Аппарат для безуносной сушки во взвешенном состоянии
Изобретение предназначено для сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Аппарат содержит сушильную камеру и бункер. Сушильная камера содержит цилиндрический корпус, коаксиально расположенную в нем пористую обечайку. Материал обечайки выполнен на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа. Для удаления сушильного агента из обечайки предусмотрен вращающийся полый цилиндр, выполненнный из жесткого пористого материала со степенью пористости, находящейся в диапазоне величин: 30...45%. Подача влажного материала осуществляется несколькими распылителями, равномерно расположенными по всему сечению обечайки. На выходе из аппарата установлена акустическая установка, соединенная с циклоном. Параметрами для звуковой обработки в акустической установке с концентрацией частиц в воздушном потоке не менее 2 г/м3 являются: уровень звукового давления в диапазоне 145...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 900...1100 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,0...2 с. Изобретение обеспечивает повышение производительности сушки. 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 техническое решение по а.с. SU 848928, F26B 3/12, 23.07.1981, содержащее загрузочное устройство влажного материала, сушильную камеру, вентилятор, шлюзовой затвор, бункер, верхнюю крышку, при этом удаление сухого продукта производится из бункера через шлюзовой затвор, а сушильный агент покидает аппарат через пространство под верхней крышкой.
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.
Технический результат - повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что аппарат для безуносной сушки во взвешенном состоянии содержит загрузочное устройство влажного материала, сушильную камеру, вентилятор, шлюзовой затвор, бункер, верхнюю крышку, при этом удаление сухого продукта производится из бункера через шлюзовой затвор, а сушильный агент покидает аппарат через пространство под верхней крышкой. Сушильная камера содержит цилиндрический корпус, коаксиально расположенную в нем пористую обечайку, образующую пространство для равномерного прохождения сушильного агента внутрь обечайки. Материал обечайки выполнен на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа. Для удаления сушильного агента из обечайки предусмотрен вращающийся полый пористый цилиндр, соединенный посредством вала с приводом, расположенным на крышке, причем пористый цилиндр выполнен из жесткого пористого материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30...45%. Подача влажного материала или раствора осуществляется несколькими распылителями, равномерно расположенными по всему сечению обечайки. На выходе из аппарата установлена акустическая установка для улавливания среднедисперсных частиц, соединенная с циклоном, связанным с устройством для выгрузки, при этом параметрами для звуковой обработки в акустической установке с концентрацией частиц в воздушном потоке не менее 2 г/м3 являются: уровень звукового давления в диапазоне 145...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 900...1100 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,0...2 с.
На чертеже показана схема аппарата для безуносной сушки во взвешенном состоянии.
Аппарат для безуносной сушки во взвешенном состоянии содержит цилиндрический корпус 1, коаксиально расположенную в нем пористую обечайку 2, образующую свободное пространство для равномерного прохождения сушильного агента внутрь обечайки. Материал обечайки 2 выполнен на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа.
Размеры кольцевого пространства определяются производительностью сушильной установки и количественными характеристиками исходного дисперсного материала, например размерами и формой частиц, гранулометрическим составом, плотностью, структурными свойствами и т.п. Удаление сухого продукта производится из бункера 7 через шлюзовой затвор 8. Для удаления сушильного агента из обечайки 2 предусмотрен вращающийся полый пористый цилиндр 3, соединенный посредством вала 4 с приводом (на чертеже не показано), расположенным на крышке 5. Полый пористый цилиндр 3 выполнен из жесткого пористого материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30...45%.
В зависимости от производительности камеры в промышленных условиях подача влажного материала или раствора может осуществляться несколькими распылителями 6, равномерно расположенными по всему сечению обечайки 2.
Теплоноситель через пространство под верхней крышкой 5 покидает аппарат, на выходе которого установлена акустическая установка (на чертеже не показано) для улавливания среднедисперсных частиц, соединенная с циклоном, связанным с устройством для выгрузки (на чертеже не показано). Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке с концентрацией частиц в воздушном потоке не менее 2 г/м3 являются: уровень звукового давления в диапазоне 145...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 900...1100 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,0...2 с.
Аппарат для безуносной сушки во взвешенном состоянии работает следующим образом.
Сушильный агент с заданной температурой и влажностью поступает в свободное пространство между стенками корпуса 1 и обечайки 2. Под действием давления, создаваемого, например, вентилятором, сушильный агент проникает через поры стенок обечайки внутрь ее, здесь происходит тепломассообмен между газом и каплями или частицами, непрерывно подаваемыми через распылитель 6. Оседание капель или частиц на стенки обечайки предотвращается путем организованного отдува их от стенок сушильным агентом, поступающим через поры. Отработанный теплоноситель проходит через поры вращающегося полого пористого цилиндра 3, а частицы, приблизившиеся к поверхности цилиндра, попадают во вращающийся пограничный слой, формирующийся у его поверхности, и под действием центробежных сил отбрасываются снова в объем обечайки и выводятся из аппарата. Отделившийся от частиц теплоноситель через пространство под верхней крышкой 5 покидает аппарат.
Сушильный агент вместе с мелкими частицами продукта (нагретый воздух или топочные газы) попадает в акустическую колонку, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления. В акустической колонке происходит отделение от сушильного агента пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы слипаются, т.е. коагулируют, образуя крупные агрегаты, что значительно облегчает последующие очистку газов в газоочистных аппаратах. На взвешенные в газах частицы при воздействии акустических колебаний действует следующие основные факторы: совместное колебание частиц и газовой среды, динамические силы между соседними частицами. Крупные частицы оседают вниз либо в звуковой колонке, либо поступает в полость, связанную с инерционным пылеотделителем.
Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления в диапазоне 140 дБ и более, частота колебательного процесса в диапазоне 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м3, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с. Эти параметры обусловлены тем, что в зависимости от величины взвешенная частица либо участвует в колебаниях среды (полностью или частично), либо не участвует, так как частицей и средой действует силы Стокса. Более того, при пропускании звуковых волн через объем газа, находящийся 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 воздушном потоке, равной не менее 2 г/м3, такую амплитуду звуковой волны, при которой амплитуда скорости газовой частицы, определяемая отношением интенсивности звука (уровень звукового давления в диапазоне 140 дБ и более) к скорости звука в среде, будет находиться в области пучности стоячих звуковых волн в заданном замкнутом сосуде (акустической колонке), что и определяет, в конечном счете, интенсивность акустической коагуляции, т.е. 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 акустической коагуляции.
Одним из наиболее эффективных способов исключения попадания вредных выбросов в окружающую среду является применение замкнутых циклов газового агента при сушке различных материалов.
Предложенный аппарат обеспечивает существенное снижение выброса частиц.
Аппарат для безуносной сушки во взвешенном состоянии, содержащий загрузочное устройство влажного материала, сушильную камеру, вентилятор, шлюзовой затвор, бункер, верхнюю крышку, при этом удаление сухого продукта производится из бункера через шлюзовой затвор, а сушильный агент покидает аппарат через пространство под верхней крышкой, отличающийся тем, что сушильная камера содержит цилиндрический корпус, коаксиально расположенную в нем пористую обечайку, образующую пространство для равномерного прохождения сушильного агента внутрь обечайки, причем материал обечайки выполнен на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа, причем для удаления сушильного агента из обечайки предусмотрен вращающийся полый пористый цилиндр, соединенный посредством вала с приводом, расположенным на крышке, причем пористый цилиндр выполнен из жесткого пористого материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30...45%, при этом подача влажного материала или раствора осуществляется несколькими распылителями, равномерно расположенными по всему сечению обечайки, на выходе из аппарата установлена акустическая установка для улавливания среднедисперсных частиц, соединенная с циклоном, связанным с устройством для выгрузки, при этом параметрами для звуковой обработки в акустической установке с концентрацией частиц в воздушном потоке не менее 2 г/м3 являются: уровень звукового давления в диапазоне 145...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 900...1100 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,0...2 с.
