Способ охлаждения влажных дисперсных материалов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалисткческмкРеспублик(53) УДК 66.047. .752 (088.8) Опубликовано 07.08.80. Бюллетень 29Дата опубликования описания 15.08.80 по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Г. С. Кабалдин, Т. В. Кучко и А. Н. Иванистов Белорусское отделение Всесоюзного государственного научно. исследовательского и проектно-конструкторского института ВНИПИэнергопром(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ВЛАЖНЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к технике досушки и охлаждения влажных дисперсных материалов и может быть использовано в химической, пишевой, угольной и других отраслях промышленности.Известен способ охлаждения дисперсныхматериалов путем их кратковременного вакуумирования до остаточного давления1 - 10 мм рт. ст. 1,Однако этот способ требует больших энергетических затрат.Известен также способ охлаждения влажных дисперсных материалов путем вакуумирования в процессе их перемещения поддействием силы тяжести 2.Недостатком этого способа является малая глубина охлаждения и, следовательно,низкая интенсивность процесса.Цель изобретения - интенсификация процесса охлаждения.Это достигается тем, что в слой материала на нижней его границе вводят газ в виде тонких струй, который просасывают в противотоке с движушимся слоем.При этом температуру охлажденного материала регулируют путем изменения высоты слоя. Кроме того, вакуумирование осушествляют до 50 - 80%, а толшину струй поддерживают равной- 2 мм.На чертеже схематически изображено устройство для осуществления описываемого способа.Материал 1, например хлористый калий,после термообработки поступает в загрузочный бункер 2, откуда через питатель 3 и трубу 4 подается в вакуумный тепломассообменник 5. Труба 4 выполняет роль верх- О него слоевого затвора, препятствуя проникновению газов сверху в вакуумный объем.Внутри тепломассообменника 5 расположена насадка 6, например, в виде наклонных полок, по которым материалпересыпается, перемещаясь светху вниз в плотном слое.Внизу тепломассообменнпк 5 заканчивается трубой 7, выполнякнцей роль нижнего слоеного затвора, Высота слоевого затвора может изменяться с помощью телескопической трубы 8. Для подачи газа в слой материала 1 20 служит жалюзийный коллектор 9. и которому подводится газ по трубопровод (. Выгрузка материалапз тепломассообменнпка 5 производится питателем 11, а газы и пары из вакуумного ооъема откачивпютсявакуум-насосом 12. Для уменьшения мощности вакуум-насоса 12 и улавливания паров установлен конденсатор 13.В тепломассообменнике 5 под действием вакуума и физического тепла материала 1 происходит интенсивное испарение остаточной влаги, благодаря чему материал 1 охлаждается.Температура охлаждения материала 1 уменьшается с повышением величины вакуума в вакуумном объеме. Однако повышение вакуума требует значительных энергозатрат и, кроме того, затрудняет осуществление непрерывного процесса охлаждения материала. Поэтому материал 1 охлаждается в тепломассообменнике 5 в два этапа: вверху под действием невысокого вакуума (остаточное давление порядка 2 - 20 кПа), обеспечивающего охлаждение материала 1 до температуры 20 - 60 С, и внизу (в нижнем слоевом затворе) - под действием расширяющегося (в вакуум) газа путем подачи последнего в виде тонких струй толщиной 1 - 2 мм, где происходит дополнительное охлаждение материала 1 еше на 10 - 40 С.Известно, что адиабатное дросселирование может быть использовано в качестве эффективного способа охлаждения газов, а эффективность процесса охлаждения повышается при расширении газа с отдачей внешней работы, При дросселировании газа в слое материала 1 работа затрачивается на преодоление трения между частицами и газом. Поскольку с расширением газа степень насыщения его влагой уменьшается, а влага в материале 1 в основном концентрируется в капиллярах и порах, т. е. в местах дросселирования газа, то при расширении газа в слое материала 1 в результате нагрева поверхностного слоя влаги и материала 1 интенсифицируется испарение влаги и преодоление ее связи с материалом 1. Таким образом, материал 1 дополнительно охлаждается не только за счет расширения газа, но также и за счет насыщения его влагой. Подача газа в нижнюю часть слоевого затвора уменьшает мощность привода питателя 11, так как уменьшается перепад давления на питателе 11. При достаточной высоте слоевого затвора (трубы ) материал 1 может удаляться из тепломассообменника 5 под действием собственного веса или с помощью питателя, например, вибрационного, имеющего небольшую мощность, Однако удаление расширившегося газа из вакуумного объема требует дополнительных энергозатрат. Как показывают предварительные расчеты, дополнительное охлаждение материала за счет дросселирования газа экономически в 2 - 2,5 раза эффективнее по сравнению с охлаждением за счет повышения глубины вакуума в тепломассообменнике 5.Для регулирования температуры охлаждения материала требуется изменение количества продуваемого газа через слой материала 1,Это может быть достигнуто путем наружного дросселирования потока газа (до подачи в слой материала 1), однако такой мез тод менее эффективен, так как уменьшаетиспользование внешней работы газа в слое.Поэтому выгоднее регулировать расход газа в слое путем изменения сопротивленияслоя, что достигается изменением его высоты,На чертеже представлен пример изменеф ния высоты слоевого затвора с помощьютелескопически соединенных труб 7 и 8,имеющих сальниковое уплотнение. Этот метод регулирования температуры охлажденияособенно эффективен в случае продувкислоя газом при давлении, превышающем атмосферное.Следует указать еще на одну важнуюособенность описанного способа: возможность кондиционирования материала в процессе охлаждения. Обработанная в вакуумеИ поверхность материала 1 приобретает повышенную способность к адсорбции различныхвеществ, в том числе газов, а организованный подвод газа позволяет подавать в слойматериала 1 газ, необходимый для придания25материалу нужных свойств. Например, дляпредотвращения слеживаемости минеральных удобрений в слой материала 1 черезколлектор 9 могут подаваться антислеживающие вещества в парообразном состоянии.Изменением высоты продуваемого слоязо в этом случае регулируется не только конечная температура и влажность удобрения, нои его антислеживающие свойства.Формула изобретекия1. Способ охлаждения влажных дисперсных материалов, преимущественно хлористого калия после термообработки, путем вакуумирования в процессе их перемещения плотным слоем под действием силы тяжести, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения, в слой материала на нижней его границе вводят газ в виде тонких струй, который просасывают в противотоке с движущимся слоем.4 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтотемпературу охлажденного материала регулируют путем изменения высоты слоя.3, Способ по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что вакуумирование осуществляют до 50 - 800/0, а толщину струй поддерживают равной 1 - 2 мм.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРи461284, кл, Р 26 В 3/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССР428169, кл. Р 25 0 7/ОО, 1972,Редак Заказ И арствезобре 1130 лиал ПИ Госуд делам Москва,ЛП Патеннного енийРауш Ужгор омитета СССРоткрытий кая наб., д. 4/5 д, ул. Проектная,