Способ сушки сыпучего материала, преимущественно зерна

 

Изобретение предназначено для сушки сыпучих материалов, преимущественно зерна и семян сельскохозяйственных культур. Способ сушки включает предварительный подогрев сыпучего материала до предельно допустимой температуры свежим теплоносителем, подсушивание, окончательное досушивание и охлаждение. Подсушивание так же, как и окончательное досушивание сыпучего материала, ведут смесью свежего и отработанных на предварительном подогреве и охлаждении теплоносителей. Разность температур смесей теплоносителя, подаваемых на подсушивание и окончательное досушивание сыпучего материала, устанавливают одной регулирующей заслонкой, расположенной на кольцевом коллекторе, сохраняя неизменной объемную подачу каждой смеси. Подачу свежего теплоносителя на предварительный подогрев сыпучего материала регулируют либо полностью прекращают заслонками, расположенными на трубопроводе подачи свежего теплоносителя в кольцевой коллектор и перед предварительным подогревом сыпучего материал. Подачу свежего теплоносителя, полученного путем забора наружного воздуха и нагрева его в теплогенераторе до заданной температуры, осуществляет вентилятор, установленный перед теплогенератором. Техническим результатом является ведение процесса сушки при максимальных температурах, что позволяет использовать данный способ для разных типов сушилок. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, преимущественно зерна и семян сельскохозяйственных культур, и может быть использовано в сельском хозяйстве, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен способ сушки зерна и маслосемян путем подогрева смеси исходного и рециркулирующего материала, отлежки, подсушивания при поперечной продувке отработавшим агентом сушки, досушивания и охлаждения в аппаратах шахтного типа, при этом отлежку ведут в течение 3-5 минут, а подсушивание - 2-4 минут, после чего осуществляют дополнительную отлежку в течение 5-10 минут и досушивание ведут при нисходящем температурном режиме агента сушки, причем часть отработавшего в аппаратах шахтного типа агента сушки и охлаждающего воздуха, минуя подсушивание, направляют на смешивание со свежим агентом сушки и противопожарную очистку (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 732639, МПК F 26 B 3/06, 17/12, публикация 05.05.80).

Недостатком известного способа сушки зерна является то, что он предусматривает использование крупногабаритных осадочных камер при направлении части отработавшего агента сушки и топку. К недостаткам относится также недостаточная экономичность, вызванная потерями тепла с отработавшим агентом сушки в подогревателе.

Известен способ сушки зерна, заключающийся в подаче на свободно падающие зерно теплоносителя, при этом предварительный нагрев зерна производят без испарения из него влаги, затем зерно омывают теплоносителем равновесного с ним состояния, после чего сушат зерно неувлажненным агентом сушки, затем зерно вновь омывают теплоносителем равновесного с ним состояния и досушивают зерно неувлажненным агентом сушки до заданной влажности (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 714111, МПК F 26 B 3/02, публикация 25.02.80).

Недостатком этого известного способа сушки зерна является недостаточная экономичность, вызванная потерями тепла с отработавшим теплоносителем на охлаждении.

Известен способ сушки зерна, включающий смешивание исходного и рециркулирующего потоков зерна, предварительный подогрев до предельно допустимой температуры, продувку отработанным теплоносителем, отлежку, окончательное досушивание, охлаждение и выгрузку, при этом после смешивания исходного и рециркулирующего зерна поток делят на две части, каждую часть подвергают отлежке, одну часть подсушивают в шахте рециркуляционного цикла, другую часть подвергают предварительному подогреву и последующей продувке отработанным теплоносителем, затем части смешивают и повторно разделяют, причем одну из частей подают на смешивание с исходным зерном, а из другой выделяют слив и подают его к той части, которую предварительно подвергают отлежке и подсушиванию в шахте рециркуляционного цикла, а отлежке, окончательному досушиванию и охлаждению подвергают оставшуюся после слива часть, процесс подсушивания зерна в шахте рециркуляционного цикла ведут смесью свежего и отработанных на досушивании и охлаждении теплоносителей, а предварительный подогрев смеси исходного и рециркулирующего зерна и окончательное досушивание ведут свежим теплоносителем (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 1730517, МПК F 26 B 3/06, 17/12, публикация 30.04.92).

Недостатками известного способа сушки зерна являются его сложность и недостаточная экономичность, вызванная потерями тепла с отработавшим теплоносителем при подогреве зерна, а также неизбежное снижение эффективности сушки при регулировании или полном прекращении подачи свежего теплоносителя на предварительный подогрев при сушке легколетучих или хрупких сыпучих материалов.

Известен способ сушки зерна, при котором в зону изотермической сушки подают весь материал, прошедший предварительный подогрев и отлежку, и по выходе из зоны его разделяют на два потока, одни из которых направляют на рециркуляцию, а другой - на охлаждение. Влажный материал подается в подогреватель, где нагревается теплоносителем, выходящим из теплогенератора. В качестве подогревателя может применяться любое устройство, обеспечивающее интенсивный нагрев материала без ухудшения качества, например аппарат кипящего слоя. Нагретый влажный материал из подогревателя направляется в смеситель, где он смешивается с сухим рециркулирующим материалом, поступающим из сушильной камеры и имеющим ту же температуру, что и влажный материал. После перемешивания смесь направляется в теплоизолированную емкость, где происходит отлежка и протекает процесс контактного тепло- и влагообмена. После отлежки материал поступает в сушильную камеру, где высушивается теплоносителем в изотермическом режиме, поступающим из теплогенератора. К этому теплоносителю может подмешиваться отработавший теплоноситель, но не весь, а частично для обеспечения требуемого испарения влаги. Аналогично может утилизироваться и теплоноситель, отработавший в подогревателе. Материал, высушенный в камере, при выходе из нее разделяют на два потока, один из которых направляется в смеситель (на рециркуляцию), а другой - в охладитель, где происходит продувка материала атмосферным воздухом. Высушенный и охлажденный материал непрерывно выпускается из охладителя. Нагретый при охлаждении материала воздух при необходимости может быть направлен на смешение со свежим теплоносителем, подаваемым на сушку из теплогенератора [1].

Недостатком прототипа является его недостаточная экономичность, т.к. отработавшие теплоносители при подогреве зерна и его охлаждении подают только на стадию окончательного досушивания, а также невозможность вести процесс сушки на максимально возможных температурах в начале и в конце сушки.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение экономичности способа сушки сыпучих материалов, преимущественно зерна, за счет увеличения коэффициента полезного действия при одновременном ведении процесса сушки из максимально допустимых температурах для каждого сыпучего материала на каждой стадии сушки, универсальность способа для различных типов сушильных установок.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе сушки сыпучих материалов, преимущественно зерна, включающем предварительный подогрев сыпучего материала до предельно допустимой температуры свежим теплоносителем, подсушивание, окончательное досушивание и охлаждение, подсушивание, так же как и окончательное досушивание сыпучего материала ведут смесью свежего и отработанных на предварительном подогреве и охлаждении теплоносителей.

Разность температур смесей теплоносителя, подаваемых на подсушивание и окончательное досушивание сыпучего материала, устанавливают одной регулирующей заслонкой, расположенной на кольцевом коллекторе, сохраняя неизменной объемную подачу каждой смеси.

Подачу свежего теплоносителя на предварительный подогрев сыпучего материала регулируют либо полностью прекращают заслонками, расположенными на трубопроводе подачи свежего теплоносителя в кольцевой коллектор и перед предварительным подогревом сыпучего материала.

Подачу свежего теплоносителя, полученного путем забора наружного воздуха и нагрева его в теплогенераторе до заданной температуры, осуществляет вентилятор, установленный перед теплогенератором.

Этим обеспечивается повышение экономичности процесса сушки по сравнению с прототипом за счет использования тепловой энергии отработанного теплоносителя на предварительном подогреве и охлаждении, при этом процесс сушки ведется на максимально допустимых температурах сыпучего материала на каждой стадии сушки, объединяются преимущества рециркуляционных и прямоточных сушилок в одной установке.

Предлагаемый способ сушки сыпучего материала, преимущественно зерна, поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема способа сушки сыпучего материала, преимущественно зерна, в соответствии с данным изобретением.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - предварительный подогрев сыпучего материала; 2 - подсушивание сыпучего материала; 3 - окончательное досушивание сыпучего материала; 4 - охлаждение сыпучего материала (охладитель); 5 - вентилятор; 6 - теплогенератор; 7 - заслонка; 8 - заслонка; 9 - трубопровод подачи свежего теплоносителя в кольцевой коллектор 10;
10 - кольцевой коллектор;
11 - заслонка;
12 - трубопровод подачи смеси теплоносителей из кольцевого коллектора 10 на подсушивание 2;
13 - трубопровод подачи смеси теплоносителей из кольцевого коллектора 10 на окончательное досушивание 3;
14 - теплоноситель, поступающий в кольцевой коллектор 10 и состоящий из смеси свежего и отработанного на предварительном подогреве 1 теплоносителей;
15 - теплоноситель, поступающий в кольцевой коллектор 10 из охладителя 4;
16 - сырой сыпучий материал при рециркуляционном режиме сушки;
17 - сырой сыпучий материал при прямоточном режиме сушки;
18 - рециркуляция сухого сыпучего материала;
19 - сухой сыпучий материал.

Предлагаемый способ сушки сыпучего материала, преимущественно зерна, ведут следующим образом.

Сыпучий материал в рециркуляционном режиме сушки (основной режим как наиболее экономичный) движется по следующему порядку: предварительный подогрев 1; подсушивание 2; окончательное досушивание 3; охлаждение 4. После охлаждения 4 часть сухого сыпучего материала возвращается на предварительный подогрев 1, остальная часть выводится из процесса сушки.

Сыпучий материал в прямоточном режиме сушки движется по следующему порядку: подсушивание 2; окончательное досушивание 3; охлаждение 4.

Приготовление свежего теплоносителя осуществляют путем забора вентилятором 5 наружного воздуха и нагрева его в теплогенераторе 6 до заданной температуры. Подачу свежего теплоносителя на предварительный подогрев 1 сыпучего материала регулируют либо полностью прекращают заслонками 7 и 8, расположенным на трубопроводе 9 и перед предварительным подогревом 1 сыпучего материала. В начале процесса сушки при работе с очередным сыпучим материалом полностью открывают заслонки 7 и 8. При недостаточной подаче свежего теплоносителя на предварительный подогрев 1 прикрывают заслонку 7, а при избыточной - прикрывают заслонку 8.

Если сыпучий материал не допускает сушку с применением предварительного подогрева 1, то, полностью закрывая заслонку 8, сушильная установка из рециркуляционного режима сушки переводится в прямоточный режим. В этом случае сыпучий материал подается в сушильную установку непосредственно на подсушивание 2. Охлаждение 4 сыпучего материала осуществляют наружным воздухом. Наружный воздух с помощью вентилятора (на схеме не показан, установлен до или после охладителя 4) проходит охладитель 4 и подается в кольцевой коллектор 10. В кольцевой коллектор 10 поступают теплоносители свежий и отработанные на предварительном подогреве 1 и охлаждении 4, образуя смесь. При помощи заслонки 11 смесь поступает в трубопроводы 12 и 13 с разной температурой. Разность температур теплоносителей в трубопроводах 12 и 13 составляет до тридцати и более градусов. Уменьшая заслонкой 11 подачу более холодного теплоносителя 15 в трубопровод 13, тем самым увеличивается подача более горячего теплоносителя 14 в трубопровод 13. При этом оставшиеся части теплоносителей, т. е. большая часть теплоносителя 15 и меньшая часть теплоносителя 14, поступят в трубопровод 12. Исходя из этого, температура смеси теплоносителей в трубопроводе 12 будет ниже, чем температура смеси теплоносителей в трубопроводе 13. Разная температура теплоносителей, поступающих на подсушивание 2 и окончательное досушивание 3, необходима для ведения процесса сушки на максимально допустимых температурах сыпучего материала на каждой стадии сушки. Заслонка 11 за счет кольцевого коллектора 10 не изменяет объемную подачу в каждом из трубопроводов 12 и 13, а только влияет на перераспределение потоков теплоносителей 14 и 15 внутри кольцевого коллектора 10.

Способ сушки сыпучего материала, преимущественно зерна, по данному изобретению позволяет повысить коэффициент полезного действия процесса сушки, вести сушку на максимально допустимых температурах сыпучего материала на каждой стадии сушки, обеспечивать разность температур теплоносителей, подаваемых на каждую стадию сушки, одной заслонкой, регулировать подачу теплоносителя на предварительный подогрев сыпучего материала (что позволяет вести подогрев по каждому сыпучему материалу на оптимальных режимах, не снижая КПД сушильной установки), переводить сушильную установку из рециркуляционного режима сушки в прямоточный режим без предварительного подогрева сыпучего материала. Установка вентилятора, подающего свежий теплоноситель в процесс сушки, перед теплогенератором позволяет улучшить компоновку сушильной установки и снять температурное воздействие горячего теплоносителя в случае установки вентилятора после теплогенератора, а также снять воздействие засоренного теплоносителя в случае установки вентилятора после предварительного подогрева.

Формула изобретения

1. Способ сушки сыпучего материала, преимущественно зерна, включающий предварительный подогрев сыпучего материала до предельно допустимой температуры свежим теплоносителем, подсушивание, окончательное досушивание и охлаждение, причем окончательное досушивание ведут смесью свежего и отработанных на предварительном подогреве и охлаждении теплоносителей, отличающийся тем, что подсушивание ведут также смесью свежего и отработанных на предварительном подогреве и охлаждении теплоносителей, причем разность температур смесей теплоносителя, подаваемых на подсушивание и окончательное досушивание сыпучего материала, устанавливают одной регулирующей заслонкой, расположенной на кольцевом коллекторе, сохраняя неизменной объемную подачу каждой смеси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу свежего теплоносителя на предварительный подогрев сыпучего материала регулируют либо полностью прекращают заслонками, расположенными на трубопроводе подачи свежего теплоносителя в кольцевой коллектор и перед предварительным подогревом сыпучего материала.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу свежего теплоносителя, полученного путем забора наружного воздуха и нагрева его в теплогенераторе до заданной температуры, осуществляет вентилятор, установленный перед теплогенератором.

РИСУНКИ

Рисунок 1