Способ сушки высоковлажныхматериалов

Союз Советских Социалистических РеслубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ и 1 800533(51)М. Кл.з Г 26 В 3/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Приморское ордена "Знак Почета" проиэводс н 4 е 5.,;:объединение "Бор" им. 50-летия СССР " "-.71) Заявител 54) СПОСОБ СУШКИ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛ Иэо оьы лка бретение относится к химической промышленности, в частности к сушке высоковлажных материалов, а именно к технике сушки бората кальция, пербората натрия и других боропродуктов.Известен способ контактной сушки сыпучих материалов, при котором сжигание топлива происходит в слое продукта, перемещающегося по сушильной камере. Уходящие газы предварительно подогревают продукт в теплообменном аппарате 1.Однако установка для осуществления способа громоздка, теплообменные аппараты часто забиваются продуктом, 15 а сжигание топлива в слое загрязняет готовый химический продукт.Известен также способ сушки высоковлажных материалов в тангенциальнозакрученном газовом потоке. При осу ществлении этого способа коэффициент теплопередачи от газового потока к материалу высок, установка малогабаритна, загрязнений продукта не наблюдается 12.Недостаток такого способа состоит в том, что поток теплоносителя не только разбивает продукт, но и, соприкасаясь со стенками сушильной камеры, нагревает их, в результате чего 30 термочувствительный продукт, соприкасаясь со стенками камеры, начинает сплавляться, процесс сушки нарушается. Кроме того, спиралеобразное закручивание потока не обеспечивает полного высыхания продукта до его соприкосновения со стенками. Продукт налипает на стенки сушильной камеры. Производительность установки и качество готового продукта падают, наблюдается оплавление продукта либо абразивный износ стенок камеры.Наиболее близки к предлагаемому способы сушки высоковлажных материалов путем ввода основного и дополнительного потоков теплоносителя и закручивания гаэовзвеси. Эти спос осуществляются в циклонных суши х с прорезями 3.Однако высокие температуры теплоносителя, предусмотренные в известных способах и контакт материала со стенками сушйлок приводят к налипанию на них частиц материала и их оплавлению, что не позволяет осуществлять эффективную сушку боропродуктов.Целчестватов, п ь изобретения - повышение капроцесса при сушке боропродукредотвращение их налипания настенки сушильной камеры и оплавленичастиц.Указанная цель достигается тем,что дополнителвный поток теплоноси,теля вводят между стенкой сушильнойкамеры и основным потоком теплоносителя в количестве 5-25 О от общего5расхода при температуре 5-ЗООС сизбытком давления 40-6000 мм вод.ст,На фиг. 1 изображена установка,в которой реализуется предлагаемыйспособф на фиг. 2 - констРУкция фурмы в увеличенном масштабе,Установка состоит из сушильной камеры 1, камеры 2 сепарации, отражателя 3, бункера 4 готовой продукции.Сушильная камера 1 снабжена верхним 15рядом фурм 5, нижним рядом фурм 6,леткой 7, газоходом 8, ускорительнымсоплом 9. Пластина 10 разделяет фурму 5 на две части так, что совместносо стенками фурмы 5 образуются. кана- Щлы 11 и 12. Камера 2 оборудована газоходами 13, а бункер 4 готовой продукции - течкой 14.Установка работает следующим образом. 25Исходный продукт через летку 7 поступает в сушильную камеру 1. Дляраспыла и сушки поступившего исходного продукта в сушильную камеру 1 подается сушильный агент. Подача сушильного агента в виде газового потока производится через верхний рядфурм 5 и нижний ряд фурм 6. ВерхнийРяд фурм 5 разделен пластиной 10 надве части, образующие каналы 11 и 12,в которые подводятся основной и дополнительный потоки теплоносителя,имеющие различные технологическиепараметры и назначение. В канал 12подводится основной поток теплоносителя с температурой 40-8000 С для сушки и распыла продукта. Температураосновного потока теплоносителя зависит от вида боропродукта, поступающего на сушку, напримердля перборатанатрия составляет 100-140 С, тетра 0гидрата натрия 40-60 С, безводнойпорошкообразной буры до 700 оС, а бората кальция 8000 С.Количество основного потока теплоносителя составляет 95-75 общего Я расхода, а давление на срезе фурм поддерживается в пределах 301000 мм вод. ст., что обеспечивает скорость выхода этого потока со среза фурм в пределах 15-100 м/с. Ско рость выхода зависит от продукта, поступающего на сушку, и обусловливается крупностью фракции продукта и температурным режимом сушки.Так при сушке, например, перборатанатрия крупностью до 300 мкр тепло носителем с температурой 100-1400 С и плотностью 0,8-1 кг/м распыливание продукта обеспечивается скоростью 15 м/с, а для сушки боропродуктов крупностью вьпае 300 мкр потоком теп лоносителя с температурой 800 ОС и плотностью 0,3-0,25 кг/м 3 теплоноситель должен набегать на поток продукта со скоростью 40-60 м/с. Повышение скорости выхода основного потока теплоносителя улучшает качество распыла продукта, но при этом повышается мощность нагнетательных устройств и наблюдается повышенное истирание (измельчение) продукта, что является желательным фактором не для всех видов продуктов.В канал 11 подводится дополнительный поток теплоносителя в количестве 5-25 общего расхода с температурой 5-ЗООС и давлением, превышающим давление первичного теплоносителя на 10-5000 мм вод,стПоток из канала 11 верхнего ряда фурм 5 растекается по стенке сушильной камеры 1 и создает защитную газовую пленку между стенкой сушильной камеры 1 и потоком частиц исходного продукта, предохраняя стенку от абразивного износа или налипания частиц продукта. Исходный продукт под действием основного потока теплоносителя, входящего в сушильную камеру 1 из канала 12, приобретает вращательное движение, из-за чего возникают центробежные силы, Под действием центробежных сил частицы исходного продукта отбрасываются от центра к периферии с определенной силой, которая зависит от крупности частиц,скорости выхоца потока из канала 12 и удельной плотности частиц. Энергия приобретаемая частицей, в данном случае равнаЭй2)2где 1 - момент энергии,й - угловая скорость,т,е, кинетическая энергия, приобретаемая частицами исходного продукта,зависит от крупности исходного продукта и его удельной плотности. Выходные параметры (температура, скорость, удельная плотность) потока,выходящего из канала 11, выбираютсятак, чтобы не допустить соприкосновения частиц исходного продукта состенкой сушильной камеры. Например,при сушке датолитового концентратас удельной плотностью= 2800 кг/ми крупностью фракции Ъ = 2 мм необходимо дополнительному потоку теплоносителя, выходящего из канала 11, преодолеть кинетическую энергию2 2 2 2 2 4 л и 2Я -- вк - : - к сяК 2 5 2 5 32-6 й15 10 - кгсм,для чего требуется обеспечить выходдотока из канала 11 со скоростью 250200 м/с, давление теплоносителя 50006000 кгс/м и плотность 1,2 кг/см,а при сушке бората кальция или пер-.бората натрия с удельной плотностью1200 кг/м 3 и крупностью 300-400 мкрдополнительному потоку теплоносителя,вытекающему из канала 11, необходимопреодолеть кинетическую энергию пойрядка (2 - 4) 10 - кгс м, для чего2 ф5достаточно обеспечить скорость выходаэтого потока 120-150 м/с, давление500-600 кгс/м и плотность 0,8 -21 кг/м.Тангенциальный ввод дополнительного потока теплоносителя между стенкой сушильной камеры и основным потоком позовляет создать защитную газовую пленку по всей поверхности стенок сушильной камеры 1 и предохранитьих от соприкосновения с продуктом. В 15качестве дополнительного потока теплоносителя применяется воздух, заборкоторого осуществляется из производственного помещения. Нижний пределтеплоносителя 5 С соответствует темОпературе внутри неотапливаемых помещений в зимний период времени. Дляобеспечения требуемой температуры ненужны специальные устройства для подогрева дополнительного потока теплоно- дсителя. Снижение же температуры ниже5 ОС ухудшает теплоэнергетические показатели установки, так как увеличивается расход тепла. Верхний предел30 С выбран ниже точки плавления терОмочувствительного продукта, напримертетрагидрата пербората натрия,При омывании стенок сушильной камеры дополнительным потоком теплоносителя с температурой 30 С температуОра стенок камеры не повышается выше30 С, что способствует уменьшениютеплопотерь в окружающую среду, снижению толщины изоляции и предотвращает плавление термочувствительныхборопродуктов при их попадании на 40стенки камеры. Количество дополнительного потока теплоносителя, поступающего на создание защитной газовойпленки, как и перепад давлений междупотоками, выбирается в зависимости отскорости выхода потоков теплоносителя,крупности сушимого продукта и температуры основного потока теплоносителя.Так, при сушке пербората натрияна опытно-промышленной установке приснижении количества дополнительногопотока теплоносителя ниже 5 наблюдается проскок частиц продукта сквозьзащитную газовую пленку, налипаниеего на стенки сушильной камеры и плав ление продукта. Верхний предел 25определен расчетным путем для датолитового концентрата крупностью 2 мм при температуре основного потока теплоносителя 800 ОС.Через нижний ряд фурм б в сушильную камеру 1 дополнительно вводится сушильный агент с температурой ниже температуры плавления исходного продукта. Так, при сушке бората кальция эта температура составляет 600-800 оС, а пербората натрия 60-100 ОС, что способствует повышению качества сушки и ликвидирует возможность оплавления исходного продукта, так как большая часть влаги испаряется газовым потоком, вытекающим иэ фурм 5. Затем одна часть теплоносителя отводится через газоход 8, другая часть через ускорительное сопло 9 поступает в камеру 2 сепарации, откуда теплоноситель отводится по газоходам 13, а готовый продукт удаляется через течку 14. Подвод потоков теплоносителя к каналам 11 и 12 верхнего ряда фурм 5 и к фурмам б производится от ин" дивидуальных источников энергообеспечения.Использование предлагаемого способа сушки боропродуктов обеспечивает снижение материалоемкости установки и энергозатрат на сушку пербората натрия на 5-10, повышение качества сушки и удельного влагосъема с 1 м установки в 3-4 раза, предотвращает налипание боропродуктрв на стенки сушильной камеры.Формула изобретенияСпособ сушки высоковлажных материалов путем ввода основного и дополнительного потоков теплоносителя и закручивания газовзвеси, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества процесса при сушке боропродуктов, предотвращения их налипания на стенки сушильной камеры и оплавления частиц, дополнительный поток теплоносителя вводят между стенкой сушильной камеры и основным потоком теплоносителя в количестве 5-25 от общего расхода при температуре 5-30 С с избыточным давлением 40-6000 мм вод.ст,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 245665, кл. Р 26 В 3/10, 1967.2. Авторское свидетельство СССРР 476426, кл. Г 26 В 3/1, 1973.3. Авторское свидетельство СССРР 363846, кл. Г 26 В 17/10, 1970.800533 иг.1 10. Мартинчавка Составите Техред А ректор А. Грицен едактор Т. Алякин Заказ 10377/42 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 751 БНИИПИ Государствен по делам изобрете 13035, Москва, Ж, гой иушс Подписноеомитета СССоткрытийая наб., д