Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое
Изобретение относится к технике сушки растворов, преимущественно сорбита, и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности. Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита, содержит сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, для повышения эксплуатационной надежности и качества сушки форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1...0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10...20° по ходу вращения мешалки, мешалка выполнена, по крайней мере, из четырех лопастей, две из которых выполнены отогнутыми на угол 10...15° относительно плоскости газораспределительной решетки для интенсификации процесса перемешивания материала в псевдоожиженном слое, кроме того, каждая из лопастей отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно предыдущей, каждая из форсунок содержит корпус с камерой, в которой расположен шнек с винтовой внешней канавкой, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, причем внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а под шнеком расположена камера смешения, состоящая из цилиндрической и конической частей, причем шнек жестко связан с Т-образной дроссельной шайбой, в торцевой цилиндрической части которой выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия, а в жестко с ней связанной осевой цилиндрической части - осевое дроссельное отверстие, причем гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий подбирается в зависимости от свойств распыливаемого раствора и требуемой степени его распыла. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и качества сушки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к технике сушки растворов, преимущественно сорбита, и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности.
Наиболее близкой к предлагаемой является установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита по а.с. СССР №924473, МПК7 F26В 17/10, 1980 г., содержащая сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, с целью повышения эксплуатационной надежности и качества сушки форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1...0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10...20° по ходу вращения мешалки (прототип).
Недостатками известной установки являются низкие эксплуатационная надежность и качество сушки.
Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и качества сушки.
Это достигается тем, что в установке для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита, содержащей сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, с целью повышения эксплуатационной надежности и качества сушки форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1...0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10...20° по ходу вращения мешалки, мешалка выполнена, по крайней мере, из четырех лопастей, две из которых выполнены отогнутыми на угол 10...15° относительно плоскости газораспределительной решетки, что позволяет интенсифицировать процесс перемешивания материала в псевдоожиженном слое, кроме того, каждая из лопастей отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно предыдущей на угол 10°.
На фиг.1 изображена установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.2; на фиг.4 - схема поворота лопастей мешалки, на фиг.5 - центробежная форсунка для распыливания жидкостей.
Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое содержит сушильную камеру 1, в нижней части которой на газораспределительной решетке 2 размещен кипящий слой 3 высушиваемого продукта. Над газораспределительной решеткой 2 установлена мешалка 4. Над кипящим слоем на высоте 400...500 мм от газораспределительной решетки 2 установлены форсунки 5, соединенные с линией подачи раствора 6. В боковой стенке камеры на уровне кипящего слоя имеется разгрузочное отверстие 7. Мешалка выполнена, по крайней мере, из четырех лопастей 8, 9, 10, 11, две из которых, например 8 и 10 для случая четырех лопастей, выполнены отогнутыми на угол 10...15° относительно плоскости газораспределительной решетки 2, что позволяет интенсифицировать процесс перемешивания материала в псевдоожиженном слое. Кроме того, каждая из лопастей 8, 9, 10, 11 отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно: первая лопасть 8 - газораспределительной решетки 2; вторая лопасть 9 - относительно первой отогнута на угол 10° вокруг своей оси, третья лопасть 10 - относительно второй отогнута на угол 10° вокруг своей оси, четвертая лопасть 11 - относительно третьей отогнута на угол 10° вокруг своей оси. Для случая лопастей более четырех алгоритм остается тем же: каждая последующая лопасть отогнута относительно предыдущей на угол 10°.
Центробежная форсунка (фиг.5) состоит из корпуса 12, внутри которого расположен шнек 13. Внешняя поверхность шнека 13 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. Внутри шнека 13 выполнено отверстие 22 с левой (или правой) винтовой нарезкой. В днище корпуса 12 выполнено дроссельное отверстие 20, ось которого совпадает с осью отверстия 22 в шнеке 13. Между нижним торцом шнека 13 и срезом дроссельного отверстия 20 расположена камера смешения, состоящая из цилиндрической 19 и конической 21 частей.
Шнек 13 жестко связан с Т-образной дроссельной шайбой 16, в торцевой цилиндрической части 15 которой выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия 17, а в жестко с ней связанной осевой цилиндрической части - осевое дроссельное отверстие 24. Гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий 17 и 24 подбирается в зависимости от свойств распыливаемой жидкости и требуемой степени ее распыла.
Подача раствора (жидкости) осуществляется через отверстие в штуцере 18, закрепленном в верхней части корпуса 12 через торцевую цилиндрическую часть 15 Т-образной дроссельной шайбы 16.
Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое работает следующим образом.
В сушильную камеру 1 на газораспределительную решетку 2 насыпают слой сухого продукта, например гранул или кристаллов сорбита, высотой 150...200 мм. Снизу через газораспределительную решетку 2 в сушильную камеру 1 подают горячий воздух в количестве, достаточном для образования псевдоожиженного слоя 3. Включают мешалку 4, с помощью которой псевдоожиженному слою придают вращательное движение и более интенсивное перемешивание гранул. При достижении требуемой температуры кипящего слоя 3 (для сорбита - 60°С) по линии 6 подают раствор через форсунки 5 в псевдоожиженный слой 3. Распыленный раствор оседает на гранулы и высушивается. Сухой гранулированный продукт удаляется из сушильной камеры через разгрузочное отверстие 7. В процессе работы высота кипящего слоя 3 поддерживается постоянной. Отработанный газ отводится из сушильной камеры 1 через патрубок в верхней части камеры 1.
Форсунки 5 работают следующим образом.
Жидкость подается по отверстию в штуцере 18 и через Т-образную дроссельную шайбу 16 поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость 23 шнека 13 через дроссельные отверстия 17, и, во-вторых, - в отверстие 22 с винтовой нарезкой через дроссельное отверстие 24. Вращающийся поток жидкости из винтовой внешней полости 23 шнека 13 поступает в камеру смешения, состоящую из цилиндрической 19 и конической 21 частей. С другой стороны, в камеру смешения поступает жидкость из отверстия 22 с винтовой нарезкой, совершая вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 13, либо совершая попутное (одинаковое) вращение. При взаимодействии вращающихся потоков в камере смешения происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). Суммарный мелкодисперсный вращающийся поток выходит через дроссельное отверстие 20, причем направление его вращения определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней 23 или внутренней винтовых полостей 22 шнека 13.
Шнек 13 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. При среднем диаметре дроссельного отверстия 20, находящемся в диапазоне 2,5...3,5 мм, и давлении жидкости 6...9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.
Предлагаемую установку целесообразно применять для сушки высококонцентрированных растворов, например сорбита, содержание сухих веществ в котором более 70%. Для высушивания этих растворов необходимое количество теплоносителя сравнительно невелико и расход псевдоожиженного воздуха определяется условиями псевдоожижения. В этом случае выгодно вести сушку при небольших числах псевдоожижения, обеспечив, однако, высокую интенсивность перемешивания гранул в слое. Достигается это установкой в кипящем слое 3 мешалки 4 с наклонными лопатками, причем оптимальное значение угла наклона лопастей к газораспределительной решетке лежит в пределах 10...20°, когда, наряду с хорошим перемешиванием, кипящему слою 3 придается вращательное движение, что обеспечивает кратковременное нахождение гранул в зоне орошения и более длительную их сушку. Такой режим ведения процесса сушки более полно обеспечивается установкой форсунок 5 по эвольвенте (фиг.2). Кратковременное нахождение гранул в зоне орошения позволяет наносить свежий раствор не сплошной пленкой, а в виде отдельных частичек, кристалликов, которые образуют пористую структуру гранул, в результате чего существенно повышается их растворимость.
Установка форсунок 5 по эвольвенте в таком положении, чтобы их конец был сдвинут по ходу вращения мешалки от выгрузочного отверстия 7 на 10...20°, позволяет выгружать сухой продукт.
1. Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита, содержащая сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, для повышения эксплуатационной надежности и качества сушки, форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1 - 0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10 - 20° по ходу вращения мешалки, отличающаяся тем, что мешалка выполнена, по крайней мере, из четырех лопастей, две из которых выполнены отогнутыми на угол 10 - 15° относительно плоскости газораспределительной решетки для интенсификации процесса перемешивания материала в псевдоожиженном слое, кроме того, каждая из лопастей отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно предыдущей, каждая из форсунок содержит корпус с камерой, в которой расположен шнек с винтовой внешней канавкой, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, причем внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а под шнеком расположена камера смешения, состоящая из цилиндрической и конической частей, причем шнек жестко связан с Т-образной дроссельной шайбой, в торцевой цилиндрической части которой выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия, а в жестко с ней связанной осевой цилиндрической части - осевое дроссельное отверстие, причем гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий подбирается в зависимости от свойств распиливаемого раствора и требуемой степени его распыла.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что направление винтовой нарезки отверстия, выполненного внутри шнека, одинаково или противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
