Установка кипящего слоя

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Акулич Петр Васильевич Драгун Владимир Леонидович Слижук Дмитрий Станиславович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена им. А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) Установка кипящего слоя, содержащая корпус с газораспределительной решеткой,разделенный на камеры вертикальными перегородками с переточными окнами, первая из которых подключена к загрузочному устройству, а последняя - к разгрузочному, причем к каждой камере подсоединены индивидуальные газоподводящий и отводящий патрубки для теплоносителя, отличающаяся тем, что первая камера выполнена цилиндрической и дополнительно снабжена мешалкой, расположенной над решеткой, а последующие прямоугольные камеры выполнены с закругленными углами, причем газораспределительная решетка каждой последующей камеры расположена ниже предыдущей.(56) 1. Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии. - М. Химия. 1979. С. 185, рис. -3. 2. А.с. СССР 524056, МПК 26 17/10, 1976 (прототип). 40422007.12.30 Полезная модель относится к технике сушки и охлаждения дисперсных и гранулированных материалов, например казеина, дрожжей, и может быть использована в пищевой,химической и других отраслях промышленности. Известна установка 1 для сушки и охлаждения дисперсных материалов, которая содержит прямоугольную камеру, разделенную на две камеры вертикальной перегородкой, к первой камере подключено загрузочное устройство, а ко второй - разгрузочное, газораспределительную решетку, подводящие и отводящий патрубки для теплоносителя. Недостатком данной установки является низкая интенсивность процесса сушки, обусловленная неустойчивостью гидродинамического режима при сушке и тепловой обработке слипающихся, комкующихся гранулированных и дисперсных материалов, и, как следствие, низкие эксплуатационные показатели. Это вызвано тем, что первая сушильная камера, в которую подается влажный материал, не имеет перемешивающего устройства. В случае слипающихся и комкующихся дисперсных материалов возможно образование застойных зон,крупных агломератов и нарушение гидродинамического режима. Камера имеет прямоугольную форму, поэтому выполнение и установка эффективных перемешивающих устройств затруднительны. Выполнение газораспределительной решетки в камерах большого размера на одном уровне затрудняет регулирование в них времени пребывания материала. Наиболее близкой к предлагаемой является сушилка кипящего слоя 2 (прототип), которая содержит прямоугольный корпус с газораспределительной решеткой, разделенный вертикальными перегородками с переточными окнами с перекрывными шиберами на камеры, первая из которых подключена к загрузочному устройству, а последняя - к разгрузочному, каждая камера имеет индивидуальные газоподводящий, для подачи агента сушки (теплоносителя), и отводящий (отработанный теплоноситель) патрубки, при этом входной участок решетки в первой камере, по крайней мере на 1/3 ее длины, выполнен с живым сечением, в 1,2-1,5 раза превышающим живое сечение остальной части решетки. Недостатками известной сушилки являются низкая интенсивность процесса сушки и эксплуатационные характеристики при сушке слипающихся и комкующихся гранулированных и дисперсных материалов. Это обусловлено отсутствием перемешивания в первой камере сушки, вследствие чего возможны комкование материала и залегание слоя при повышенной влажности материала. Выполнение камеры прямоугольной формы, как показывает практика, не позволяет организовать эффективное перемешивание слоя материала. Установка перемешивающих устройств, рабочие органы которых совершают возвратнопоступательное движение, менее эффективны, чем вращающиеся мешалки, и не так надежны в эксплуатации. Кроме того, цилиндрическая камера обеспечивает более равномерное псевдоожижение материала по сравнению с прямоугольной камерой, в углах которой возможно образование застойных зон. Следует отметить, что увеличение живого сечения решетки в зоне подачи влажного материала способствует улучшению гидродинамического режима в первой камере, но не позволяет достигнуть высокой эффективности сушки и устойчивости гидродинамического режима. Кроме того, выполнение газораспределительной решетки на одном уровне во всех камерах препятствует регулированию времени пребывания материала в камерах. Это вызвано тем, что в камерах влажность материала существенно отличается, что влечет значительное отличие в степени расширения слоя, его высоте при псевдоожижении, что создает препятствие перетоку частиц из одной камеры в другую. Задачей предлагаемого технического решения являются интенсификация процесса сушки и улучшение эксплуатационных характеристик установки за счет активизации гидродинамического режима. Задача решается следующим образом. В установке кипящего слоя, содержащей корпус с газораспределительной решеткой, разделенный на камеры вертикальными перегородками с переточными окнами, первая из которых подключена к загрузочному устройству, а последняя - к разгрузочному, причем к каждой камере подсоединены индивидуальные га 2 40422007.12.30 зоподводящий и отводящий патрубки для теплоносителя, согласно предлагаемому техническому решению первая камера выполнена цилиндрической и дополнительно снабжена мешалкой, расположенной над решеткой, а последующие прямоугольные камеры выполнены с закругленными углами, причем газораспределительная решетка каждой последующей камеры расположена ниже предыдущей. Выполнение первой камеры цилиндрической и снабжение ее мешалкой, расположенной над решеткой, обеспечивают интенсивное перемешивание и равномерное и устойчивое псевдоожижение гранулированных и дисперсных материалов, склонных к слипанию и комкованию, которые подаются в первую камеру. Подсохший в первой камере материал поступает в следующие камеры прямоугольной формы. В углах прямоугольной камеры вследствие неравномерного газораспределения при повышенных адгезионных свойствах материала возможно его залегание. Поэтому для исключения образования застойных зон прямоугольные камеры выполнены с закругленными углами. Расположение газораспределительной решетки каждой последующей камеры ниже предыдущей создает благоприятные условия для перетока частиц материала из одной камеры в другую через переточные окна, позволяет более точно регулировать и обеспечить требуемое время пребывания материала в камерах, а следовательно, время тепловой обработки частиц. Это повышает равномерность и интенсивность сушки частиц материала и качество продукта. В результате возрастают интенсивность сушки и эксплуатационные показатели установки. Следует подчеркнуть, что только в совокупности всех существенных отличительных признаков достигается решение задачи. На фиг. 1 схематично представлен общий вид предлагаемой установки кипящего слоя. На фиг. 2 показано выполнение первой камеры цилиндрической и последующих прямоугольных камер с закругленными углами (разрез А-А). Установка содержит корпус, разделенный на цилиндрическую камеру 1, в которой расположена мешалка 11, снабженная электроприводом 12, и последующие прямоугольные камеры с закругленными углами 2 и 3, разделенные вертикальными перегородками 4 и 5, внизу которых расположены переточные окна 6 и 7. В нижней части каждой из камер 1, 2 и 3 установлены газораспределительные решетки 8, 9 и 10, предназначенные для подачи сушильного агента (теплоносителя или охлаждающего воздуха) и равномерного его распределения в сушильной камере. В верхней части цилиндрической камеры 1 расположено загрузочное устройство 13 для подачи в нее влажного материала, а в нижней части камеры 3 установлено разгрузочное устройство 14. Патрубки 15, 16 и 17 расположены соответственно под газораспределительными решетками и предназначены для подачи теплоносителя. Отвод теплоносителя осуществляется через патрубок 18, расположенный в верхней части камеры 3. В верхней части каждой из камер 1, 2 и 3 установлены регулировочные шиберы 19, предназначенные для регулирования расхода теплоносителя и его распределения между камерами. Установка работает следующим образом. В сушильную цилиндрическую камеру 1 подается влажный дисперсный или пастообразный материал с помощью загрузочного устройства 13, где перемешивается вращающейся мешалкой 11, снабженной электропроводом 12. Выполнение камеры цилиндрической формы и перемешивание материала вращающейся мешалкой создают равномерное и устойчивое его псевдоожижение. При сушке пастообразных материалов, например дрожжей, казеина, в качестве загрузочного устройства 13 применяется экструдер, формирующий гранулы требуемого размера. Подсохший материал через переточное окно 6 вертикальной перегородки 4 поступает в прямоугольную камеру 2 с закругленными углами, в которой осуществляется процесс сушки, и далее через переточное окно 7 вертикальной перегородки 5 поступает в прямоугольную камеру 3, где осуществляются окончательная досушка и охлаждение материала. Образование застойных зон в углах прямоугольных камер 2 и 3 исключается вследствие выполнения их закругленными. Вывод высушенного материала производится из нижней части камеры 3 с помощью раз 3 40422007.12.30 грузочного устройства 14. Теплоноситель (нагретый воздух) подается по подводящим патрубкам 15 и 16 в камеры 1 и 2 под газораспределительные решетки 8 и 9. Охлаждающий воздух подается в камеру 3 по патрубку 17 под газораспределительную решетку 10. Газораспределительные решетки 8, 9 и 10 каждой последующей камеры расположены ниже предыдущей, что создает благоприятные условия для перетока влажного материала из предыдущей камеры в последующую. Расход теплоносителя и его распределение между камерами осуществляются с помощью регулировочных шиберов 19. Отработанный теплоноситель отводится из установки через патрубок 18. Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить интенсивность процесса сушки высоковлажных дисперсных и гранулированных материалов, склонных к слипанию и комкованию, увеличить съем влаги с единицы рабочего объема камеры, улучшить эксплуатационные характеристики установки за счет активизации гидродинамического режима, в частности в производстве сухих дрожжей, казеина. Данная установка может быть использована для сушки дисперсных и гранулированных материалов в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4