Установка для сушки и прокалки

Изобретение относится к сушке растворов и суспензий с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и нефтехимической промышленности. В установке для сушки и прокалки, содержащей плунжерный насос для подачи исходного раствора, фильтр отделения примесей, распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции, например, катализатора из раствора, циклон для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер готового продукта, вентилятор, теплогенератор, дымососом через фильтр поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури для сбора его в емкость и насосом осуществляется подача раствора в скруббер, а вентилятором через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат, а из него выгружатель осуществляет подачу готового продукта в циклон пневмотранспорта посредством вентилятора пневмотранспорта через фильтр пневмотранспорта в емкость для суспензии, при этом распылительная сушилка содержит блок форсунок, каждая из которых выполнена в виде акустической форсунки и состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний с резонатором, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей. Технический результат - повышение эффективности процессов сушки и прокалки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к сушке растворов и суспензий с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и нефтехимической промышленности.

Наиболее близким к заявленному объекту является способ получения гранулированного хлористого кальция безводного путем подачи в барабан порошкообразной фракции продукта (мелкая фракция и порошок после дробления), частично обезвоженного продукта и раствора (Патент РФ №2093766, F26B 3/12 - прототип).

К недостаткам данного метода следует отнести прежде всего трудность управления процессом при наличии трех потоков продукта с различной влажностью: безводный порошок, частично обезвоженный кусковой продукт и раствор. Это приводит к образованию как мелкого, так и крупнокускового продукта, что, в свою очередь, уменьшает выход товарной фракции и увеличивает нагрузку на дробильное и просеивающее оборудование.

Недостатками устройства для осуществления гранулирования CaCl₂ являются значительные капзатраты, трудности управления процессом из-за большого числа входных потоков и низкая надежность процесса из-за значительных отложений в барабане, а также невысокая производительность сушки за счет недостаточной степени распыла CaCl₂.

Технический результат - повышение эффективности процессов сушки и прокалки. Он достигается тем, что в установке для сушки и прокалки, содержащей плунжерный насос для подачи исходного раствора, фильтр отделения примесей, распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции, например, катализатора из раствора, циклон для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер готового продукта, вентилятор, теплогенератор, причем дымососом через фильтр поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури для сбора его в емкость и насосом осуществляется подача раствора в скруббер, а вентилятором через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат, а из него выгружатель осуществляет подачу готового продукта в циклон пневмотранспорта посредством вентилятора пневмотранспорта через фильтр пневмотранспорта в емкость для суспензии, согласно изобретению распылительная сушилка содержит блок форсунок, каждая из которых выполнена в виде акустической форсунки, состоящей из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний с резонатором, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей.

Резонатор форсунки может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцем стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.

На фиг.1 представлена схема предложенной установки для сушки и прокалки, например, цеолитов, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.

Установка для сушки и прокалки цеолитов (фиг.1) содержит емкость 1, плунжерные насосы 2 для подачи исходного раствора, распылительную сушилку 3, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора, вентилятор 4, теплогенератор 5, циклон 6 для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер готового продукта. Дымососом 8 через фильтр 7 поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури 9 для сбора его в емкость 10 и насосом 11 осуществляется подача раствора в скруббер 9, а вентилятором 14 через теплогенератор 15 подается сушильный агент в прокалочный аппарат 13, а из него выгружатель 16 осуществляет подачу готового высушенного продукта в циклон 17 пневмотранспорта посредством вентилятора 18 пневмотранспорта через фильтр пневмотранспорта 19 в емкость 20 для суспензии. Распылительная сушилка 3 содержит блок 21 пневматических акустических форсунок (фиг.2).

Прокалочный аппарат 13 предназначен для создания двухступенчатого температурного режима прокалки и обеспечения регламентированного времени пребывания катализатора в каждой ступени. Установка оснащена системой очистки отработанного сушильного агента, узлом дозированного питания, транспортом продукта внутри установки, бункером готового продукта и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки.

В качестве распылителя используется блок 21 акустических форсунок (фиг.2), каждая из которых содержит корпус 22 с размещенным внутри стаканом 33 с кольцевым газовым каналом 23 и стержнем 31 с коническим буртиком 32, образующим генератор акустических колебаний с резонатором, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей 25 и 26. Кольцо 27 выполнено с конической поверхностью 28, связанное с корпусом 22, а распылитель 29 закреплен в корпусе 22 посредством кольца и выполнен в виде кольцевой полости 24, ограниченной цилиндрической гильзой с площадкой 30, в которой равномерно расположены отверстия 29 для подачи жидкости. Резонатор может быть выполнен также в виде, по крайней мере, одной сферической полости 37, расположенной в теле центрального стержня 31 соосно расположенного в стакане 33, соосном корпусу 22, причем сферическая полость 37 соединена калиброванным отверстием 38 с кольцевой щелью 26, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика 32, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 22 посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками 36. Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 38, образованной торцевыми плоскостями 34 стакана 33 и стержня 31 со стороны конической поверхности буртика 32, посредством установки между днищем стакана 33 и торцем стержня 31 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 32, калиброванных прокладок 35, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.

Установка для сушки и прокалки работает следующим образом.

Качество катализатора окончательно формируется в прокалочном аппарате 13. Использование благоприятных физико-механических свойств микросфер продукта, в частности их высокой сыпучести, при разработке аппарата 13 с кондуктивной передачей тепла катализатору позволило реализовать три необходимых условия качественного проведения процесса, чего не удавалось сделать прежде в условиях колонны с конвективным режимом прокалки: - двухступенчатый температурный режим; - регламентированное время пребывания катализатора в каждой ступени; - парогазовая среда, контактирующая с частицами катализатора.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 23, где встречает на своем пути сферическую полость (резонатор) 37, соединенную с щелью (соплом) 25 посредством калиброванного отверстия 38. В результате прохождения резонатора распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в полость 24, из которого жидкость вытекает в виде пленки на площадку 30, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 28 кольца 27. Основные параметры, влияющие на эффективность работы такой системы распыления: полнота заполнения живого сечения сушилки 3 мелкодисперсным продуктом, например цеолитом; продолжительность контакта цеолита и теплоносителя; плотность мелкодисперсного продукта. Акустические форсунки, применяемые в установке, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м³/мин и суспензии цеолита 1,5...2,2 л/мин. Создаваемый ими факел распыла суспензии позволяет устанавливать их в сушилках диаметром до 1600 мм. Распылительная сушилка с форсуночным распылением работает в прямоточном режиме при достаточно высокой температуре теплоносителя. Высушенный порошкообразный продукт досушивается и прокаливается в парогазовой среде во вращающемся барабане. Нормированное время пребывания и апробированные регламентные технологические параметры обеспечили высокое качество цеолита. Использование отработанного тепла прокалочной ступени в качестве вторичного тепла сушильной ступени позволило сократить приблизительно на 18% тепловые затраты в установке, а двухступенчатая система пылеулавливания и санитарной пылеочистки обеспечила "жесткие" требования по нормативным пылегазовым выбросам. Установка успешно отработала более шести лет. В развитие данного производства создана установка удвоенной мощности.

Техническая характеристика: производительность по исходному продукту - 770 кг/ч, по продукту после сушки 170 кг/ч, по продукту после прокалки 125 кг/ч; влажность начальная - 84%, после сушки 25%, после прокалки 0%, установленная мощность - 175 кВт.

1. Установка для сушки и прокалки, содержащая плунжерный насос для подачи исходного раствора, фильтр отделения примесей, распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции, например, катализатора из раствора, циклон для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер готового продукта, вентилятор, теплогенератор, причем дымососом через фильтр поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури для сбора его в емкость и насосом осуществляется подача раствора в скруббер, а вентилятором через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат, а из него выгружатель осуществляет подачу готового продукта в циклон пневмотранспорта посредством вентилятора пневмотранспорта через фильтр пневмотранспорта в емкость для суспензии, отличающаяся тем, что распылительная сушилка содержит блок форсунок, каждая из которых выполнена в виде акустической форсунки, состоящей из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний с резонатором, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей.

2. Установка для сушки и прокалки по п.1, отличающаяся тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцем стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.