Способ прямоточной сушки суспензий

(5)5 Г 26 В 3/О Б . ИО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТО У СВИДЕТЕЛЬСТВ бье ние,И.Головки 56) Авторское с М 872916, кл, Р идетельство С 6 В 3/02, 1968 МОТОЧНОЙ С 4)СПОСОЕНЗИЙ КИ СУСГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к сушке и может быть использовано в химической промышленности, Цель изобретения - расширение технологических возможностей. В сушильную камеру 2 путем осевого распыления подают исходный материал, Через коаксиальные сопла 4,5 и 6 соответственно подают поток топочных газов, поток рециркуляционных газов и экранирующий воздушный поток. Потоки подают коаксиально вокруг оси 7 распыла. Экранирующий воздушный поток подают в количестве, составляющем 0,05 - 0,15 от общей массы рециркуляционных и топочных газов. 1 ил.Изобретение относится к сушке жидких материалов и может быть использовано для получения гранулированных минеральных удобрений в химической и пищевой промышленностии.Целью изобретения является расширение технологических воэможностей путем обеспечения воэможности сушки термолабильных материалов.На чертеже представлена установка для реализации способа прямоточной сушки суспензий,Установка (сушилка) содержит торцовую часть 1, сушильную камеру 2. форсунку 3 для распыливания суспензии, коаксиальное сопло 4 для ввода потока топочных газов, коаксиальное сопло 5 для ввода потока запыленных рециркуляционных газов, коаксиальное сопло 6 для ввода экранирующего воздушного потока, ось 7 распыла.Способ осуществляется следующим образом,Продукты сгорания топлива при 1300- 1400 С через коаксиальное сопло 4 в виде затопленной турбулентной струи поступают в сушильную камеру 2. Одновременно с помощью форсунки 3 в сушильную камеру 2 диспергируют суспензию или пасту исходного влажного материала. Температуру продуктов сгорания топлива в начале процесса устанавливают добавлением холодного воздуха после топки в соответствии с расчетной так, чтобы не было термического разложения твердых частиц продукта, Например, для сушки аммофоса температуру сначала устанавливают равной 450 С. Затем часть отработанного теплоносителя в виде запыленных рециркуляционных газов также подают через коаксиальное сопла 5 в сушильную камеру 2 в виде затопленной турбулентной струи.Количество подаваемых рециркуляционных газов постепенно доводят до требуемого, при этом также постепенно перекрывают холодный воздух, который подавали в высокотемпературные продукты сгорания топлива, скорость подачи рециркуляционных газов и соответствующее уменьшение подачи холодного воздуха регулируют путем поддержания постоянной скорости потока Чср по длине сушильной камеры 2. Вместе с подачей рециркуляционных газов осуществляют подачу экранирующего потока воздуха-раэбавителя при комнатной температуре через коаксиальноесопло 6.В результате контакта дисперсного материала и его смешения в факеле распыла с высокотемпературными продуктами сгорания топлива происходит интенсивное высу 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шивание частиц беэ их термического разложения. Это достигается тем, что при сушкечастиц по длине факела 1 ф, когда температура газов достаточно высока, температура поверхности частиц не превышает температуру кипения жидкости, а дальнейшее подсушивание частиц и диффузионном режиме внутреннего тепломассопереноса происходит в условиях, когда температура газов не превышает критическую, соответствующую термическому разложению продукта. В результате этого происходит высушивание исходного материала по длине аппарата беэ его термического разложения с выводом целевого продукта по мере достижения требуемой влажности,Введение экранирующего потока воздуха-разбавителя в виде коаксиальной затопленной струи между потоком продуктов сгорания топлива и потоком рециркуляционных запыленных газов позволяет избежать непосредственного контакта твердых частиц, содержащихся в рециркуляционных газах, с продуктами сгорания топлива, температура которых значительно превышает точку термического разложения целевого продукта. При этом экранирующий поток воздуха-разбавителя играет роль перегородки именно в начальный момент истечения соприкасающихся затопленных струй, когда вероятность термического разложения твердых частиц наиболее высока.В зоне встречи и смешения трех газовых потоков происходит снижение температуры продуктов сгорания топлива за счет испарения влаги из диспергированной суспензии и эжекции холодного воздухаразбавителя, 3 а счет экранирования коаксиальным потоком воздуха-разбавителя предупреждается проникновение термочувствительной пыли в начальный участок высокотемпературной газовой струи, а также предотвращается перегрев сухого продукта.Если величина экранирующего потока воздуха-разбавителя, подаваемого при комнатной температуре равной 20 С, составляет меньше 5;ь от общей массы газов, подаваемых на сушку, то практически отсутствует влияние этого потока на степень термического разложения твердых частиц, При такой величине потока экранирующего воздуха-разбавителя наблюдается термическая возгонка твердых частиц. Если величина экранирующего потока воэдухаразбавителя, подаваемого при комнатной температуре, составляет больше 15 от общей массы газов, подаваемых на сушку, то термического разложения твердых частиц не наблюдается, однако резко снижается энергетический КПД процесса сушки.Изобретение гарантирует быстрое и эффективное гашение высокой температуры продуктов сгорания топлива, что обеспечивается соответствующими условиями смешения потока продуктов сгорания топлива с факелом распыла. При этом соотношение скорости истечения потока продуктов сгорания топлива и скорости истечения факела должно быть близким к единице. Именно при этих условиях, как показали испытания, основная часть тепловой энергии продуктов сгорания топлива расходуется на процесс испарения жидкости со свободной поверхности капель факела. При соотношении скоростей истечения продуктов сгорания топлив и факела распыла менее 0,9 длина факела распыла 1 ф превышает длину зоны его смешения с потоком высокотемпературных продуктов сгорания топлива. При этом не весь объем факела участвует в процессе гашения высокой температуры продуктов сгорания топлива, и их температура остается достаточно высокой для контакта с твердыми частицами продукта, которые находятся эа пределами факела, что приводит к их термическому разложению. При соотношении больше, чем 1,1 длина зоны смещения высокотемпературного потока продуктов сгорания топлива с факелом становится больше длины факела 1 ф, что также приводит к интенсивному термическому разложению твердых частиц эа пределами факела.Устанавливая укаэанные в способе количественные соотношения между потоками газов, получают возможность высушивать продукты широкого класса, включая термолабильные, с одновременным сохранением высокого энергетического КПД устройства и уменьшением средних выбросов в атмосферуП р и м е р 1. Процесс сушки и грануляции пульпы аммофоса в количестве 1 т и влажностью 30-",ь осуществляют в барабанном грануляторе-сушилке. Продукты сгорания топлива с температурой 1200 С по оси подают к корню факела распыла в количестве 1055 кг, Воздух-раэбавитель с температурой 20 С в количестве 135 кг (0,05 от общего расхода газов) подают коаксиально потоку продуктов сгорания топлива, Рециркуляционные газы после сушилки без сухой очистки с содержанием пыли 7-10 г/м и температурой 110"С подают коаксиально с внешней поверхности двух газовых потоков в количестве 1510 кг. Количество проходящих через аппарат газов составляет 2700 кг. Газы после сушки с температурой 110 С в количестве 1191 кг идут на сухую очистку и в систему абсорбции для улавливания аммиака и фтора. В зоне встречи и смешениятрех газовых потоков происходит снижениетемпературы продуктов сгорания топливаза счет испарения влаги иэ диспергиро 5 ванной пульпы аммофоса и эжекциихолодного воздуха-раэбавителя, что предупреждает и роникновение термочувствительной пыли продукта в начальный участоквысокотемпературной центральной газо 10 вой струи. За счет экранирования коаксиальными потоками воздуха-раэбавителяи рециркуляционного запыленного газапредупреждается перегрев насадки барабана и сухого продукта на лопатках,15 Таким образом обеспечивается возможность сушки термолабильного материала.При этом расход топлива составляет0,0505 ТУТ/г продукта. По известному способу, применяемом для сушки пульпы20 аммофоса, расход топлива составляет0,0707 ТУТ/г продукта, а количество отходящих газов, идущих на очистку и абсорбцию, - 2700 кг, т,е. имеет место сокращениев 2,26 раза,25 П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1,Количество воздуха-распылителя с температурой 20 С составляет 270 кг (0,01 от общего расхода газов, проходящих черезсушилку-гранулятор). Количество продуктов30 сгорания топлива 1100 кг, рециркуляционного запыленного газа 1454 кг газов,отходящих в систему очистки, 1247 кг.Расход топлива на сушку-грануляцию составляет 0,066 ТУТ/г продукта.35 П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1, нов качестве рециркуляционного газа используют воздух после холодильника продукта стемпературой 65 С с пылесодержанием 510 г/м в количестве 920 кг, Количествоз40 продуктов сгорания топлива с температу. рой 770 С составляет 1646 кг, Отходящиегазы с температурой 109 С в количестве2700 кг поступают на сухую очистку и в систему абсорбции, Экономия топлива по45 сравнению с известным способом составляет 4,6. По предлагаемому способу нетребуется системы сухой и мокрой очисткивоздуха после холодильника готового продукта, Уменьшаются потери материала и ко 50 личество сточных вод,Л р и м е р 4, Пульпу нитрофоски свлажностью 25 фв количестве 1 т высушивают и гранулируют в барабанном грануляторе-сушилке. Продукты сгорания топлива с55 температурой 400 С в количестве 2465 кгподают по оси, где они взаимодействуют сдиспергированной пульпой, Воздух-разбавитель подают с температурой 20 С в количестве 256 кг (0.05 от общего расхода).Отработанные после сушилки газы с темпе1633247 Составитель Н. ИсаченкоТехред М,Моргентал Корректор М, Демчик Редактор И. Шулла Заказ 610 Тираж 439 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ратурой 95 С и запыленностью 20 г/м в количестве 2404 кг подают наружным коаксиальным потоком на смешение с продуктами сгорания топлива и воздухомразбавителем. Количество газов, которые проходят систему очистки от пыли и систему абсорбции, составляет 2720 кг, Расход топлива составляет 0,0514 ТУТ/т продукта, По известному способу процесс сушки и грануляции осуществляется продуктами сгорания топлива с температурой 240 С. При этом количество отходящих газов выше в 1.8 раза, а расход топлива в 1,22 раза.П р и м е р 5. Аналогичен примеру 4, но количество воздуха-раэбавителя составляет 765 кг (0,15 от общего расхода газов, проходящих через сушилку), Количество рециркуляционных запыленных газов 1779 кг, продуктов сгорания топлива 2581 кг, отходящих газов с температурой 95 С 3346 кг, По сравнению с известным способом уменьшается расход топлива в 1 17 раза и количество отходящих газов в 1,53 раза.П р и м е р 6. Пульпу двойного суперфосфата с влажностью 45 диспергируют форсункой в количестве 1 т, Сушку проводят до конечной влажности 37 ь, Продукты сгорания топлива с температурой 1400 С в количестве 2131 кг взаимодействуют с центральным факелом распыла пульпы, Количество воздуха-раэбавителя составляет 129 кг (0,05 от общего расхода газов через сушилку). Количество рециркуляционных газов с температурой 125 С и запыленностью 20 г/м составляет 1314 кг, Количество проходящих через сушилку газов 2574 кг, Отходящие газы в количестве 1260 кг поступают на сухую очистку и в систему абсорбции для улавливания от пыли и фтора, Расход топлива составляет 0,113 ТУТ/т продукта. При сушке и грануляции известным способом и расходе продуктов сгорания топлива 2574 кг и температуре 700 С расход топлива состав ляет 0,124 ТУТ/т продукта, количество отходящих газов в два раза больше.П р и м е р 7. Аналогичен примеру 6, ноколичество воздуха-разбавителя составляет 386 кг (0,15 от общего расхода газов). Коли 1 О чество продуктов сгорания топлива 1202 кг,рециркуляционных 986 кг, отходящих 1588 кг. Расход топлива по сравнению с известным способом уменьшается на 2,8 ф 6, а количество отходящих на абсорбцию газов 15 меньше в 1,6 раза.Изобретение обеспечивает возможность сушки термолабильных материалов, при этом позволяет уменьшить энергоэатраты в 1,2-1,3 раза и сократить количество 20 вредных выбросов в атмосферу в 1.5-2 раза по сравнению с известными способами сушки, применяемыми для таких материалов.Формула изобретения 25 Способ прямоточной сушки суспензий сполучением гранулированного продукта путем осевого распыливания суспензий и их последующей конвективной обработки в потоках рециркуляционных и топочных газов, 30 отличающийся тем,что,сцельюрасширения технологических возможностей, между потоками рециркуляционных и топочных газов дополнительно подают экранирующий воздушный поток в количе стве, составляющем 0,05-0,15 от общеймассы рециркуляционных и топочных газов, причем все потоки подают коаксиально вокруг оси распыла суспензий в виде соприкасающихся затопленных струй.40