Способ перемешивания жидкого и сыпучего материалов

 

Сущность изобретения: локальная подача материала по оси аппарата круглого сечения в слой, находящийся на газораспределительной решетке, через которую продувается ожижающий агент, захват материала из центральной зоны слоя и его перемещение радиально на периферию слоя и тангенциально относительно оси аппарата . Взаимодействие ожижающего агента и слоя производят в волновом режиме. Узловая точка располагается неподвижно по оси аппарата. Создание указанного волнового режима возможно введением в слой лопасти, ее поступательным перемещением по периметру газораспределительной решетки и последующим выводом лопасти из строя при выходе процесса на рабочий режим , 1 з.п.ф-лы, 2 ил. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s В 01 F 3/18, 3!08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ жим, 1 з.п.ф-лы, 2 ил, К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820428/26 (22) 27.04,90 (46) 15,09.92. Бюл. N 34 (71) Научно-производственное обьединение

"Биотехника" (72) А.В. Кося ко в, Ф, М, Ф ил и и ко в, А.Д. И шков, А.Н.Цетович, M.Þ,Æåìåðÿ, В.Н.Бабков

Е. С, Шитиков (56) Косяков А,В. Физическая модель волнового режима псевдоожиженных и барботажных слоев. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Процессы и аппараты для микробиологических производств "Биотехника-89" 26-28 сентября 1989, г.Грозный, Ч.II, M.. 1989. с.79 — 80.

Ужав В.Н, Вальдберг А. Ю, Очистка газов мокрыми фильтрами. М,; Химия, 1972, с.110, (54) СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОГО И СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к технике перемешивания хорошосыпучих материалов и невязких жидкостей в псевдоожиженных и барботажных слоях, и особенно эффективно при совмещении процесса перемешивания с другими процессами, проходящими в псевдоожиженном и барботажном слоях— адсорбции, абсорбции, обжига, кристаллизации, охлаждения гранул, капсулирования, сушки, сушки на инертном носителе, совмещенном процессе сушки и грануляции и др.

Изобретение также позволяет за счет эффективного перемешивания интенсифицировать все процессы, проходящие в псевдоожиженных и барботажных слоях и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической промышленно„„. Ы,, 1761238 А1 (57) Сущность изобретения: локальная подача материала по оси аппарата круглого сечения в слой, находящийся на газораспределительной решетке, через которую продувается ожижающий агент, захват материала из центральной зоны слоя и его пеоемещение радиально на периферию слоя и тангенциально относительно оси аппарата. Взаимодействие ожижающего агента и слоя производят в волновом режиме.

Узловая точка располагается неподвижно по оси аппарата. Создание указанного волнового режима возможно введением в слой лопасти, ее поступательным перемещением по периметру газораспределительной решетки и последующим выводом лопасти иэ строя при выходе процесса на рабочий ре° пй сти и в других отраслях народного хоэяйства.

Известен способ перемешивания мате- риалов в псевдоожиженных и барботажных слоях, заключающийся в подаче материала (фЗ на гаэораспределительную решетку, через (.ф которую продувается ожижающий агент, захвате материала слоем и перемещении материала за счет создания в слое стоячей поверхностной гравитационной волны.

Недостатком данного способа является то, что в нем не определено место подачи обрабатываемого материала, тогда как при подаче материала в зону пучности стоячей поверхностной гравитационной волны наблюдается периодическое залегание материала, приводящее к образованию

1761238 агломератов, которые снижают эффективность перемешивания и приводят к нарушению технологического процесса и необходимости его прекращения для чистки аппарата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ перемешивания жидкого материала в цилиндрическом аппарате путем подачи жидкого материала на газораспределительную решетку и ожижающего агента под решетку и создания механической мешалкой волнового режима перемешивания.

Недостатком данного способа является использование дополнительной механической мешалки, что приводит к увеличению энергозатрат и снижает надежность работы из-за введения дополнительного подвижного элемента (механической мешалки).

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

На фиг.1 изображена схема аппарата для осуществления предложенного способа перемешивания материалов в псевдоожиженном и барботажном слоях во время искусственного создания предложенного волнового режима; на фиг.2 — схематическое изображение установившегося волнового режима.

В качестве примера осуществления предло>кенного способа в сыпучих средах описан процесс интенсификации перемешивания материалов в аппаратах для сушки во взвешенном слое, Аппарат для сушки материалов во взвешенном слое состоит из цилиндрического корпуса 1, диаметром 0,4 м, разделенного горизонтальной газораспределительной решеткой 2. В нижней части корпуса 1 под решеткой 2 выполнен патрубок 3 подвода горячего воздуха (ожижающего агента), а в верхней части корпуса 1 выполнен патрубок

4 отвода отработанного воздуха. Над осью решетки 2 расположен загрузочный патрубок 5 со шнековым питателем 6 для подачи влажного материала (или форсунка, показанная на фиг,2). На боковой поверхности корпуса 1 установлен разгрузочный патрубок 7 для вывода сухого материала. Пучности 8 бегущей поверхностной гравитационнной волны располагаются по периферии решетки 2, а узловая точка (линия) 9 .стоячей поверхностной гравитационной волны располагается по оси решетки 2.

Лопасть 10 установлена с возможностью поступательного перемещения по периметру газораспределительной решетки 2 и с возможностью вертикального перемещения, Перемещение лопасти 10 по периметру

55 газораспределительной решетки 2 осуществляется за счет крепления лопасти 10 на полом валу 11, кинематически связанном с приводом 12 вращательного движения.

Аппарат работает следующим образом.

Влажный материал (молочный сахар с влажностью 12 в количестве 70 кг/ч) подают локально сверху через загрузочный патрубок 5 на газораспределительную решетку 2, через которую продувают горячий воздух с температурой 120 С в количестве 800 м /ч, поступающий в корпус 1 з через патрубок 3. Подаваемый влажный материал, попадая в нижнюю часть центральной зоны слоя, захватывается горизонтальными газовыми струями и перемещается радиально на периферию слоя (решетки 2) и тангенциально относительно оси корпуса 1 аппарата, Локальная подача влажного материала по оси решетки 2, т.е. по узловой точке 9 волны, препятствует образованию конгломератов (комков) материала и способствует разрушению имеющихся комков за счет интенсивного перемешивания слоя материала на решетке 2. Бегущая волна, пучности 9 которой периодически обегают периметр слоя, обеспечивает ликвидацию застойных зон и эффективное перемешивание материала по всему слою.

Отработанный воздух отводится через патрубок 4, а высушенный материал — через разгрузочный патрубок 7. В описанном случае требуемый волновой режим возникал при расходе воздуха менее 700 м /ч. Удельная нагрузка по материалу (это параметр, эквивалентный высоте слоя) была равна

100 кг/м По сравнению с прототипом в г. данном примере за счет исключения механического перемешивания и при прочих равных условиях энергозатраты снизились на 5 — 10, повысилась надежность работы аппарата и упростилась его конструкция, Искусственное создание предложенного волнового режима осуществляется введением (опусканием) во взвешенный слой лопасти 10, ее поступательным перемещением по периметру газораспределительной решетки 2 (т.е, вращением относительно оси корпуса 1 аппарата) и выводом (поднятием) лопасти 10 из слоя после выхода процесса на рабочий режим. Эксперименты показывают, что для создания в аппарате предложенного волнового режима достаточно 1 — 2 оборота лопасти 10 со скоростью 3 — 30 об/мин. Минимальный расход воздуха при котором обеспечивалось искусственное образование волнового режима при этом снижался до 500 м /час.

1761238

Механизм искусственного создания в аппарате волнового режима, по мнению авторов, следующий. При перемещении лопасти 10 в слое возникает тангенциальный градиент количества материала и, как следствие, тангенциальный градиент давлений на периферии слоя, что приводит к возникновению горизонтальной тангенциальной составляющей газового потока внутри слоя.

Этот газовый поток захватывает и перемещает материал слоя из зоны повышенного давления в зону с меньшим давлением (образующуюся за лопастью 10 после ее прохода), т,е. в направлении противоположном перемещению лоласти 10, что наблюдается на практике. Таким образом, искусственное создание волнового режима позволяет задать направление перемещения (вращения) волн, которое всегда противоположно направлению вращения лопасти 10 при создании волнового режима, Возможность задания направления перемещения волн может быть использована, например, для обеспечения выгрузки материала из слоя, для более равномерного износа корпуса 1 и решетки 2 и др, В качестве примера осуществления предложенного способа в жидких средах взят один из процессов обработки газовых потоков в жидкости с образованием твердых отложений в жидкой фазе (процесс мокрого пылеулавливания борной кислоты из аспирационных выбросов в цехах подготовки стекольной шихты для варки стекла). Процесс проводится в трехступенчатом цилиндрическом скруббере диаметром 0,6 м с ситчатыми тарелками с центральным переливом. Удельная нагрузка по жидкости на одной ступени контакта (ситчатой тарелке) — 75 кг/м . Требуемый волновой режим наступает при расходе обрабатываемого запыленного воздуха больше 1200 и /ч при температуре 20 С, В данном процессе превышение концентрации борной кислоты более 20 грамм на 1 кг воды (жидкости)

5 приводит к кристаллиэационному отложению борной кислоты на поверхности перфорированного основания (тарелки) и зарастанию отверстий. Перемешивание, создаваемое по предложенному способу, иск10 лючает образование застойных эон. И если до создания требуемого волнового режима реальная концентрация борной кислоты не должна была превышать 10 — 12 грамм на 1 кг воды, то после его созда::иг,:;н-,. -,",у-,15 ДОхОДить ДО 17 гpaMM На 1 кг Воды, что свидетельствует об эффективном перемешивании, предотвращающем образование локальных застойных зон с повышенной концентрацией борной кислоты. По сравне20 нию с прототипом в данном примере энергоэатраты снизились на 4 — 6!о. При искусственном образовании волнового режима расход воздуха может быть снижен до

1100 м /ч и ри 20 С.

25 Формула изобретения

1. Способ перемешивания жидкого и сыпучего материалов в цилиндрическом аппарате путем подачи материала на газораспределительную решетку и ожижающего

30 агента под решетку и создания волнового режима перемешивания, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, материал подают в узловую точку волны.

2. Способ по п.1, отличающийся

35 тем, что, с целью расшиоения рабочего диапазона, создание волнового режима осуществляют введением в слой лопасти, ее поступательным перемещением по периметру. газораспределительной решетки и

40 последующим выводом лопасти из слоя при выходе процесса на рабочий режим.

17б1238

1761238

:;.г. 2

Составитель А, Ишков

Техред М.Моргентал Корректор И, Шулла

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Способ перемешивания жидкого и сыпучего материалов Способ перемешивания жидкого и сыпучего материалов Способ перемешивания жидкого и сыпучего материалов Способ перемешивания жидкого и сыпучего материалов Способ перемешивания жидкого и сыпучего материалов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области смешения различных гранулированных сыпучих материалов, в частности к гранулированным смесителям для переработки гранулированных полимеров (полиэтилен, полистирол, полипропилен и др.)

Изобретение относится к переработке сыпучих материалов и может быть использовано в производстве комбикормов, минеральных удобрений, строительных материалов и других отраслях промышленности для непрерывного приготовления смесей сыпучих материалов с различной сыпучестью в вертикальных гравитационных смесителях

Изобретение относится к металлургическому производству и может быть использовано в других отраслях промышленности, где имеет место смещение сыпучих материалов в массовых технологических потоках

Изобретение относится к устройствам для переработки сыпучих материалов и может быть использовано при исследовании процессов смешения и сегрегации в химической , электротехнической, микробиологической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к технике получения смесей сыпучих материалов и обеспечивает повышение качества смеси

Изобретение относится к устройствам для подачи порошкообразных компонентов и может быть использовано в порошковой металлургии

Изобретение относится к области теплоэнергетики

Изобретение относится к нефтехимическому машиностроению

Изобретение относится к технике смешения реагентов и может быть использовано в различных химических технвлогиях, в частности при приготовлении водотопливных эмульсий

Изобретение относится к способам приготовления водотопливных эмульсий и позволяет повысить качество эмульсий и обеспечить дополнительные возможности регулирования ее характеристик

Изобретение относится к устройствам для смешивания жидких компонентов и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической промышленности, предназначено для интенсификации процесса смешения

Изобретение относится к технике приготовления эмульсий, которые могут быть использованы в качестве альтернативного топлива для двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и котельных установок

Изобретение относится к химической технологии
Наверх