Сушилка кипящего слоя для пастообразных материалов
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. В сушилке кипящего слоя для пастообразных материалов, содержащей загрузочное устройство влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, топку со смесительной камерой, турбогазодувку и систему очистки отработанного воздуха, аппарат кипящего слоя выполнен в виде цилиндрического корпуса с конической частью и опорной решеткой, установленной в самом узком сечении конуса, а питатель расположен осесимметрично корпусу аппарата, причем под опорную решетку поступает псевдоожижающий теплоноситель из топки, а выгружается сухой материал в верхней части кипящего слоя через патрубки, соединенные посредством гибких проводов с емкостями для высушенного материала, причем патрубки закреплены по образующей конуса с определенным шагом, зависящим от высоты кипящего слоя обрабатываемого материала, а пыль, образующаяся в процессе сушки, улавливается в системе пылеочистки, отработавший теплоноситель отсасывается вентилятором, который имеет на выходе рециркуляционный клапан, направляющий отработанный и очищенный теплоноситель по трубопроводу в смесительную камеру. Технический результат - повышение производительности. 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 загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру с опорной решеткой, топку со смесительной камерой, турбогазодувку и систему очистки отработанного воздуха (прототип).
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.
Технический результат повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что в сушилке кипящего слоя для пастообразных материалов, содержащей загрузочное устройство влажного материала с питателем, сушильную камеру кипящего слоя, выполненную в виде цилиндрического корпуса с конической частью и опорной решеткой, установленной в самом узком сечении конуса, а питатель расположен осесимметрично корпусу камеры, причем под опорную решетку поступает псевдоожижающий теплоноситель из топки, а выгружается сухой материал в верхней части кипящего слоя через патрубки, соединенные посредством проводов с емкостями для высушенного материала, причем патрубки закреплены по образующей конуса с определенным шагом, зависящим от высоты кипящего слоя обрабатываемого материала, при этом пыль, образующаяся в процессе сушки, улавливается в системе пылеочистки, а отработавший теплоноситель отсасывается вытяжным вентилятором, вытяжной вентилятор имеет на выходе рециркуляционный клапан, направляющий отработанный и очищенный теплоноситель по трубопроводу в смесительную камеру топки, при этом система пылеочистки состоит из акустической установки, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5...2 с, и циклона с бункером, связанным с емкостями для высушенного материала, причем в выхлопной трубе циклона предусмотрена задвижка для регулировки тяги вентилятора, а патрубки соединены с емкостями для высушенного материала посредством гибких проводов.
На чертеже показана схема сушилки кипящего слоя для пастообразных материалов.
Сушилка кипящего слоя для пастообразных материалов содержит сушильную камеру 3 кипящего слоя в виде цилиндрического корпуса с конической частью 15 и опорной решеткой, установленной в самом узком сечении конуса 15, загрузочное устройство влажного материала с питателем 4, расположенным осесимметрично корпусу камеры 3. Под решетку поступает псевдоожижающий теплоноситель из топки 1 (возможна установка калорифера 2), имеющей смесительную камеру 11.
Выгружается сухой материал в верхней части слоя через патрубки 12, соединенные посредством гибких проводов 13 с емкостями 14 для высушенного материала. Патрубки 12 закреплены по образующей конуса 15 с определенным шагом, зависящим от высоты кипящего слоя обрабатываемого материала таким образом, что возможен съем готового продукта при любой высоте кипящего слоя.
Пыль, образующаяся в процессе сушки, улавливается в системе пылеочистки, а отработавший теплоноситель отсасывается вытяжным вентилятором 8, который имеет на выходе рециркуляционный клапан 9, направляющий отработанный и очищенный теплоноситель по трубопроводу 10 в смесительную камеру 11.
Система пылеочистки состоит из акустической установки 16 и циклона 6, бункер 5 которого связан емкостями 14 для высушенного материала. В выхлопной трубе циклона 6 предусмотрена задвижка 7 для регулировки тяги вентилятора 8.
Рециркуляционный клапан 9 может по команде от микропроцессора (на чертеже не показан), управляющего процессом оптимизации сушки в зависимости от параметров обрабатываемого материала, переключить поток отработанного и очищенного теплоносителя либо на вход смесительной камеры 11 для повторного использования с целью экономии вторичных энергетических носителей, либо в атмосферу. Микропроцессор соединен с датчиками давления, температуры, влажности, скорости псевдоожиженных потоков (на чертеже не показано), установленными в элементах схемы сушки, и с исполнительными органами (на чертеже не показано), регулирующими параметры всех элементов схемы сушки. Микропроцессор проводит анализ параметров протекания процесса сушки и задает оптимальный режим посредством воздействия управляющими сигналами на исполнительные органы элементов схемы сушки.
Сушилка кипящего слоя для пастообразных материалов работает следующим образом.
Паста специальным питателем 4 непрерывно подается в виде большого количества отрезков нитей или удлиненных капель в слой уже высушенного "кипящего" материала, лежащего на опорной решетке, установленной в самом узком сечении конуса 15. Под решетку поступает псевдоожижающий теплоноситель из топки 1 (возможна установка калорифера 2), имеющей смесительную камеру 11.
Попав в слой уже высушенного материала, влажные комочки пасты, образующиеся в результате частичного слипания нитей, как более тяжелые опускаются вниз. В нижней части конуса они обдуваются горячим теплоносителем, поступающим со скоростью 15...40 м/сек. Процесс сушки идет очень интенсивно, крупные комочки разбиваются на более мелкие и при своем движении в ядре потока на верх слоя приобретают форму гранул. Из ядра потока гранулы направляются к периферии и опускаются вниз в плотном слое у стенок аппарата. Выгружается сухой материал в верхней части слоя через патрубки 12, соединенные посредством гибких проводов 13 с емкостями 14 для высушенного материала.
Пыль, образующаяся в процессе сушки, улавливается в системе пылеочистки, а отработавший теплоноситель отсасывается вытяжным вентилятором 8, который имеет на выходе рециркуляционный клапан 9, направляющий отработанный и очищенный теплоноситель по трубопроводу 10 в смесительную камеру 11. Перед циклоном сушильный агент (теплоноситель - нагретый воздух или топочные газы) вместе с мелкими частицами продукта попадает в акустическую установку, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления. В акустической установке происходит отделение от теплоносителя пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в среде отработанного теплоносителя, пылевые частицы слипаются, то есть коагулируют, образуя крупные агрегаты, что значительно облегчает последующую очистку теплоносителя в газоочистных аппаратах. На взвешенные частицы при воздействии акустических колебаний действуют следующие основные факторы: совместное колебание частиц и газовой среды, динамические силы между соседними частицами. Крупные частицы оседают вниз либо в акустической установке, либо поступают в полость, связанную с инерционным пылеотделителем.
Оптимальными параметрами для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке сушильного агента не менее 2 г/м, время озвучивания 1,5...2 с. Эти параметры обусловлены тем, что в зависимости от их величины взвешенная частица либо участвует в колебаниях среды (полностью или частично), либо не участвует, так как на частицу и среду действуют силы Стокса. Более того, при пропускании звуковых волн через объем газа, находящегося в некотором замкнутом сосуде, в последнем устанавливаются стоячие звуковые волны с образованием узлов (скорость колебаний равна нулю) и пучностей, в которых амплитуда колебаний скорости максимальна. Частота колебательного процесса, равная 900 Гц, создает для концентрации пыли в потоке теплоносителя, равной не менее 2 г/м3, такую амплитуду звуковой волны, при которой амплитуда скорости газовой частицы, определяемая отношением интенсивности звука (уровень звукового давления 140 дБ и более) к скорости звука в среде, будет находиться в области пучности стоячих звуковых волн в заданном замкнутом сосуде (акустической установке), что и определяет в конечном счете интенсивность акустической коагуляции, то есть скорость образования крупных частиц. Время озвучивания 1,5...2 с назначается из условия образования пучности стоячих звуковых волн в заданном замкнутом сосуде. Если время озвучивания будет за пределами диапазона 1,5...2 с, то это приведет к образованию узлов в стоячих волнах (скорость колебаний равна нулю) и, как следствие, к ослаблению эффекта акустической коагуляции.
Предложенная установка допускает большие скорости газов при уменьшенном пылеуносе и предназначена для высушивания полимерных и полидисперсных материалов, минеральных солей и растворов. Такой аппарат успешно применяется для высушивания комкующихся (например, сульфата аммония) и волокнистых (асбестовое волокно, морская трава) материалов, а также растворов.
1. Сушилка кипящего слоя для пастообразных материалов, содержащая загрузочное устройство влажного материала с питателем, сушильную камеру кипящего слоя, выполненную в виде цилиндрического корпуса с конической частью и опорной решеткой, установленной в самом узком сечении конуса, а питатель расположен осесимметрично корпусу камеры, причем под опорную решетку поступает псевдоожижающий теплоноситель из топки, а выгружается сухой материал в верхней части кипящего слоя через патрубки, соединенные посредством проводов с емкостями для высушенного материала, причем патрубки закреплены по образующей конуса с определенным шагом, зависящим от высоты кипящего слоя обрабатываемого материала, при этом пыль, образующаяся в процессе сушки, улавливается в системе пылеочистки, а отработавший теплоноситель отсасывается вытяжным вентилятором, отличающаяся тем, что вытяжной вентилятор имеет на выходе рециркуляционный клапан, направляющий отработанный и очищенный теплоноситель по трубопроводу в смесительную камеру топки, при этом система пылеочистки состоит из акустической установки, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания 1,5-2 с, и циклона с бункером, связанным с емкостями для высушенного материала, причем в выхлопной трубе циклона предусмотрена задвижка для регулировки тяги вентилятора, а патрубки соединены с емкостями для высушенного материала посредством гибких проводов.
2. Сушилка кипящего слоя для пастообразных материалов по п.1, отличающаяся тем, что в схему введен микропроцессор, который соединен с датчиками давления, температуры, влажности, скорости псевдоожиженных потоков, установленными в элементах схемы сушки, и с исполнительными органами, регулирующими параметры всех элементов схемы сушки, который проводит анализ параметров протекания процесса сушки и задает оптимальный режим посредством воздействия управляющими сигналами на исполнительные органы элементов схемы сушки.
