Способ энергосберегающей сушки гранулированных полимерных материалов

Авторы патента:

F26B3/14 - при движении просушиваемых предметов или материала за счет силы тяжести

Владельцы патента RU 2523520:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ (RU)

Способ относится к области химической промышленности и служит для сушки гранулированных полимерных материалов и композитов на их основе. В способе энергосберегающей сушки гранулированных полимерных материалов, включающем раздельную подачу гидрофобных и гидрофильных материалов сверху вниз в коаксиальные цилиндрические камеры и поперечный продув теплоносителя через материалы, согласно изобретению теплоноситель последовательно движется в поперечном направлении через камеры 1 и 2, осуществляя сушку материала в первой камере и нагрев материала во второй. Технический результат заключается в повышении степени отработки теплоносителя по температуре для увеличения производительности сушилки и существенного повышения энергосбережения. 3 ил.

Изобретение относится к области химической промышленности и служит для сушки гранулированных полимерных материалов и композитов на их основе.

Известен способ высокотемпературной сушки зерна (Окунь Г.С., Чижиков А.Г. Тенденции развития технологии и технических средств сушки зерна. - М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. - С.6, рис.1). Сушка осуществляется путем подачи материала сверху вниз, а теплоноситель подается изнутри наружу. Этот способ позволяет осуществить высокотемпературный режим сушки и повысить равномерность сушки за счет циркуляции зерна в сушильной камере.

Существенным недостатком этого способа является неполное использование температурного потенциала сушильного агента, что значительно снижает технико-экономические показатели.

Из известных решений наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ сушки зерна и гранулированных материалов (см. патент РФ RU 2171958 C1 по классу F26В 3/14, 17/12). Сушка осуществляется путем подачи материала сверху вниз, а теплоноситель пронизывает слой в поперечном направлении. Отработанный теплоноситель удаляется. При этом недостаточно полно используется потенциал сушильного агента. Степень отработки теплоносителя по температуре - не более 10…15%.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение степени отработки теплоносителя по температуре и существенное повышение энергосбережения. Указанный технический результат достигается путем организации параллельных потоков твердой фазы таким образом, что отработанный в камере сушки теплоноситель непосредственно подается в камеру нагрева.

А именно, способ энергосберегающей сушки гранулированных полимерных материалов включает раздельную подачу гидрофобных и гидрофильных материалов сверху вниз в коаксиальные цилиндрические камеры и поперечный продув теплоносителя через материалы, при этом теплоноситель последовательно движется в поперечном направлении через камеры 1 и 2, осуществляя сушку материала в первой камере и нагрев материала во второй.

При производстве и переработке гранулированных полимерных материалов решаются две радикальные задачи: 1) прогрев гранулированного материала, не сорбирующего влагу, для удаления влаги на поверхности и в микротрещинах (полипропилены, полипропилены и др.); 2) глубокая сушка материалов, сорбирующих влагу (полиамиды, поликарбонаты и др.). Для материалов 1 типа время нагрева составляет 0,5…1 ч, для материалов 2 типа - 8…10 ч в условиях изотермической сушки. При этом теплоноситель на выходе из камеры сушки имеет температуру на 2…3°C больше температуры материала, что составляет в реальных условиях 130…180°C. В существующих аппаратах отработанный теплоноситель безвозвратно теряется.

При реализации предлагаемого способа отработанный по влажности в камере сушки, но имеющий высокий температурный потенциал теплоноситель используется для нагрева материалов первой группы в камере нагрева.

Способ достигается использованием устройства для сушки (фиг.1), которое содержит внешнюю рабочую камеру 1 с сетчатыми стенками (для нагрева полимеров первой группы), внутреннюю рабочую камеру 2 с сетчатыми стенками (для сушки полимеров второй группы), общий корпус 3, секторные питатели 4 и 5.

Высушиваемые гранулированные полимерные материалы 2 группы подаются в камеру 2, где осуществляется глубокая сушка до влажности 0,05…0,08% с удалением внутренней влаги. При этом сушка происходит в изотермических условиях, теплоноситель выходит практически с той же температурой (на 2…4°C меньше начальной). Время сушки, как правило, составляет 5…8 ч. Скорость движения материала в камере 2 составляет 0,5…1 м/ч и задается секторным питателем 4.

В первую камеру подается гранулированный полимерный материал, требующий только нагрева для удаления поверхностной влаги. При этом теплоноситель отрабатывается по температуре практически полностью. Время прогрева составляет 0,2…0,5 ч. Скорость движения материала в камере 1 составляет 2…5 м/ч, что задается секторным питателем 5.

Такой подход позволяет получать на выходе из аппарата высушенные полимеры 2 группы с непосредственной подачей на перерабатывающее оборудование или герметичные бункеры, а материалы 1 группы также сразу же подаются на переработку в уже подогретом состоянии (90…150°C), что повышает эффективность перерабатывающего оборудования.

Предложенный способ позволяет одновременно использовать как эффективную глубокую сушку материала, так и подогрев материалов двух различных групп, а также более полно использовать потенциал сушильного агента.

Пример конкретного исполнения. При производстве и переработке гранулированных полимерных материалов с гидрофильными свойствами одной из стадий является глубокая сушка до влагосодержания 0,01…0,05%. Характерным при этом является: 1) значительная длительность процесса (до 5…6 ч); 2) процесс сушки происходит при условиях, близких к изотермическим (температура материала на 2…3°C ниже температуры отработанного теплоносителя). Требуется: 1) произвести глубокую сушку гидрофильного полимерного материала (полиамид П-12Э) для переработки на литьевых машинах; 2) произвести нагрев и сушку гидрофобного материала (полипропилен) для удаления поверхностной влаги и влаги в микротрещинах гранул.

Кинетика сушки гранулированного полимерного гидрофильного материала (полиамид П-12Э) в плотном продуваемом слое (толщина слоя 0,1 м; температура сушильного агента 373К; скорость сушильного агента в слое 0,2 м/с) представлена на фиг.2. Следует отметить, что процесс сушки гидрофильных материалов является значительно более продолжительным - до 6 ч. В то же время процесс нагрева и сушки от поверхностной влаги гидрофобных материалов производится в течение 0,2…0,3 ч (фиг.3). Скорость движения материалов определяется кинетикой процессов и задается раздельно питателями 4, 5 (фиг.1). Дополнительно следует отметить, что при изотермической сушке температура и влагосодержание теплоносителя изменяются незначительно [Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: Химия, 1980]. Таким образом, в аппарате решаются две различные задачи при использовании одного и того же теплоносителя. Полиамид П-12Э подается во вторую камеру, где через него продувается теплоноситель со скоростью 0,2…0,3 м/с. Полипропилен подается в камеру 1, через которую поперечно продувается теплоноситель, отработанный в камере 2. В камере 2 осуществляется сушка полиамида, в камере 1 - нагрев полипропилена. Таким образом, предлагаемая организация движения параллельных потоков твердой фазы с поперечной продувкой единым теплоносителем позволяет достичь практически полной отработки теплоностиеля по температуре и влагосодержанию.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества:

1. Сушка осуществляется в режиме поперечной подачи теплоносителя, что положительно сказывается на равномерности влагосодержания отдельных гранул полимерного материала. Поперечная продувка тонких слоев гранулята улучшает однородность по конечному влагосодержанию материала.

2. Отработанный по влаге в первой камере теплоноситель, не потерявший температурного потенциала, используется для нагрева гидрофобного гранулированного полимерного материала во второй камере, где производится его полная отработка.

3. Одновременно обрабатываются одним и тем же теплоносителем полимерные материалы различных по технологии подготовки групп;

4. В камерах сушки и нагрева реализуется наиболее оптимальный с точки зрения теплообмена режим поперечного движения фаз, при котором на выходе из камеры сушки температура отработанного теплоносителя близка к начальной температуре материала.

5. Указанная организация движения теплоносителя позволяет повысить отработку теплоносителя по температуре до 95…97%.

Способ энергосберегающей сушки гранулированных полимерных материалов, включающий раздельную подачу гидрофобных и гидрофильных материалов сверху вниз в коаксиальные цилиндрические камеры и поперечный продув теплоносителя через материалы, отличающийся тем, что теплоноситель последовательно движется в поперечном направлении через камеры 1 и 2, осуществляя сушку материала в первой камере и нагрев материала во второй.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматическом управлении процессами сушки и хранения зерновых культур, в частности зерна пшеницы, семян подсолнечника, пивоваренного солода и т.д.

Способ и устройство для сушки семян и зерна // 2508512

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, при котором их загружают, гравитационно перемещают сверху вниз через верхнюю, нижнюю сушильные и охладительную зоны сушки, вентилируют агентом сушки и охлаждающим газом соответственно и разгружают.

Способ сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов и установка для сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов (варианты) // 2505764

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, преимущественно, не предназначенных для пищевой промышленности. Способ сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов с влажностью, обеспечивающей сыпучее состояние материала, включает ввод по нескольким уровням тепла от теплоносителя в массу материала.

Способ и устройство сушки семян и зерна // 2503901

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, по которому их загружают, гравитационно перемещают через сушильные и охладительные зоны, подают агент сушки в сушильную зону, циклически высушивают, разгружают или охлаждают.

Способ сушки семян в переменном режиме // 2481533

Изобретение относится к способам сушки семян зерновых культур в переменном режиме и может найти применение в сельском хозяйстве. .

Способ сушки гранулированных полимерных материалов // 2480690

Изобретение относится к области химической промышленности и служит для сушки гранулированных полимерных материалов и композитов на их основе. .

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления // 2472085

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления // 2472084

Изобретение относится к способам сушки семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. .

Способ сушки мелкосеменных культур // 2451255

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Шахтная сушилка с системой воздухопроводных перекрытий // 2445562

Изобретение относится к области шахтной сушилки для сыпучих материалов, например зерновых культур. .

Способ комбинированной сушки семян и зерна // 2559003

Изобретение относится к способам комбинированной сушки семян и зерна. Осуществляют загрузку семян и зерна, гравитационное перемешивание и реверсивное продувание агентом сушки с циклами от 20 до 360 мин. В циклах поочередно используют агент сушки с повышенной t1 и пониженной t2 температурой. Температуру t2 определяют по формуле: где α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2·°C; f - удельная поверхность зерна, м2/кг; η - доля теплоты, пошедшая на нагрев; θ' пд - предельно допустимая температура нагрева зерна, °C; с - теплоемкость зерна, кДж/кг·°C; Δθ - допустимая величина приращения температуры зерна, °C; τ - длительность воздействия агента сушки с пониженной температурой, ч. Обеспечивается энергосбережение при повышении интенсивности процесса. 2 ил., 2 пр.

Способ получения частично высушенного сырного порошка // 2574933

Изобретение относится к молочной промышленности. Способ получения частично высушенного сырного порошка из сыра с содержанием воды от 22 до 60 мас.%, включающий стадии приведения исходного сыра в мелкоизмельченное состояние и его нагревание в потоке в виде тонкого турбулентного динамического слоя в контакте со стенкой, нагретой по меньшей мере до 80°С, с получением сырного порошка с содержанием влаги, меньшим или равным 20%; причем указанный способ целесообразно осуществлять с использованием турбосушилки (Т), включающей полый цилиндрический корпус (1), закрытый с противоположных концов торцевыми пластинами (2, 3) и снабженный нагревательной рубашкой (4), по меньшей мере с одним впускным отверстием (5) и по меньшей мере одним выпускным отверстием (6) и с лопастным ротором (7), закрепленным с возможностью вращения внутри указанного корпуса; и, возможно, дополнительной турбосушилки (Т'), по существу, идентичной вышеуказанной турбосушилке. Изобретение позволяет максимально сохранить органолептические характеристики исходного сыра благодаря короткому времени обработки, получать продукты с высокой микробиологической чистотой. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Способ осциллирующей сушки зерна // 2578937

Изобретение относится к сушке зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ осциллирующей сушки зерна заключается в том, что его загружают, перемещают, подвергают воздействию подогретым и неподогретым агентом сушки и разгружают. Новым является то, что длительность воздействия подогретым и неподогретым агентом сушки, а также отношение температур подогретого и неподогретого агента сушки определяют из расчетных формул, изложенных в формуле изобретения. Изобретение должно обеспечить безопасную и надежную осциллирующую сушку зерна. 1 ил.

Способ сушки и сушилка для его осуществления // 2589544

Изобретение относится к технике конвективной сушки дисперсных материалов, например зерна, в плотном слое и может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях. Способ позволяет рационально распределить потоки газа и теплоты по высоте камеры сушки 4 в зависимости от изменения переменных состояния зернового слоя, что достигается формированием зернового слоя с непрерывно-переменным значением продуваемой толщины, нелинейно возрастающим по ходу движения зерна. Сушилка содержит устройство загрузки 2 и выгрузки 3 сыпучего материала, камеру сушки 4, образованную двумя противоположными перфорированными вертикальными стенками 5 и 6, первая 5 из которых подводящей камерой 7 и воздуховодом 8 соединена с теплогенератором 9, а вторая 6 по высоте камеры сушки выполнена с нелинейным профилем вертикального поперечного сечения и установлена так, что между второй и первой стенками образован продольный канал (камера сушки) с непрерывно-переменным поперечным сечением, нелинейно возрастающим по ходу движения зерна. Для гибкой настройки камера сушки может быть построена по модульному принципу, в которой количество модулей 13 не ограничено. Изобретение позволяет увеличить интенсивность сушки, производительность оборудования и расширить область его применения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство для контейнерной сушки семян // 2589972

Изобретение относится к сушке семян и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ контейнерной сушки семян заключается в том, что семена загружают в контейнеры, которые устанавливают на модули, составляющие теплоподводящий канал, вентилируют агентом сушки и разгружают. Контейнеры при вентилировании переворачивают относительно модуля с частотой N = H h д (где H - полная; hд - допустимая высота слоя, м). Устройство для контейнерной сушки семян включает теплогенератор 1, теплоподводящий канал 2, составленный из последовательно соединенных модулей 3 с клапанами 4 регулировки потока агента сушки, контейнеров 5, пробоотборника 6, погрузочного средства 7 для установки, снятия и разгрузки контейнеров 5. Новым является то, что устройство для контейнерной сушки снабжено пультом управления 8 с микропроцессором, датчиками 9 измерения температуры, влажности семян и скорости агента сушки, шаговым приводом 10 перемещений погрузочного средства 7 и его механизмов относительно модулей 3 и контейнеров 5. Каждый модуль 3 снабжен пластинчатыми жалюзи 11 с приводом, нижняя и верхняя плоскости контейнеров 5 выполнены в виде решеток, одна из которых съемная. По боковым сторонам П-образной рамы симметрично закреплены вертикальные направляющие, в которых установлены ползуны и соединенные с ними шарнирно соосные захваты 21 с фиксаторами для сцепления с фитингами 15 контейнеров 5 с возможностью вертикального их перемещения шаговым приводом и вращения в продольно-вертикальной плоскости шаговым вращателем вокруг поперечной оси. Изобретение должно повысить эффективность процесса сушки путем высушивания семян с увеличенной высотой слоя. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

Способ непрерывной сушки дисперсных (сыпучих) материалов внутри вертикально установленной вращающейся ёмкости, нагреваемой снаружи излучением // 2603212

Изобретение относится к области термодинамики в части теплообмена излучением и к технологии сушки. В способе непрерывной сушки дисперсных сыпучих материалов внутри вертикально установленной емкости ее нагревают снаружи излучением, а емкость выполняют перфорированной или из сетки и вращают относительно неподвижной собственной геометрической оси, а внутри емкости, коаксиально ей и неподвижно, с зазором относительно днища и стенки емкости размещают трубу с радиально закрепленными на наружной ее поверхности лопастями, причем влажный сыпучий материал непрерывно подают внутрь трубы, высохший сыпучий материал пневматически удаляют из емкости. Емкость выполняют в форме тонкостенного усеченного конуса, установленного вертикально меньшим основанием вниз с тупым углом между противоположными образующими более 100°, направляя излучение на его боковую поверхность по нормали, а в нижнем отверстии конуса неподвижно относительно емкости закрепляют тонкослойное сплошное днище в форме сегмента сферы из фторопласта выпуклой частью вниз, опирая емкость на неподвижный подпятник такой же формы, вокруг емкости неподвижно с равномерным зазором относительно нее вдоль образующих и между собой располагают девять линейных излучателей ограниченной длины, каждый в своем отражателе, создавая направленный на емкость по нормали поток излучения в ближней инфракрасной области, кроме этого, неподвижные плоские лопасти на трубе делают трапецеидальными в плоскости, располагают вдоль трубы в три равномерных ряда. Изобретение должно обеспечить высокую равномерность нагрева боковой поверхности емкости, монтаж и обслуживание устройства для реализации операций способа. 4 ил.

Способ сушки мелкосеменных культур и устройство для его осуществления // 2638253

Изобретение касается сушки мелкозернистых культур (рапс, сурепица и т.д., в том числе семян трав) и может быть использовано в сельском хозяйстве и системе заготовок. Способ сушки мелкосеменных культур заключается в том, что семена загружают, предварительно подогревают, отлеживают, охлаждают и разгружают. Семена сушат циркуляционно-квазиизотермически, а влагосъем за цикл определяют по расчетной формуле, далее отлеживают в течение времени, определяемом из расчетной формулы. Устройство для сушки мелкосеменных культур содержит надсушильный бункер, камеру сушки, внешний и внутренний перфорированные цилиндры, вертикальный транспортер, топку, вентилятор, систему загрузочных и разгрузочных средств. Устройство содержит теплоизолированную крышку над камерой сушки и теплоизоляцию надсушильного бункера, а внешний и внутренний перфорированные цилиндры установлены с зазором, не превышающим 0,25 м. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.