Способ сушки растворов и суспензий

( 9) )я)з Р 26 В 3/12 Т И ло- и массопереносцентральнойчастиное разрушение игося слоя, что в своснижает эффект затока. ГОСУДАРСТ 8 Е ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный нинститут химическ,А Романов, Н.И. Рышкевич,В. Палиенко. М.М. Палласма 8,8)и 26 В 3/12, опублик. 1986.ШКИ РАСТВОРОВ И СУСИзобретение относится к технике сушки распылением и может быть использовано для обезвоживания растворов и суспензий в, химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.Известен способ распылительной сушки в потоке теплоносителя путем распыле.ния материала навстречу восходящему теплоносителю, разделенному на централь- . ный поток и периферийный поток с относительным расходом теплоносителя ( 0,5 от его суммарного объема).Известный способ позволяет несколько интенсифицировать тепло- и массоперенос и увеличить производительность сушилки, однако при таком решении возможны случаи перегрева стенок камеры и возгорания продукта, налипшего на стенках вблизи подводящих патрубков, В результате приходится вести процесс сушки при более низкой начальной температуре подаваемого теплоносителя, что не позволяет в достаточной мере интенсифицировать процесс теп(57) Использование: для сушки растворОв и суспенэий путем их распыления. Сущность изобретения: раствор или суспензии подают встречно теплоносителю, состоящему из центрального и периферийного потоков, при этом периферийный поток формируют из вертикальных вихрей и сменные вихри закручивают относительно друг друга в противоположных направлениях, а центральный поток теплоносителя формируют из радиальных потоков, каждый из которых подают между смежными вертикальными вихрями, имеющими с ним одно направление. 2 ил,а, Кроме того, при в потока происходитча риферийного вращающею очередь дополнительно рутки периферийного по- ф Нель изобретения - интенсификация Од процесса сушки растворов и суспензий.Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу при сушке растворов и суспензий путем их распыления встречно теплоносителю, состоящему из центрального и периферийного потоков, последний формируют из вертикальных вихрей, при этом смежные вихри закручивают относительно друг друга .в противоположных направлениях, а центральный поток теплоносителя формируют из радиальных потоков, каждый иэ.которых подают между смежными вертикальными вихрями, имеющими с ним одно направление,Применение предлагаемого способа позволит наряду с увеличением коэффициен5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тов тепло- и массообмена обеспечить равномерное распределение теплоносителя посечению сушильной камеры и возможностьработы при высоких начальных температурах теплоносителя,На фиг, 1 представлена схема распылительной башни, на фиг, 2 - разрез А-А нафиг. 1.Распылительная башня содержит сушильную камеру 1 с распылителем 2 в верхней части, линию 3 подвода теплоносителяс отводами 4 для подачи периферийногопотока, состоящего из вертикальных вихрей5, и отводами 6 для подачи центральногопотока 7, линию 8 отвода отработанноготеплоносителя и линию 9 отвода высушенного продукта.Предлагаемый способ осуществляетсяследующим образом.Высушиваемцй материал, напримеркомпозицию синтетического моющего средства (СМС) влажностью 45 - 40 дисперги. руют с помощью распылителя 2 в верхнейчасти сушильной камеры 1,Через отводы 4 и 6 в нижнюю частькамеры 1 подаются соответственно периферийный и центральный потоки, При этомпериферийный поток формируют из вертикальных вихрей 5, в котором смежные вихризакручивают относительно друг друга в противоположных направлениях, а центральныйпоток - из радиальных потоков 7, каждый изкоторых подают между смежными вертикальными вихрями, имеющими с ним однонаправление.Количество отводов для формированияцентрального потока (не менее трех) выбирается из условий создания равномерногополя скоростМ в центре сушильной камеры. При этом, поднимаясь вертикально,центральный поток занимает в сушильнойкамере объем, ограниченный периферийными вертикальными вихрями.Внутри каждого вихря скорость теплоносителя возрастает от центра к периферии. Поэтому наиболее крупные частицы,попадая в периферийную зону (где самцевысокие коэффициенты тепломассообмена), могут переходить в переферийные зонысоседних вихрей при их контакте по высотекамеры. Это увеличивает время сушки наиболее крупных частиц. В то же время суменьшением размера частиц внутри каждого вихря.от периферии к центру сокращается их щемя пребывания в сушильнойкамере, Таким образом происходит саморегулирование интенсивности сушки полидисперсных частиц и вцравнивание ихконечной влажности, Кроме того, каждыйвихрь является сепарационной камерой,внутри которой помимо разделения на мелкие и крупные гранулы, опускающиеся вниз (готовый продукт), в центральной части вихря происходит унос пылеобразных фракций в верхнюю часть сушильной камеры. Последняя, попадая под факел распыляемой композиции, служит зародышами гранул иного качества. При этом изменяется и механизм сушки, положительно влияющий на качество продукта и технико-экономические показатели процесса.Композиция СМС является суспензией с содержанием твердой части 60 - 65 О, Пылеобразные продукты (практически монодисперсные), внедряясь в капли СМС, не растворяются, а вытесняют к поверхности капли и впитывают ее ("подсушивают"). Наличие твердых частичек примерно одинакового и малого размера внутри капли ускоряет процесс сушки: не образуется сплошная корка, имеющая большое диффузионное сопротивление, так как влага распределена между отдельными твердыми частичками и легкодиффундирует между ними, диффузия же влаги внутрь каждой сухой частички также не лимитирует скорость процесса ввиду небольшого размера последней (большие поверхности), Кроме того, высокие влагопроводность частицы и наличие твердой части композиции за счет присутствия сухих частичек в капле исключают раздувание гранул при сушке, делают их монолитными, более прочными, способствуют увеличению насыпной плотности, Взаимная подкрутка вихрей, постоянные обновления и турбулиэация пограничных слоев у стенки камеры и на границе с центральным потоком позволяют значительно увеличить коэффициент тепломассообмена по сравнению со способом-прототипом, а незначительная поверхность контакта теплоносителя со стенкой камеры и постоянное обновление пограничного слоя позволяют увеличить начальную температуру теплоносителя, что, в свою очередь, дополнительно увеличивает влагонапряженность и повышает производительность сушильной башни либо снижает расход топлива на сушку.Теплоноситель для формирования центрального потока, подаваемый по линии 3 и отводам 6, не разрушает периферийный поток, а дополнительно подкручивает смежные с ним вихревые потоки.Исходя из аналогии между процессами тепло- и массопереноса, расчеты сушилок часто производят на основе теплообмена капель с.потоком теплоносителя, в том числе на основе опытных значений объемных коэффициентов теплопередачи или удельной влагонапряженности сушильной камеры. Такой подход тем более правомерен присушке композиции СМС, когда процесс протекает практически при постоянной скорости (влажность готового продукта 10).Эксперименты по определению влия ния аэродинамической обстановки в сушилке на интенсификацию процессов тепло- и массопереноса проводились на лабораторной установке, представляющей собой стеклянную модель распылительнрй сушил ки (Фмм, 1 400 мм) с теплоизоляцией, в которой движение диспергированного продукта (Н 20) и теплоносителя организовано по принципу противотока, 8 процессе опытов, проводимых в идентичных условиях, 15 определялась влагонапряженность сушильной.камеры при различных вариантах подвода теплоносителя.При этом, перемещая распылитель по высоте модели, находили положение, при 20 котором температура на выходе составляла 100 С (при входе 3000 С), определяли объем сушильной камеры.Основные показатели процесса сушки представлены в таблице, 25Из таблицы следует, что при организации процесса сушки по предлагаемому способу снимается максимальное количество влаги с единицы объема сушильной камеры (на щ 25 ф 6 больше, чем по способу-прототипу).Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет поддерживать эффективный аэродинамический и тепловой режимы в сушилке, что обеспечивает увеличение влагонапряженности (производительности) примерно на 25 по сравнению с известными способами и одновременно устраняет подгорание материала на стенках башни и повышает экономичность процесса сушки,Формула изобретения Способ сушки растворов и суспензий путем их распыления встречно теплоносителю, состоящему иэ центрального и периферийного потоков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, периферийный поток теплоносителя формируют из вертикальных вихрей, при этом смежные вихри закручивают относительно друг друга в противоположных направлениях, а центральный поток теплоносителя формируют из радиальных потоков, каждый из которых подают между смежными вертикальными вихрями, имеющими с ним одно направление.ФигеСоставитель В.РомановТехред М.Моргентал Корректор М.П Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5