Установка для тепломассообменных процессов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 9) ъЫ 0 3/3 51)5 РЕ ЕЛЬСТ енное оения В.Какова,т 2 связан трубопгрегатом 1 и имеетода готового провывода отработанГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Предлагаемое изобретение относится к аппаратурному оформлению установок для тепломассообменных процессов и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической, металлургической и Других отраслях промышленности, где требуется использование сушильных и охлаждающих агентов и их регенерация.Цель изобретения - интенсификация процессов, ликвидация газовых и жидкостных. выбросов, потерь продукта и снижение энергозатрат путем газожидкостной и температурной обработки загрязненных газообразных агентов.На фиг. 1 изображена технологическая схема установки; на фиг. 2 - регенерационный блок установки; на фиг. 3 - блоки и теплообменник, установленные последовательно; на фиг, 4 - продольный разрез аб 1808343 А ТЕ Н ИЯ .;:.".:,:(57) Применение: в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, где требуется использование сушильных и охлаждающих агентов и их регенерация, Сущность изобретения: установка содержит регенерационный блок, установленный на газопроводах циркулируемь 1 х сушильных и охлаждающих агрегатовпо замкнутым циклам во взаимодействии с замкнутыми циклами циркулируемых растворов продукта, эаключенных в блоках, что позволяет интенсифицировать процессы тепло-массообмена, ликвидировать газовые и жидкостные выбросы, потери продукта и снизить знергозатраты. 1 з,п.ф-лы, 4 ил. сорбера с входным усеченным конусом наконтактном патрубке.Установка для тепломассообменныхпроцессов состоит из сушильного агрегата1, охлаждающего агрегата 2 и регенерционных блоков 3,Сушильный агрегат 1 имеет трубопровод 4 для ввода исходного продукта, трубопровод 5 для вывода продукта, газопровод 6для вывода отработанного газообразного(сушильного) агента и газопровод 7 для ввода регенерированного газообразного агента Гсчшильного агента), Сушильный агрегат. 1 составляет с блоком 3, теплообменником 8,газодувкой 9 замкнутый цикл по газойроводам 6,7,10.Охлаждающий агрегароводом 5 с сушильным атрубопровод 11 для вывдукта, газопровод 12 дляного газообразного агента (охлаждающего агента и газопровод 13 дпя вывода регенерированного газообразного агента (охлаждающего агента). Охлаждающий агрегат 2 составляет с блоком 3 и газодувкой 9 замкнутый цикй по газопроводам 12, 13.Регенерационный блок 3 выполнен в виде жидкостного замкнутого цикла, оборудованного газожидкостным абсорбером 14, сборником 15 циркуляционным насосом 16 и теплообменником 17 объединенных между собой трубопроводами 18.Последний регенерационный блок 3 в замкнутом цикле сушильного агрегата 1 оборудован испарителем 19.Регенерационные блоки 3 соединены между собой трубопроводами 20 и с коллектором 21,Регенерационный блок 3 (см,фиг. 4) оборудован абсорбером 14, выполненным на койтактном патрубке 22 с усеченным конусом 23 и сепаратором 24.Установка работает следующим образом,В существующих производствах народного хозяйства, где обработке подввергаются сыпучие гранулированные, таблетированныеидругие продукты, при их сушке и термической обработке используют газообразные агенты., При этом происходитзагрязнение (запыление) газообразного агента(сушильного агента) и насыщение его влагой.Очистку от пыли, доведение температуры до нормы и снижение влагосодержания газообразного агента (сушильного агента) проводят в установке, с использованием газожидкостного метода.Вкачестве примера выбран процесс гранулирования, сушки и охлаждения карбамида воздухом в производстве минеральных удобрений.Исходные продукты концентрированного раствора карбамида (с температурой 120 С и концентрацией 90-99) поступают по трубопроводу 4 в сушильный агрегат 1, в котором образование и формирование гранул и их сушка сушильным агентом.(воздухом) проводится в устройствах различного типа (в аппаратах, использующих псевдоожиженный слой, в грануляционных башнях, в пневмосушилках и т,д.). Высушенные гранулы по трубопроводу 5 передаются в охлаждающий агрегат 2, где гранулы охлаждаются и в виде готовой продукции выводятся по трубопроводу 11,Сушильный агент (воздух) поступает в сушильный агрегат 1 по газопроводу 7 (с температурой 80 С и влагосодержанием 0,020 кг НгО/кг сухого воздуха). Из сушильного агрегата 1 отработанный, загрязненный мелкими частицами (пылью) карбамида с температурой 80 С и влагосодержанием 0,027 кг Н 20/кг сухого воздуха) сушильный 5 агент последовательно поступает по газопроводу 6 в регенерационный блок 3 и по газопроводу 10 в следующий регенерационный блок 3, в которых загрязненный суйильный агент в газожидкостных потоках 10 контактных патрубков 22 абсорбероа 14, очищается от пыли карбомида и следов аммиака и охлаждается. (до 25 фС). Регенерйрованный сушильный агент по газопроводу 7 проходит через теплообменник 8, где йодо гревается (до 80 С) и возвращается в сушильный агрегат газодувкой 9, чем и замыкает по газопроводам 6, 10 и 7 замкнутый цикл сушильного агрегата 1.Замкнутый цикл охлаждающего агреге-, 20 та 2 также включает связанный газопроводами 12, 13 регенерационный блок Э, который обеспечивает охлаждение газооб.. разным агентом (охлаждающим агентоМ)гранул карбамида до товарной температуры 25 (25-30 ОС).Каждый регенерационный блок 3 обеспечивает газожидкостную регенерацию загрязненного, влагонасыщенного, горячего газообразного агента, который. проходя по 30 контактному патрубку 22 абсорбера 14, соприкасается с подаваемым в полость пат-.рубка 22 холодным раствором карбамида и следами аммиака. Образующаяся газожидкостная смесь газообразного агента (возду ха) и раствора карбамида в турбулентномпотоке обрабатывается при скоростях выше 15 м/с, Газообразный агент (воздух) очищается от пыли карбамида, который растворяется в каплях раствора карбамида (до 40 концентрации 40) и охлаждается (с 80 Сдо 30-25 ОС). При этом влагосодержание сушильного агента (воздуха) за счет понижения температуры снижается (с 0,027 до 0,020 кг Н 20/кг сухого воздуха), объем его 45 уменьшается эа счет эффекта "барометрического сжатия" (в частности для температур от 80 С до 30 С на 0,2 м). Сконденсированная влага в виде капель раствора карбамида и следов аммиака отделяется от сушильного 50 агента (воздуха) в сепараторе 24 абсорбера14 и возвращается в жидкостной замкнутый цикл, В замкнутом цикле в каждом регенерационном блоке 3 раствор карбамида со следами аммиака циркулирует из абсорбера 55 по трубопроводам 18 последовательно через сборник 15,.циркуляционный насос 16 и теплообменник 17. Циркулируемый раствор карбамида со следами аммиака в абсорбере 14 при газожидкостной обработке сушильного агента (воздуха) нагревается (при ох5 10 20 25 при гаэожидкостной обработке, при пони. жении температуры и скорости проходяще 35 лаждении воздуха), а в теплообменнике охлаждается для последующего осуществления теплосъема в сушильном агенте. Для улучшения теплосъема в сушильном агенте в регенерационном блоке 3 дополнительно устанавливается испаритель 19 для большего охлаждения циркулируемого раствора и для улучшения снижения влагосодержания в газообразных агентах.Для поддержания температурных режимов в блоках 3, в установке в целом, блоки 3 между собой связаны трубопроводами 20.По мере насыщения циркулируемых растворов карбамидом (до 40 оь). они выводятся в коллектор 21 возврата насыщенного раствора в трубопровод 4 для исходных продуктов в сушильный агрегат 1. Восстановление баланса после вывода насыщенного раствора через коллектор 21 циркулируемых растворов происходит эа счет подпитки сконденсированной влагой иэ регенерированных газообразных агентов (сушильных агентов). Для снижения энергозатрат в абсорбере 14 блока 3 используется на контактном патрубке 22.усеченный конус 24, площадь входного отерстия которого выполнена с учетом эффекта "барометрического сжатия" го в полости контактного патрубка 22 газообразного агента. Благодаря усеченному конусу 24 и эффекту "барометрического сжатия" сокращаются энергетические затраты газодувки 9.Преимуществами предлагаемой уста-овки, по сравнению с прототипом, является использование рассмотренных выше регенерационных блоков замкнутых циклов по обработке циркулируемых газообразных агентов (сушильных и охлаждающих агентов) во взаимодействии с замкнутыми циклами по обработке циркулируемых в элоках растворов.Обеспечение замкнутых циклов газо- жидкостным абсорбером, сборником, циркуляционным насосом, теплообменниками и испарителем, трубопроводами от циркуляционных насосов блоков, коллектором возврата насыщенного раствора и усеченным конусом на контактном патрубке абсорбера, что, в свою очередь, осуществляет:- интенсифицирование проводимых процессов тепломассообмена в замкнутых цклах газожидкостной обработки газообразных агентов(сушильных и охлаждающих агентов) и циркулирующих растворов продукта (процессов теплообмена, теплосъема и конденсации влаги в капли с растворением в них загрязнений продукта газообразао 45 50 55 ного агента, насыщение циркулируемых растворов продуктов в блоке);- использование постоянных обьемов газообразных агентов, циркулируемых в замкнутых циклах, беэ их санитарной обработки и сброса в атмосферу;- возврат жидкостных, циркулируемых в замкнутом цикле блока растворов, насыщенных продуктами в производстве товарного продукта без их сброса со сточными водами, которые требуют санитарной обработки улавливания продукта и следов газообразных веществ (в нашем примере - аммиака);-снижение энергозатрат за счет тепло- обмена циркулируемыми растворами между блоками и эффекта ".барометрического сжатия", экономящего электроэнергию в газодувках. Формула изобретения 1, Установка для тепломассообменных процессов, включающая сушильный и охлаждающий агрегаты обработки сыпучего продукта, газопроводы, трубспроводы, газодувки и аппараты для регенерации газообразных агентов циркулируемым раствором продукта, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации процессов, ликвидации газовых, жидкостных выбросов и потерь продукта и снижения энергозатрат путем газожидкостной и температурной обработки загрязненных газообразных агентов, она снабжена регенерационными блоками, выполненными в виде замкнутых циклов жидкостной и температурной обработки газообразных агентов, снабженными каждый гэзожидкостным. абсорбером, сборником, циркуляционным насосом и теплообменником и расположенными на замкнутых циклах газопроводов сушильного и охлаждающего агрегата, при этом на газопроводе в замкнутом цикле сушильного агрегата установлены последовательно блоки и теплообменник, а конечный блок снабжен испарителем для охлаждения циркулируемого раствора до температуры не выше точки росы газообразного агента и блоки на замкнутых циклах газопроводов сушильного и охлаждающего агрегатов соединены между собой трубоп-роводами от циркуляционных насосов и с коллектором возврата насыщенного раствора продукта в сушильный агрегат.2.Установкапоп.1,отличающаяся тем, что регенерационный блок снабжен эбсорбером, установленным на контактном. патрубке с входом усеченным конусом, площадь входного отверстия которого выполнена с учетом эффекта барометрического1808343 1 сжатия при газожидкостной обработке, понижении температуры и скорости проходящего в полости контактного патрубка газообразного агента,1808343 Фиг.4Составитель В. МихайловРедактор Техред М.Моргентал Корректор С. Пекар зводств издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 акэз 1232 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5