспортировке и перегрузке. Целью изобретения является повышение качества сушки при получении гранулированного готового продукта путем подачи дополнительного теплоносителя через полость вала. Цель достигается тем, что согласно способу сушки дисперсных и пастообразных материалов, осуществляемому путем предварительного отжима материала под воздействием центробежной силы и последующей его досущки при контактном или конвективном нагреве с сохранением в зоне сушки центробежного поля, по оси зоны досушки на ее конечном участке с помощью дополнительного ввода теплоносителя создают разрежение, под действием которого возвращают часть высушенного материала в виде газовзвеси в начальный участок зоны досушки. Возврат осуществляют в пределах, составляющих 5-30% от общего количества высушенного материала.. Сушилка для дисперсных и пастообразных материалов, содержащая частично обогреваемый корпус с патрубками на его загрузочном и разгрузочном концах, соосно размещенный в корпусе ротор в виде полого вала с перемешивающими и транспортирующими элементами и установленными на нем соплами, и устройство для отвода отжатой жидкости, в полости вала со стороны разгрузочного конца корпуса установлено сопло Лаваля, горловина которого сообщена с полостью корпуса, по крайней мере с помощью одного патрубка. На чертеже изображена сушилка, продольный разрез, включающая три технологические зоны А, Б. В. Сушилка содержит цилиндрический корпус 1, расположенный горизонтально с торцовыми крышками 2, через которые проходит ротор 3 с транспортирующими и перемещивающими элементами 4.. На корпусе 1 имеется также загрузочный патрубок 5 и разгрузочный патрубок 6. В средней части корпуса 1 располагается влагоотделительное устройство (для отвода отжатой жидкости), представляющее собой перфорированный участок корпуса 1 с прикрепленной снаружи корпуса 1 рубашкой 7 для сбора и удаления отжатой жидкости. Корпус 1 на участке между влагоотделительным устройством и разгрузочным патрубком 6 снабжен паровой рубашкой 8 со штуцерами 9 и 10 подачи пара и вывода конденсата, соответственно. Внутри корпуса 1 установлена подпорная шайба 11 для увеличения времени пребывания материала в сушилке. Внутри ротора 3 имеется сопло 12 Лаваля. Зона разрежения сопла 12 (горловина) посредством патрубка 13 сообщается с зоной В сухого материала перед подпорной щайбой 11. В начале зоны Б сушки на роторе 3 имеются сопла 14 для опудривания влажного материала. Ротор 3 приводится во вращение от электродвигателя 15 через редуктор 16. Сушилка работает следующим образом. Внутрь вращающегося от электродвигателя 15 через редуктор 16 ротора 3 подается газообразный теплоноситель (стрелка Г). Влажный материал загружается в зоне А отжима через патрубок 5. Под действием центробежной силы, создаваемой ротором 3 с установленными на нем транспортирующими и перемешивающими элементами 4, поверхностная влага отделяется от материала, а затем удаляется через отверстия вл.агоотделительного устройства в рубашку 7 в зоне А. Влажный материал от загрузочного патрубка 5 к разгрузочному патрубку 6 перемещается по внутренней стенке корпуса 1 сушилки по винтовой линии. Теплоноситель, поступающий в ротор 3, проходит через сопло 12 и создает разрежение, под действием которого сухой продукт из зоны В перед подпорной шайбой 11 попатрубку 13 увлекается в полость вала ротора 3. Образующаяся там газовзвесь через сопла 14 выводится в зону Б досущки сразу после влагоотделительного устройства.

Происходит опудривание влажного материала сухим продуктом, в результате чего влажный материал приобретает сыпучие свойства и большую подвижность, происходит его укрупнение, гранулирование, снижается полидисперсность в результате налипания мелких фракций на более крупные. Под действием центробежного поля, создаваемого ротором 3, образующиеся гранулы окатываются и приобретают форму, близкую к шарообразной. В описанной конструкции сушилки можно проводить сушку пасты синтетических моюш,их средств (CMC), например пасты стирального порошка «Лотос. Требуется получить гранулированный порошок с гранулометрическим составом основной фракции 300 мк, но не ниже 100 мк. Для реализации этого условия необходимо фракцию сухого продукта с гранулометри,ческим составом менее .100 мк возвраш.ать на опудривание влажного материала. Для этого в патрубке 13 скорость воздуха должна на 10-20% превышать скорость витания частиц. Возврашают через ротор и сопла 14 5-30% общего количества высушенного порошка.

Пример. Проводят опыты по сушке пасты CMC. Влажную пасту с начальной концентрацией 40% подают в сушилку диаметром 300 мм. Теплоноситель в количестве 10 кг/ч подат в ротор через сопло Лаваля диаметром 2 мм. Получают сухой продукт влажностью 5% со средним диаметром частиц 259 мк.

Дисперсный состав сухого продукта, выгружаемого из сушилки, регулируется изменением количества теплоносителя, подаваемого в сопло, - с увеличеаием количества теплоносителя укрупняется дисперсный состав готового продукта.

Предлагаемый способ сушки дисперсных и пастообразных материалов, а также сушилка для его реализации по сравнению с лучшими образцами аналогичного назначения позволяют получить продукт в гранулированной форме монодисперсного состава, удобной при транспортировке, хранении, употреблении. Улучшаются также условия тепло- и массообмена между греющими поверхностями и влажным материалом, расширяется область применения тонкослойных роторных аппаратов. Увеличивается выход

продукта вследствие уменьшения уиоса. Осуществление комбинированной сушки с отжимом и грануляцией позволяет также сократить количество грануляторов в технологических линиях.

Формула изобретения

1.Способ сушки дисперсных и пастообразных материалов путем предварительного

0 отжима материала под воздействием центробежной силы и последующей его досушки при контактном или конвективном нагреве с сохранением в зоне сушки центробежного поля, отличающийся тем, что, с цел,ью повышения качества сушки при получении гра нулированного готового продукта, по оси зоны досушки на конечном участке с помощью дополнительного ввода теплоносиетля создают разрежение, под действием которого возвращают часть высушенного

0 материала в виде газовзвеси в начальный участок зоны досушки.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что возврат осуществляют в пределах, составляющих 5-30% от общего количества высушенного материала.

3.Сушилка для дисперсных и пастооб5разных материалов, содержащая частично обогреваемый корпус с патрубками на его загрузочном и разгрузочном концах, соосно размещенный в корпусе ротора в виде полого вала с перемешивающими и транспорти0рующими элементами и установленными на нем соплами, и устройство для отвода отжатой жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сушки при подаче дополнительного теплоносителя через полость вала, внутри последнего со стороны

5 конца разгрузочного конца корпуса установлено сопло Лаваля, горловина которого сообщена с полостью корпуса по крайней мере с помощью одного патрубка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 606059, кл. F 26 В 11/12, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 545845, кл. F 26 В 11/16, 1975.

3.Патент США № 3631605, кл. 34-9, опублик. 1972.