Способ сушки высоковлажных дисперсных материалов в псевдоожиженном слое

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 801276885 В) 4 1 26 В 3 08 17 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьР; =сопй - лР 1 1 (1 Г )АР, кг/иг 10 О 80 66 Л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова(54) (57) СПОСОБ СУШКИ ВЫСОКО- ВЛАЖНЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ на газораспределительной решетке с увеличивающимся гидравлическим сопротивлением по ходу движения материала от загрузочного конца к разгрузочному, отличаюиийся тем, что, с целью повышения качества сушки, поддерживают по всей траектории движения материала сумму гидравлических сопротивлений слоя и решетки постоянной, а п ри выпол нен и и решетки ее гидравлическое сопротивление выдерживают в соответствии со следующей зависимостью где ХР;, - гидравлическое сопротивление решетки в -м сечении слоя; ХР - гидравлическое сопротивление слоя в разгрузочном конце;(/и С/ - влажность материала на загрузочном и разгрузочном концах соответственно;1; и 1 - расстояния от загрузочного конца до -го сечения слоя и до разгрузочного конца соответственно.1276885 ЛР+ЛР; = сопя 14) Изобретение относится к технике сушки высоковлажных дисперсных материалов во взвешенном состоянии и может быпгь применено в различных отраслях промышленности.Цель изобретения -- повышение качества сушки.На фиг. 1 изображены кривые изменения гидравлического сопротивления слоя от времени сушки для различных материалов (кривые а и Ь) и при различной начальной нагрузке на газораспределительную решетку (кривые Ь и с); на фиг. 2график изменения гидравлического сопротивления слоя материала на длине пути его продвижения от зоны загрузки к зоне выгрузки в сушилках непрерывного действия; на фиг. 3сушилка непрерывного действия, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 4пример ступенчатого изменения гидравлического сопротивления слоя и решетки.Сушилка содержит камеру сушки 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 устроиствами, вертикальные перегородки 4, газорасцределительную решетку, состоягцую из секций 5.8 с различным живым сечением, между которыми размещены переливцые пороги 9, подводящий коробО с пульсатором 11.Необходимым условием стабильной работы сушильной камеры является постоянство суммы гидравлических сопротивлений слоя и решетки, т. е. Гидравлическое сопротивление слоя высушиваемого материала является величиной, равной удельной нагрузке материала ца решетку, следовательно, в процессе сушки оно зависит от влагосодержания материала и за время сушки от начального до конечного влагосодержанцй должно изменяться на величицч где Г - количество удаленной из слоя влаги;площадь газораспределительной решетки.Как видно из графика (фиг.), для различных материалов и при различных удельных нагрузках на решетку ЛР принимает различные значения. Однако, как правило, процесс сушки на практике осуществляют в режимах, близких к оптимальным, т. е. заранее выбирают экспериментальным или расчетным путем основные параметры сушильного процесса. В их число входит и удельная нагрузка материала на решетку. Поэтому для одного и того же материала можно осуществить процесс сушки в кипящем слое с изменением гидравлического сопротивления последнего по одной вполне определенной зависимости.На фиг. 2 изображен график изменения гидравлического сопротивления слоя материала на длине пути его продвижения от зоны загрузки к зоне выгрузки в сушилках непрерывного действия. Время движения материала на этом пути должно соответствовать экспозиции сушки. Характер этой зависимости близок к параболическому, поэтому в качестве уравнения для ее описания можно взять параболу вида у = - а х . Уравнение параболы применительно к параметрам слоя, изображенным на фиг. 2, имеет следующий вид о, Щ)(2)уь где ЛР;гидравлическое сопротивлениеслоя в .м сечении;ЛР - гидравлическое сопротивлениеслоя в разгрузочном конце;Л - падение сопротивления слоя завесь период сушки;Л = ЛРп- -ЛР,ЛР - гидравлическое сопротивлениеслоя на загрузсчном конце;20 /. и 4 - расстояния от точки загрузки до1-го сечения и точки выгрузки.После некоторых преобразований, связанных с заменой величины Л соотношениемвлагосодержаний материала, получают окон чательцое выражение для расчета изменениягидравлического сопротивления настоягцегослоя в процессе его сушки в непрерывномрежиме= 1+ - " (), (3)Ф 1 )- (,),30где К, и С/ - начальное и конечное влагосодержание материала.Из (1) и (3) вытекает зависимость гидравлического сопротивления решетки по еедлине 35 ЬР;,= сопя - ЛР,(Практически в камерах кицягцего слоядля осуществления равг омерного продвижения цодсыхаюиего материала вдоль камеры сушки по данной зависимости без ца.рушеция условия стабильности необходимо по мере снижения гидравлического сопротивления слоя высушиваемого материала ЛР, повышать гидравлическое сопротивление решетки ЛР таким образом, чтобы общее суммарное гидравлическое сопротивле.цие оставалось постояннь:м. Это можно осуществить путем изменения живого сечения 50 газорасцределительной решетки от зонызагрузки к зоне выгрузки таким образом, чтобы ее гидравлическое сопротивление повышалось в пропорциональности, обратной снижению ЛР. Идеальным вариантом такого изменения было бы плавное обратно пропорциональное изменение гидравлического сопротивления решетки. Однако такое плавное изменение осуществи ь технически трудно и в этом нет необходимости. Для практи 1276885Кол-во влажного матеиала в продукте, кг/кг Нагрузкана регоетккг/м Материал постояннживое ечение перемениживоесечение 90 0,168 0,062 00 0,130 0,048 80 0,142 0,031 Мезга легкихЯблочнаявыжимка пе зо ческих целей вполне достаточно осуществить ступенчатое изменение гидравлического сопротивления решетки. При этом наиболее важным моментом является правильный выбор живого сечения решетки в конце процесса сушки. Поскольку оптимальным живым сечением решетки кипящего слоя для различных Материалов принимается интервал 3 - 10 Я, то это живое сечение следует брать как конечный предел уменьшения живого сечения секций газораспределительной решетки. Начальное и промежуточные значения следует определять при помощи вышеприведенной зависимости для каждого вида высушиваемого материала. Так, например, для яблочной выжимки, гидравлическое сопротивление слоя которой в начале сушки превышает гидравлическое сопротивление его в конце сушки примерно в два раза (кривые О и с, фиг. 1), живое сецение решетки в начальной секции должно быть 13 в 14 Я, при живом сецении в конечной секции 7,5 - 8 Я. Промежуточные секции могут иметь ступенчато уменьшающееся живое сечение, обеспечивающее обратно пропорциональное изменение гидравлического сопротивления решетки относительно падения Л гидравлического сопротивления слоя высушиваемого материала, как это изображен о на фи г. 4.Таким образом, для реализации предлагаемого способа в широком диапазоне обрабатываемых материалов необходимо иметь или несколько сменных наборов секций решеток, которые устанавливаются в сушильную камеру в зависимости от вида обрабатываемого материала, или возможность регулировки живого сечения решетки.Сушил ка (фиг. 3) работает следуюгцнм образом.Влажный дисперсный материал непрерывно с помощью загрузочного устройства 2 подается в камеру 1 сушки на первую секцию 5 газораспределительной решетки. После сушки и последовательного заполнения всех последуюгцих секций 6, 7 и 8 слоем материала суммарное гидравлическое сопротивление решетки и слоя по всей камере выравнивается. В процессе выгрузки подсушенного материала автоматически осугцествляется переток материала из предыду 1 цей секции на последуюгцую. Причем поток материала организовывается таким образом, что гидравлическое сопротивление слоя на каждой последующей секции меньше, чем на предыдущей на величину падения сопротивления слоя за время сушки на предыдущей секции. Это исключает дополнительныйреток частиц материала из более влажных н в зоны с более сухим материалом. го 15 20 25 30 35 40 45 В дан ном случае осуществляется ступенчатое изменение гидравлического сопротивления слоя, которое обеспечивается соответствующим ступенчатым изменением сопротивления секций решетки и расположенными между ними переливными порогами, Таким образом, в сушильном объеме камеры сушки кипящего слоя непрерывного действия создаются условия стабильного кипения для слоя материала с различным гидравлическим сопротивлением, что значительно уменьшает возможность перемешивания влажного и сухого материалов. Кроме автоматической регулировки процесса кипения за счет переменного гидравлического сопротивления решетки в данной конструкции не исключается возможность активной ручной регулировки процесса продвижения материала вдоль камеры сушки за счет переливных порогов, которые могут создавать дополнительные локальные сопротивления для продвижения материала вдоль камеры сушки.Пример. Способ был проверен на лабораторной установке, представляющей собой камеру сушки непрерывного действия. Вначале камера оборудовалась газораспределительной решеткой с одинаковым живым сечением 8 оО по всей длине. В ней были подвергнуты сушке два вида высоковлажного дисперсного материала: мезга легких (фиг, 1 кривая а) и яблочные выжимки (фиг. 1, кривые 6 и с), экспозиция сушки которых при одинаковых режимах примерно одинакова. Затем камера сушки была оборудована решеткой с переменным живым сечением, имеющим четыре ступени со следующим живым сечением: 14, 10, 8,6 и 8 Я. В этой камере также производилась сушка при тех же начальных параметрах яблочной выжимки и мезги легких. Сравнение производилось по количеству влажного материала с влажностью 5 Я и более в 1 кг высушенного продукта.Данные приведены в таблице (полученные данные не распространяются на промышленные сушилки). Из сравнения видно, что при сушке на решетке с переменным живым сечением равномерность сушки во всех случаях выше.1276885 Риг.ЫГ, 4 едактор Н. Киштулинаказ 6654/31ВНИИПпо13035,Филиал ПП Составитель А. Железц Техред И. ВересТираж 634И Государственного комитетделам изобретений и оз кросква, Ж - 35, Раушская наПатент, г. Ужгород, ул. новКорректор ТПодписноеа СССРытийб., д. 4/5Проектная, 4