Устройство для сушки сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 167563 1)5 НИЕ ИЗОБРЕТЕ барабана при сушке сажи. Устройство состоит из барабана и камеры обогрева, имеющей коллектор с вытяжной трубой, пазы для размещения горелок, расположенные тангенциально к поверхности барабана и по всему периметру радиального сечения камеры обогрева, причем расстояние от оси барабана до оси каждого паза увеличивается в направлении коллектора с вытяжной трубой и составляет 0,8-1,2 от расчетного расстояния от оси барабана дс оси соответствуощего по ходу теплоносителя паза, а расстояние между осями пазов составляет 1= 0,5 - 0,8)Я, где В - внутренний радиус свода камеры обогрева. Гидравлическое сопротивление камеры по тракту теплоносителя 0,10-0,12 кПа, массовая прочность гранул 190-200 Н, среднемесячные простои оборудования 16-20 ч/мес. 2 з.п. ф-ль, 1 табл 3 ил,пе .ые налы 4 ременн ложенн танген рабана для разм устроены по всемсечения камеры оси баоабана до личивается в нап тяжной трубой расчетного расст оси соответствую ля паза Н-о, расс Нп о=(п - 1) - Я- )+ПН 1л Ое Н;,- расчетное расстояние от оабана до оси соответствующего иплоносителя паза, мм; о од ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪС(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода72) И.Г. Зайдман, Г,П. Щетинин, Ю,В. Гимаутдинов, В.В, Звягин и Е.М. Простосердов (53) 661.666.4:62.492.3:66,047(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР 3 Ф 1250798, кл, Р 26 В 3/24, 11/04, 1985,Авторское свидетельство СССР М 251540, кл. В 01,3 19/28, 1967.54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к устройству для сушки сыпучих материалов, а именно к сушке влажных гранул сажи, и позволяет снизить гидравлическое сопротивление камеры обогрева по теплоносителю и повысить эксплуатационную надежность Изобретение относится к устройствам для сушки сыпучих материалов, конкретно гранулированной сажи, и может быть использовано в производстве техуглерода.Целью изобретения является снижение гидравлического сопротивления камеры обогрева по теплоносителю и повышение эксплуатационной надежности барабана при сушке гранулированной сажи.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг, 2.Устройство содержит камеру 1 обогрева с вращающимся барабаном 2. Камера 1 имеет коллектор 3 отсасываемых дымовых газов с вытяжной трубой, рециокуляционные ка 11/04 3/24//С 09 С 1/56 ого сечения, пазы 5, распоциально к поверхности баещения горелок 6, Пазы у периметру радиального обогрева, а расстояние от оси каждого паза Н, уверавлении коллектора с выи составляет 0,8-1,2 от ояния от оси барабана до щего по ходу теплоноситечитываемого по формуле:и - номер паза по ходу теплоноси. еля; Р - внутренний радиус свода камеры обогрева, мм;О - наружный диаметр барабана, мм; Ньо - расчетное аасстаяние от оси барабана до оси первого по ходу теплоносителя паза, мм,Рециркуляционные каналы вь,полнены со следующими соотношениями размеров:Я = (1,5 - 2,0)Яз, Яг =- 0,6 - 0,9)Яз,где Я 1- площадь поперечнога сечения входа в рециркуляционный канал иэ гаабачега пространства камеры обогрева, м;Яг - площадь поперечного сечения выхода из рециркуляционного канала в паэ, г,Яз - площадь пзперечнаго сечения паза, м,Расстояние между осями пазов 1 составляет (0,5-0,8)К. Кинематиче, кий процесс сушки делится ча три периода, Первый - прогрев материала, второй - период постоянной скорости сушки, третий - период падающей скорости сушки,В первый период происходит прогрев материала до температуры мокрого термометра. Второй период характеризуется средней в объеме критической влагоемкостью; изменение влаж асти во время сушки происходит по закону прямой, т.е количество испаряющейся влаги постоянна и не зависит от вл ажности материала, Температура сажи в э.от период постоянна и соответствует температуре мокрого термометра. В третий период интенсивность процесса сушки является Функцией влажности материала, происходит повышение температурц материала, приближаясь к температуре сушки.В данном устройс. ве геплоносителем для сушки влажных гсранул сажи является смесь продуктов палнсго сгорания природного газа с избцткам воздуха с паследаощим разбавлением ее до требуемой температуры охлажденным теплоносителем, эжектируемым иэ рабочего пространства камерц обогрева через рециркуляцианные каналы переменного сечения, причем площадь поперечнсго сечения входа в рециркуляциаи цй канал из рабочега пространства камерь: обогрева Я составляет 1,5 - 2,0 от площади паперечнога сечения паза Яз см, фиг, 2),При значении отношения Я 1/Яз менее 1,5, например 1,4, уменьшается подсас охлажденного теплоносителя, растет температура сушки, сни кается до 160 Н прочнос;ь гранул, В данном случае массовая доля пыли в гранулираванной саже на выходе из сушильного барабана составляет 5 10 15 20 Г 5 30 40 4 е е;0 6,5 ф, что превышает допустимое значение 6 согласно норм ГОСТ 7885-86 на сажу. Это обусловлено тем, что при повышении температуры сушки происходит удаление поверхностной влаги из гранул сажи, скорость испарения влаги значительно возрастает по сравнению со скоростью продвижения влаги из внутренних слоев гранулы к поверхности, В результате происходит тепловое разрушение гранул, образуются микротрещины на поверхности, чта приводит к ухудшению ее прочностных свойств.При отношении Я/Яз более 2,0, например 2,1, увеличивается падсас охлажденного теплоносителя, падает температура сушки, возрастает влажность и массовая доля пыли готового продукта, составляя в данном случае соответственно 1,0 и 8,0%, что превышает допустимые значения 0,9 и 6,0% согласно норм ГОСТ 7885-86 на сажу.Площадь поперечного сечения выхода из рециркуляционного канала Яг составляет О,б - 0,9 от площади поперечного сечения паза Яз,При значении отношения Яг/Яз менее О,б, например 0,5, уменьшается падсос охлажденного теплоносителя, растет температура сушки и увеличиваются простои оборудования из-за самовозгорания нагретой до высокой температуры сажи, снижается массовая прочность гранул (160 Н), растет массовая долл и ы ли (6,5%), и роисходит окисление сажи (рН -- 5,5), что превышает допустимое значение 6,0 согласно норм ГОСТ 7885-86 на сажу,Пои отношении Яг/Яз более 0,9, например 1,0, увеличиваегся падсас охлажденного теплоносителя, падает температура сушки, возрастает влажность 1,0%) и массовая доля пыли в готовом продукте (6,5%),Расстояние ат аси барабана да аси каждого паза Нп увеличивается в направлении каллектоаа с вытяжной трубой и составляет 0,8 - 1,2 от расчетного расстояния ат аси барабана до оси соответствующего паза Нп-о.Расчетное расстояние Н для каждого паза выбрано из условий сохранения постоянной осевой скорости теплоносителя вдоль поверхности барабана на всем его протяжении ат первого паза до вытяжного коллектора дымовых газов, за счет чего достигается наименьшее гидравлическое сопротивление камеры обогрева по тракту теплонос:ителя, оптимальное время контактиравания теплоносителя с поверхностью барабана и снижение теплопотерь с отходящим теплоносителем.При отношении Н;:Нл-о менее 0,8, например 0,7, увеличение площади паперечнога сечения рабоче;а пространства некомпенсирует увеличение объема теплоносителя, Это приводит к увеличению осевой скорости теплоносителя вдоль поверхности барабана, увеличивает гидравлическое сопротивление камеры обогрева по тракту теплоносителя, растут теплопотери с отходящим теплоносителем и влажность готового материала (1,0).При отношении Н 11:Нп-о более 1,2, например -1,3, увеличение объема теплоносителя не компенсирует увеличения площади поперечного сечения рабочего пространства, Это приводит к падению осевой скорости теплоносителя вдоль поверхности барабана, уменьшению коэффициента теплоотдачи и интенсивности теплообмена, изза чего возрастают потери тепла с отработанным теплоносителем. В данном случае влажность готового продукта составляет 1,0, что больше допустимого значения - 0,9; согласно норм ГОСТ 7885-86 на сажу,Расстояние между осями пазовсоставляет 0,5 - 0,8 от внутреннего радиуса свода камеры обогрева.Данное отношение выбрано из условий оптимального ведения суши сажи, равномерного распределения тепла вдоль сушильного барабана, равномерности нагрева стенки барабана.При отношении Й менее 0,5, например 0,4, увеличиваются затраты на установку и обслуживание дополнительных горелок, уменьшается расход природного газа на отдельную горелку, чта приводит к снижению энергии факела, уменьшению подсоса охлажденного теплоносителя и повышению текпературь сушки.В данном случае показатель рН 5,5, что превышаетдопустимае значение 6,0 согласно нормГОСТ 7885-86 на сажу.При отношении /Я более 0,8, например 0,9, сокращается число горелок, увеличивается нагрузка ча отдельную горелку и возникает опасность прожега обечайки, изменения структуры металла и резкого снижения его прочности, вывода барабана из строя. При этом снижается интенсивность сушки. В данкам случае влажность готового продукта составляет 1,1;.П р и м е р. Устаойства для сушки сажи опробовано для сушки Влажных гранул активной сажи в технологическом потоке мощностью 4800 кг/ч влажных гранул, При расходе природного газа ка приготовление теплоносителя 320 мз/ч,Устройство имеет следующие размеры: Нл Нп - а, Н 1-а - 1808 мм; В = 1550 мм; О = 2500 мм; Я 1 - 1,7 ЯЗ: Я 2 .= 0,8 ЯЗ; ЯЗ = =0,183 м;-0,6 Я. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Теплонаситель готовится сжиганием природного газа в горелках 6, рэзбавляется охлажденными дымовыми газами, инжектируемыми через рециркуляционные каналы 4, и через пазы 5 подается в рабочее пространство камеры обогрева тангенциально к поверхности барабана 2 по ходу его вращения, контактируя с поверхностью барабана, теплоноситель с постоянной скоростью перемещается вдоль его поверхности к коллектору 3 и удаляется из камеры обогрева через дымовую трубу.Полученные данные представлены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемое устройство для сушки сажи обеспечивает снижение расхода природного газа на 25;4, простоев оборудования в 3 раза, гидравлического сопротивления камеры обогрева по тракту теплоносителя в 5 раз, температуры высушенных гракул на 20 при сохранении физико-химических свойств готового материала. Формула изобретения 1. Устройство для сушки сыпучих материалов, состоящее из барабана и камеры Обогрева, имеющей коллектор с Вытяжной труаай, пазы для размещения горелок, распалажек.:ые тэкгенциалька к поверхности бара.-кэ, и рециркуляцлаккье кэ 1 элы. а гл и ч:- га щеес я тем, чта, с целью снижения ГИДРЭВЛИЧЕСКОГО СаагатИВЛЕКИЯ КВМЕРЫ ПО тег 1 лакасителю и павышекия зксплуатэциаккай ка.ежкасти барабана при сушке грэкулираваккай сажи, рециркуляцианкые каналы Выпалкекь перемеккога сечения, пазы страекы па Всему периметру рэдиэльнагс сечения камеры обогрева, а рэ стояние От аги барабана да аси каждого паза уВеличивае ся В кэпрэВлекии каллектООд с вь;тяжчай трубой и составляет 0,8-1,2 от расчет ага расстояния ат аси барабана да оси соответствующего па ходу теплоносителя пэзэ, рассчитываемого па формуле:ап а = п - 1) - ( ) + П Н 1. а4 2 Вгде Н-, - расчетное расстояние ат аси бэрабэкэ да аси соответствующего па ходу теплакаси-еля паза, мм;и - камер паза па ходу теплоносителя; Р - Вк.тренний радиус свода камеры оба рева, ".ж,- каружкый диамета дэрэбакэ, к м;Н 1,а - расчетное расстояние От аси баргбэкэ да аси первого го ходу теплоносителя паза, мм;2. Устройство па п.1, атл и чэ ю щее с я тем, что рециркуляционый качал выполнен са следующими соотношениями оазмерав:31 =- (1,5 - 2,0)ЯЗ, .",)2(0,6 - 0,9)Яз, где 31 - площадь поперечного сечения в)(О- да в рециркуяционный канал из рабочего пространства камеры О 5 огрева, м-Я 2плОщадь поперечного сечения вы)(Одэ из )ециркуляцлонного канала в паз, 2,Способ Показатели предлагаемый 1 асход ела.нных 4800 4800 4800 48 СО 4800 4800 4800 4800 4800 4800 320 320 320 320 320 320 3 О 320 320 320 ва;Нь Нп-о 0,7 О Я 1 э 2 1 3 1 О 1 О 1 О 1 О 1 0 1,0 17 1 э 7 1 э 7 1 7 14 1,5 ОЯ ОЯ Оэ Я ОЯ 0,8 1 э 7 1,7 ОЯ Оэ 8 0,5 О,б 0,6 06 0,6 0,6 06 Об 06 Об Об СбВла(ность гранул сажи на выкоде из барабанаэ % 1 эО Температура вь)0,2 0,2 10 0,1 0,2 1 эО 140 120 140 120 100 180 140 120 190 200 190 160 200 200 180 160 200 180 2 с; Яэ 2 Зэ7,5 3,0 6,5 6,5 3,0 7,5 8,0 5,5 7,5 6,0 30 Оэ 15 010 010 О,":2 012 Оэ 12 012 012 012 16 16 24 16 гранул сажи в барабан, кг/и Раскол триоолного газа, и,ч Отношение размеров устройстсушеннык гранул, СМассовая прочность гранул,ПМассовая доля пыли в гранулированной саже навыходе из барабана, %Показатель рНГидравлическое сопротивление камеры по тракту теплоносителя, кПаСреднемесячные простои оборудованияэ ч/мес 3. Устройство по и, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что расстояние между осями 5 пазов 1- 0,5-0,8)й. 4 5 6 7 8 9 1010 1675634 Продолжение таблицы Способ Показатели предлагаемый Прототип 1 15 16 17 11 12 13 1 Расход влажныхгранул сажи вбарабан, кг/чРасход природного газа, м /чОтношение размеров устройства: .Н:Н.,ф .8 1 О У т0,8 1,0 1,0 06 10 16 0,8 0,8, 0,8 0,8 0,4 0,5 0,8 0,9 0,9 1,00,60,6 Б. Я1:КВлажность гранул сажи на выходе и:барабана, ХТемпература высушенных гранул, СМассовая прочность гранул, НМассовая доляпыли в гранулированной саже на выходе из барабана, ХПоказатель рНгидравлическое сопротивление камеры по тракту теплоносителя, кПаСреднемесячные простои оборудования, ч/мес 4800 4800 4800 4800 4800 4800. 4800 4800 4800320 320 320 320 320 320 320 320 420 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1 э 7 117 117 1 ъ 7 1 7 17 1.7 10 10 0,2 1,0 0,1 0,2 0,2 1,1 0,2 1,4 0,2 130 110170 140 140 100 140 100 180 200 160 180 190 200 190 200 150 200 3,0 6,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 4,0 6,0 7 5 8 О 6 0 7 5 7,5 8 5 7 5 8 0 6 О О, 12 О, 12 О, 12 О, 12 О, 12 0,12 О, 12 0,50 0,60 16 16 23 16 16 16 161675634 Составитель Л; Романцевадактор С. Кулакова Техред М.Моргентал ректор М, Кучерявая Заказ 2991 Тираж ЧГЬ Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10