Способ сушки термостойких растворов и устройство для его осуществления
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической промышленности. В способе сушки термостойких растворов путем подачи исходного раствора в верхнюю часть сушильной камеры посредством форсунок, а сушильного агента - противотоком через нижнюю часть сушильной камеры для интенсификации процесса распылительной сушки раствор подают при предварительном перегреве при давлении до 15 МПа, причем раствор перегревают до температуры, которая на несколько градусов ниже температуры кипения его при данном давлении во избежание образования двухфазной системы. В сушилке для термостойких растворов, содержащей сушильную камеру с форсунками и коллектор для подвода сушильного агента, дополнительно установлен насос высокого давления, который прокачивает раствор через теплообменник в, по меньшей мере, три форсунки, расположенные в диаметральной плоскости верхней конической части сушильной камеры, причем направление струй форсунок перекрестное с углом между осями струй 60...120 градусов, причем в корпус теплообменника из топки поступают высокотемпературные топочные газы, затем в коллектор в нижней части сушильной камеры, а в ее верхней части расположен патрубок для выхода отработанных газов, в нижней части - шнековое устройство для выгрузки готового продукта. Технический результат - повышение производительности сушки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка по а.с. СССР №553424, F26В 17/10, 1975 г., содержащая сушильную камеру с форсунками и коллектор для подвода сушильного агента (прототип).
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.
Технический результат - повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что в способе сушки термостойких растворов, заключающемся в том, что исходный раствор подают в верхнюю часть сушильной камеры посредством форсунок, а сушильный агент подают противотоком через нижнюю часть сушильной камеры; для интенсификации процесса распылительной сушки раствор подают при предварительном перегреве при давлении до 15 МПа, причем раствор перегревают до температуры, которая на несколько градусов ниже температуры кипения его при данном давлении, во избежание образования двухфазной системы в теплообменных трубах.
Это достигается тем, что в устройстве для сушки термостойких растворов, содержащем сушильную камеру с форсунками и коллектор для подвода сушильного агента, дополнительно установлен насос высокого давления, который прокачивает раствор, находящийся в резервуаре, через теплообменник в, по меньшей мере, три форсунки, расположенные в диаметральной плоскости верхней конической части сушильной камеры, причем направление струй форсунок перекрестное с углом между осями струй, лежащим в оптимальном диапазоне величин: 60...120 градусов, причем в корпус теплообменника из топки поступают высокотемпературные топочные газы в коллектор, расположенный в нижней части сушильной камеры, а в верхней части сушильной камеры расположен патрубок для выхода отработанных газов, а в нижней части шнековое устройство для выгрузки готового продукта.
На чертеже показан общий вид сушилки для осуществления предложенного способа.
Сушилка для термостойких растворов, находящихся в резервуаре 6, содержит насос высокого давления 1, который прокачивает раствор через теплообменник 3 в, по меньшей мере, три форсунки 4, расположенные в диаметральной плоскости верхней конической части 13 сушильной камеры 5. Направление струй форсунок 4 выбирается перекрестным, с углом между осями струй, лежащим в оптимальном диапазоне величин: 60...120 градусов.
В корпус теплообменника 3 из топки 2 поступают высокотемпературные топочные газы в коллектор 7, расположенный в нижней части сушильной камеры 5. В топку 2 по магистрали 8 подается топливо, а по магистрали 9 посредством воздуходувки 10 поступает воздух. В верхней части сушильной камеры 5 расположен патрубок 11 для выхода отработанных газов, а в нижней части шнековое устройство 12 для выгрузки готового продукта.
Для интенсификации процесса сушки могут быть применены ультразвуковые форсунки с полуволновым магнитострикционным преобразователем, снабженные экспоненциальным концентратором с резонансной частотой колебаний, лежащей в диапазоне от 20 до 60 кГц (на чертеже не показано).
Сушилка для термостойких растворов работает следующим образом.
Для термостойких растворов интенсификация процесса распылительной сушки достигается при предварительном перегреве растворов. По этому способу истинный раствор при давлении до 15 МПа перегревают до температуры, которая на несколько градусов ниже температуры кипения его при данном давлении, во избежание образования двухфазной системы в теплообменных трубах. При выходе перегретого раствора из сопла форсунки происходит бурное вскипание диспергированных капель с испарением влаги за счет аккумулированного тепла.
Раствор прокачивается насосом высокого давления 1 через теплообменник 3, установленный на выходе из топки 2, и подается в распылительную сушильную камеру 5, где он диспергируется форсунками 4 и высушивается в токе вторично используемых топочных газов, выходящих из теплообменника. Сушилка работает по схеме противотока.
Предварительное использование тепла топочных газов в теплообменнике исключает необходимость разбавления их холодным воздухом, что повышает эксергетический КПД установки при той же температуре отходящих газов. При работе установки по принципу противотока можно значительно повысить влажность отходящих газов. Напряжение камеры по испаряемой влаге возрастает на величину, равную количеству влаги, испаряющейся в результате самовскипания. Готовый продукт получается тонкодисперсным и однородным по размеру частиц.
1. Способ сушки термостойких растворов, заключающийся в том, что исходный раствор подают в верхнюю часть сушильной камеры посредством форсунок, а сушильный агент подают противотоком через нижнюю часть сушильной камеры, отличающийся тем, что для интенсификации процесса распылительной сушки раствор подают при предварительном перегреве при давлении до 15 МПа, причем раствор перегревают до температуры, которая на несколько градусов ниже температуры кипения его при данном давлении во избежание образования двухфазной системы в теплообменных трубах.
2. Сушилка для термостойких растворов, содержащая сушильную камеру с форсунками и коллектор для подвода сушильного агента, отличающаяся тем, что она содержит насос высокого давления, который прокачивает раствор, находящийся в резервуаре, через теплообменник в, по меньшей мере, три форсунки, расположенные в диаметральной плоскости верхней конической части сушильной камеры, причем направление струй форсунок перекрестное с углом между осями струй, лежащим в оптимальном диапазоне величин 60-120°, причем в корпус теплообменника из топки поступают высокотемпературные топочные газы в коллектор, расположенный в нижней части сушильной камеры, а в верхней части сушильной камеры расположен патрубок для выхода отработанных газов, а в нижней части - шнековое устройство для выгрузки готового продукта.
3. Сушилка для термостойких растворов по п.2, отличающаяся тем, что форсунки выполнены ультразвуковыми с полуволновым магнитострикционным преобразователем и экспоненциальным концентратором с резонансной частотой колебаний, лежащей в диапазоне от 20 до 60 кГц.
