Установка для термообработки дисперсных материалов

Союз СоаетскихСоциалистическиеРеслублии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и 765617(51) М. Кл. Е 26 В 17/10 Гкударотеенный.комнтет пе делам изобретений н открытий(71) Заявители и Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и им. А. В. Лыкова АН Белорусской ССР г ГД 03 Нд ЯФ ЦЩЦ 1 Ц=:Я(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ1Изобретение относится к установкам для термообработки дисперсных материалов, в основном кристаллических, и может быть использовано для охлаждения и обеспыливания преимущественно после сушильных аппаратов хлористого калия, перманганата калия, сульфата аммония, поваренной соли и т.п. на предприятиях химической, пищевой, фармацевтичес. кой и других отраслей промышленности.Необходимость охлаждения и обеспыливания кристаллических материалов после сушильныхО устройств, например хлоуистого калия, вызвана следующим:1. При складировании неохлажденный (100 - 120 С) и содержащий мелкие фракции15 материал слеживается, превращается в монолит, товарные качества его снижаются; для умень. щения слеживаемости (на не полного устране. ния ее) увеличивают расход дорогостоящих антислеживателей, в частности алифатических20 аминов; в соответствии с ТУ 6 - 12 - 87 - 75 "калий хлористый, поставляемый на экспорт, не должен содержать частицы менее 0,07 мм .(допускаются не более 2,0%); в то же время хлористый калий содержит частицы (в мм)+0,063 - 4,1%; - 0,063 - 25,4%, т.е, около 30%всех частиц должно быль удалено.2. При транспортировке на склад неохлажден.ного хлористого калия выходят из строятранспортные ленты.3. Неохлажденным материалом нельзя непосредственно загружать железнодорожныевагоны,4. В некоторых случаях, например для поваренной соли, не работают фасовочные автоматы.5. При наличии мелких фракций значитель.ны потери при транспортировке и внесении впочву хлористого калия; происходит загрязнение окружающей среды.Известны установки для термообработкидисперсных материалов, в частности для охлаждения после сушки в установке кипящегослоя воздухом окружающей среды и посред.ством смешения сухого, продукта с некоторымколичеством исходного влажного материала 11,Однако, как показала практика зксплуата.ции таких установок на Березниковском ка7656 7 4 лийцом комбинате и ца объединении Ьелорус калий, они оказались нсприемлсмьггли дпя кристаллических материалов (в частности, хло. ристого калия) из-эа неустойчивого псевдоожижения; эти установки были демонтированы.Известны также установки, содержащие камеру кипящего слоя и подсоединенную к ее верхней части пневмотрубу; камера и пневмотруба снабжены индивидуальными эагрузоч. ными устройствами 2. Однако, несмотря на наличие пневмотрубы,исходньгй материал подается непосредственнов камеру кипящего слоя, что не может обеспечить псевдоожижение материала.Наиболее близкой по технической сущностик изобретению является установка для термообработки дисперсных материалов, содержащаяпневмотрубу с питателем, подсоединенную ккамере кипящего слоя переменьзого сечения,снабженной гаэораспределительной решеткой,а между пцевмотрубой и камерой кипящегослоя размещен сепаратор 3.Недостатками известной установки являютсянедостаточная интенсивность процесса и цепопцое использование тепла.Для ицтецсификации процесса термообработ.ки пневмотруба снабжена мельницей, расположенной под цитателсм, и охлаждающей рубашкой, а в камере кипяшего слоя размещеныпопые вертикальные перегородки, причем рубашка и перегородки подключены к трубопроводу охлаждающей среды, при этом большеесечение камеры в 1,2-4,0 раза превышаетменьшее еС сечение, а пнсвмотруба имеетобволлой трубопровод, подключенный к цейниже и выше мельницы11 а фиг,схематично изображена предла.гаемая установка, общий вид; на фнг. 2 и 3даны схемы установки, различные варианты;на фиг, 4 показан вид сверху каг.геры кипящего слоя; на фиг. 5 - разрез А - Л на фиг, 4;на фиг. 6 - разрез Б - Б ца фиг. 4,Установка содержит пневмотрубу 1 с пита.телем 2, патрубком 3 для подвода воздуха,мельницей 4, расположенной под питателем 2,и охлаждающей рубашкой 5 и камеру 6 киги.щего слоя с газораспределитепьной решеткой7, патрубком загрузки 8 и выгрузки 9 мате.риала, патрубками 10 подвода тегглоносителя.Между пневмотрубой 1 и камерой 6 кшишегослоя расположен сепаратор 11 с питателем.затвором 12 и промежуточный вентилятор 13,соединенный с циклоном 14, установленнымна патрубке 15 отвода теплоносителя из ка.меры кипяшего слоя 6, Камера 6 кипящегослоя выполнена с переменным сечением так,что большее ее основание в 1,2 - 4 раза лревы.шает меньшее основание. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Камера кипящего слоя содержит входной патрубок 16 охлаждаюцгей жидкости, вентиль 17, входной коллектор 18, гребенку 19, соединенную с нижней частью полых вертикаль. ных перегородок 20, гребенку 21, соединенную с верхней частью полых вертикальных перегоро. док 20, выходной коллектор 22, вентиль 23 и выходной патрубок 24.Кроме того, пневмотруба 1 имеет обводной трубопровод 25, подключенный к ней ниже и выше мельницы 4.Входной патрубок 16 охлаждающей жидкости и рубашка 4 пневмотрубы 1 подключены к трубопроводу охлаждающей среды (на чер. теке не показан).Работа установки осуществляется следуюшим образом.Исходный материал с температурой 80 - 120 С и влажностью до 3,0 - 4,0 с питателем 2 подается в пневмотрубу 1, подхватывается холодным (с температурой окружающей среды) воздухом, поступающим по патрубку 3, подсушиваясь при этом (эа счет тепла самого материала) до влажности не более 1,0% и предварительно охлаждаясь транспортирующим материал воздухом и охлаждающей жидкостью, поступающей в кольцевую рубашку 4. Отделение материала от воздуха происходит в сепараторе 11; воздух отсасывается промежуточным вентилятором 13 и выбрасывается в атмосферу, Материал иэ сепаратора 11 через латрубок 8 загрузки подастся на гаэораспределительную решетку 7 камеры кипяшего слоя 6. Так как материал предварительно подсушен до влажности не более 1,О о, он легко псевдоожижается поступающим с температурой окружающей среды через патрубок 10 воздухом, при этом происходит окончательное охлаждение материала. Матери. ал в камере 6 кипящего слоя движется в секциях, образованных полыми вертикальными перегородками 20.Охлаждагошая жидкость по входному патрубку 16 через коллектор 18 поступает в гребенку 19 и затем в нижнюю часть полых лерего. родок 20, заполняет их и выходит в верхней части перегородок 20 через гребенку 21, кол. лектор 22 и выходной патрубок 24. Количество протекающей жидкости регулируется вентилями 17 и 23.Таким образом, материал в камере 6 кипящего слоя охлаждается псевдоожижаюшим воздухом и охлаждаюшеи жидкостью. Охлажден.ный материал выгружается из камеры кипяще.го слоя через патрубок 9, а воздух вместе с уносимыми из камеры 6 кипящего слоя частицами (менее 0,07 мм, например, для.хлористого калия) по воздуховоду 15 поступает в циклон 14 и далее в атмосферу, Поскольку количество мелких частиц составляет значи тельную часть от всего количества материала,они направляются на дальнейшую переработку,например, частицы хлористого калия для гра.нуляции или растворения с последующей вакуумкристаллизацией. Камера 6 кипящегослоя выполнена с наклонными стенками таким образом, что ее наибольшее горизонтальное сечение в 1,2-4 раза превосходит наимень.шее горизонтальное сечение, равное плошадигазораспределительной решетки 7, Такое выпол.нение диктуется следующими соображениями.Скорость витания частиц хлористого калия раз.мерам 0,07 мм равна Ч = 0,286 м/с (плот.ность частиц Я = 1900 кг/м). Рекомендуемаярабочая скорость газов на уровне газораспре.делительной решетки, при которой обеспечива.ется эффективное псевдоожижение, равна1,6 - 1,7 м/с при температуре слоя 120 - 130 С.В случае охлаждения, исходя из равенства ве.совых скоростей, лри температуре воздухав слое 25 - 35 С рабочая скорость газов составляет 1,2 - 1,26 м/с. Для того, чтобы обеспечитьвынос из слоя частиц хлористого калия менее0,07 мм, необходимо, чтобы скорость газов(воздуха) в наибольшем сечении камеры кипящего слоя была бы больше скорости витаниячастиц (Ч-О,З м/с), т.е. скорость газов должна быть примерно равна 0,4 - 0,5 м/с и, следовательно, наибольшее сечение камеры кипящего слоя должно быть примерно в 3 - 2,5 раза больше наименьшего горизонтального сеченияСкорость витания частиц хлористого калияразмером 0,1 мм (следующий после 0,07 размер частиц хлористого калия) равна 0,53 м/си, следовательно, при скорости воздуха в наибольшем сечении камеры 0,4 - 0,5 м/с эти час.тицы не выносятся из камеры.Сепаратор 11 является разгрузочным и его,всегда можно таким образом рассчитать, чтобычастицы 0,07 мм и меньшего размера не улавливались. Таким образом, обеспыливаниематериала достигается как за счет установкипромежуточного сепаратора 11, так и конструкцией камеры 6.Асипящего слоя (из камерывыносятся частицы, которые частично поступили из сепаратора 11 и которые образовалисьв камере 6 кипящего слоя вследствие истирания материала), Возможность обеспыливанияматериала расширяет область использованияустановки,Спекшиеся куски материала, попадая впневмотрубу, выпадают и поступают в мельни.цу 4, измельчаются и по обводному трубопро-воду 25 воздухом транспортируются в измельченном виде в пневмотрубу 1,Для обеспечения необходимой степени подсушки материала в пневмотрубу может подаваться подогретый воздух с температурой, 765617 6 роиство и уменьшает энергозатраты, однако несколько снижает степень обеспыливания материала, так как полное обеспыливание должно быть достигнуто только в камере кипящего слоя.В установке (см. фиг. 3) измельченный в мельнице 4 материал поступает по патрубку 8 в камеру кипящего слоя 6,Такая конструкция позволяет несколько уменьшить затраты энергии на транспортировку измельченного материала.Установки (см. фиг. 2 и 3) по высоте значительно больше, чем установка, изображенная на фиг. 1, и поэтому они могут быть использованы при сравнительно небольшой произво. дительности или в случае, когда нет ограничения по высоте установки.Предлагаемая установка позволит устранить слеживаемость продукта при хранении и транспортировке, уменьшить потери при логрузочноразгруэочных работах и внесении в почву, повысить срок службы конвейерных лент, утили. зировать тепло продукта для подогрева обо. ротных рассолов, возвращаемых в технологи. ческий процесс.Внедрение установки намечено на 1979 год. 45 50 Предполагаемый экономический эффект составит 558953 тыс. руб. в год. Формула изобретения 1. Установка для термообработки дисперсныхматериалов, преимущественно хлористого кадостаточной для подсушки (например, с температурой до 50 - 60 С). В этом случае мате.риал также будет охлаждаться, так как во.первых, его температура выше температурывоздуха, и, во.вторых, тепло материала и воз 5духа будет расходоваться на испарение влаги,Интенсификация процесса происходит такжеиз.за того, что в камере размещены поверхности теплообмена - полые перегородки; как1 Оизвестно, коэффициент теплоотдачи от псевдо.ожиженного слоя к поверхностям, находящимся в слое, больше, чем псевдоожижающегоагента с частицами слоя.В качестве охлаждающей среды используется15ненасыщенный рассол, который, нагреваясь,возвращается в технологический процесс производства хлористого калия (с этой целью егонужно нагреть до температуры 35 С). Такимобразом, часть тепла утилизируется,Следовательно, полые перегородки камерыспособствуют как интенсификации процесса,так и утилизации тепла.В установке (см. фиг. 2) материал из пневмотрубы 2 непосредственно поступает в камеру 6 кипящего слоя (без промежуточного25сепаратора). Такая конструкция упрощает уст7лия, содержащая пневмотрубу с питатслем, под соединенную к камере кипящего слоя перемен. ного сечения, снабженной газораспрелепительной решеткой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса термообработки, пневмотруба снабжена мель. ницей, расположенной под питателем, и охлаждающей рубашкой, а в камере кипящего слоя размещены полые вертикальные перегородки, причем рубашка и перегородки подклю. чены к трубопроводу охлаждающей среды.2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а. я с я тем, что большее сечение камеры в 76567 8,24 раза превышает меньшее ее сечение,3. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а.я с я тем, что пневмотруба имеет обводнойтрубопровод, подключенный к ней и выше5мельницы.Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ио 189347,кл. Р 26 В 17/10, 1965.2, Авторское свидетельство СССР Хо 382894,кл. Г 26 В 17/10, 1971.3. Авторское свидетельство СССР Р 459647,кл. Р 26 В 17/10, 1973.