CN1059026A - 用过热蒸汽干燥潮湿的颗粒材料的设备 - Google Patents

Abstract

一种用过热蒸汽干燥具有非一致颗粒尺寸的潮 湿的颗粒性材料的设备，该设备包括一个圆筒形的容 器(2)，容器(2)具有多个平行的，大体上垂直的、呈环 形布置的细长室(6)，一个或多个室(7)具有封闭底， 而其余的室具有可渗透蒸汽底(8)，其特征是，用于产 生基本上平行于室底(8)的过热蒸汽流的装置设置在 至少一些具有可渗透蒸汽底(8)的室(6)的最低部 位。

Description

本发明涉及一种用过热蒸汽干燥具有非一致颗粒尺寸的、潮湿的颗粒性材料的设备。该设备包括一个圆筒形容器，该容器具有若干个平行的、大体上垂直的、呈环形布置的细长室，其中的一个或多个室具有封闭的底，而其余的室则具有可渗透蒸汽的底，相邻室通过位于室下端的室壁上的孔内连通起来，而室的上端则与传送区相连;还包括向具有可渗透蒸汽的底的室供应潮湿的颗粒材料的装置;将干燥后的材料从具有不透蒸汽底的室中排放出来的装置;向可渗透蒸汽室底下方区域供应过热蒸汽的装置;从传送区排放蒸汽的装置;以及重新加热排放出蒸汽的装置和把重新加热的蒸汽再次返送到可渗透蒸汽室底下方区域的装置。

上述类型的设备已经在欧洲专利说明书NO.0153704中公开。该现有设备特别适合于在提炼糖时干燥由制糖甜菜片与水形成的甜菜浆，该设备也适合于从若干种敏感的有机材料中去掉水之外的其他液体。

该现有设备具有的优点是，颗粒材料被干燥时不同空气发生接触，因此，干燥期间，能够避免材料的氧化。该设备的另一个重要的优点是，由于干燥是在基本上封闭的系统中进行的，因此，在环境方面是非常受欢迎的。此外，当干燥甜菜浆时所产生的过剩蒸汽非常的纯净，因此，它能够用于糖汁的浓缩，而且，如此形成的冷凝物与例如用转鼓干燥甜菜浆时所形成的析出产品相比，不会产生讨厌的气味。

当干燥颗粒性的、含水的有机材料时，重要的是使所有的材料都达到高的干物质含量，例如90%以上，以确保干燥后的材料的耐贮性。

换句话说，仅得到平均具有较高干物质含量的干燥材料是不够的。

当在上述类型的设备中干燥具有不同颗粒尺寸的颗粒材料时，在颗粒材料通过室壁最下部位的孔从一个干燥室移向另一个干燥室的同时最好使最轻的颗粒在干燥室的上部区域干燥，而使粗大颗粒主要在干燥室的底部干燥。

然而，实践中发现，材料中粗大的颗粒有时候非常快地通过现有设备以致于一部分大颗粒在抵达排放室之前不能充分地干燥。有人曾试图用提高蒸汽与潮湿材料的比率的办法来解决这一问题，但是，却导致了所不希望的能耗增加。

也有人曾试图沿材料的流动方向逐渐减小室壁上的孔的尺寸，以期增加材料在干燥室内的停留时间，然而，却增加了材料在干燥室的壁上形成涂层的风险，这样，材料的流动就会逐渐受阻。

本发明的目的是，以适度的能量消耗获得干燥的颗粒材料，基本上所有的颗粒都达到所希望的高的干物质含量。

根据本发明，这一目的是用一台上述类型的设备实现的，该设备的特征在于，用以产生基本上平行于室底的过热蒸汽流的装置，设置在至少一些具有可渗透蒸汽底的室的最低部位。

本发明是基于这样的发现：如果把一部分过热蒸汽引入具有可渗透蒸汽底的室内，气流平行于室底流动则能够影响材料在各个室内的运动，使粗大的颗粒在每一个干燥室内保持所希望的一段时间。这样，一般来说，所有的颗粒在它们离开最后一个干燥室而进入排放室之前，都能够达到所希望的高的干物质含量。

当干燥制糖的甜菜片时，为了获得令人满意的干燥产品，通常希望增加材料在最后一个干燥室内的停留时间，并且，把蒸汽流指向上游侧室壁上的孔就可实现这一停留时间的延长。

在第一干燥室内，材料有集聚的趋势，因此，在这些室内，可能希望使用指向下游侧室壁上的孔的蒸汽流，以此减小材料在这些室内的停留时间。

从以上讨论可以看出，所说装置在有些情况下可以用来延长材料在干燥室内的停留时间，而在另一些情况下，则可以用来缩短材料在干燥室内的停留时间。而且，在同一台设备上，可以在一些室内设置用以延长材料停留时间的装置，而在另一些室内设置用以延长材料停留时间的装置。此外，所说装置在有些干燥室内还可以省去。由上述装置产生的蒸汽流不仅影响材料的停留时间，而且也向材料提供热能，因此，这些蒸汽流的配置不会产生令人讨厌的热经济问题。

图1表示当在本发明的设备中干燥制糖甜菜片时，材料的相对量与停留时间之间的相对关系。

从图1中可以看出，大部分材料的干燥时间是短的和均匀的，而且，已经发现即便在这样短的时间内，所有颗粒仍然能够获得均匀一致的和充分的干燥。

本发明设备的一个特别的最佳实施例包括一个中空件，该中空件具有一个向下和向外倾斜的上表面，该中空件设置在每一个具有可渗透蒸汽底的干燥室的中央部位，其特征在于中空件的下表面位于干燥室底的上方并与室底有一个短的距离;在上述下表面和干燥室底之间的空间内设置有导向装置。

在本发明设备的这一实施例中，一部分供应到可渗透蒸汽室底下方空间的蒸汽将向上移动，进入中空件下方的空间。在此空间中，蒸汽将由导向装置，比如导向片沿与导向装置的位置相应的方向，以蒸汽流的方式加以引导。

在每一个干燥室内，最好以导向片的形式设置若干个导向装置。导向装置可以附着在中空件的下面上或者附着在室底上，而且，在本发明的特别的最佳实施例中，这些导向片的角度位置是可调的。

导向装置可以同例如一个能够从设备的外面进行操纵的调整装置相连。这一特别的最佳实施例使得导向装置的角度位置能够根据材料的起始特点，比如液体含量、颗粒尺寸，热敏感性等进行调整，进而对材料的向前运动进行调整。

当要干燥含水的颗粒材料时，需要用过热的水蒸汽，当要干燥含非水液体的材料时，要用存在于材料内的液体的过热蒸汽。

下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，图中：

图1示出了在本发明的工业设备中干燥制糖甜菜片时，材料的相对量与材料的停留时间之间的关系曲线图。

图2示出了本发明的设备的一个最佳实施例的透视的局部剖面图。

图3示出了图2所示设备的垂直剖面图。

图4示出了沿着图3所示设备的Ⅳ-Ⅳ线的水平剖面图。

图5示出了沿着图3所示设备的Ⅴ-Ⅴ线的水平剖面图。

图6示出了本发明设备上的一个干燥室的透视简图。

图7示出了本发明设备上的干燥室的最低部分的垂直剖面图。

图8示出了沿图7所示干燥室的Ⅷ-Ⅷ线的水平剖面图。

图1所示的曲线示出了下述实验的结果：向给定量的制糖甜菜片中添加给定量的氯化锂，并间隔测量从设备中排放出的材料中锂的含量，作出锂含量（表达为ppm  Li）对时间的函数曲线。

从图1中可以看出，没有制糖甜菜片在设备中停留超过12分钟，而且，大部分制糖甜菜片的停留时间在3-7分钟之间。

图中所示的设备包括一个标号为1的底部件，标号为2的圆筒形部件，标号为3的圆锥形部件和标号为4的顶部件。

圆筒形部件2被分成十五个干燥室6和一个排入室7，干燥室6借助于垂直室壁5顺序地连在一起，排放室7位于第一个干燥室和最后一个干燥室6之间。干燥室6的底为钻有孔的底8，一个中空件9设置在上述室底8的上方中央，该中空件具有一个向下和向外倾斜的上表面和一个位于有孔室底8上方的、与室底8有一短距离的下表面。干燥室6延伸到设备的圆锥形部件3中，每一个干燥室6又由倾斜的分隔板11分隔成向下渐缩的小室10，分隔板11上设置有加热件（未示出）。在圆筒形部件2和圆锥形部件3之间的过渡区内，相邻的干燥室6和排放室7通过室壁5上的孔12内连通。

一个可旋转地安装在排放管14内的螺旋输送器13设置在排放室7的底部。该设备的圆筒形部件2的上部还设有一个相应的螺旋输送器15，该输送器15位于一个通入第一干燥室6上部的喂入管16内。

管形热交换器20安装在圆筒形部件2，圆锥形部件3和一部分顶部件4的中心部位。该热交换器与一个提供过热蒸汽的管子21相连。过热蒸汽、正如下面解释的那样，流过大量的热交换管22从设备的顶部件4传递到底部件1，与此同时，热交换管22被管子21供给的过热蒸汽加热。此外，热交换器20还同一个从热交换管22的周围区域排放冷凝物的管子（未示出）相连。

顶部件4由板30分隔成一个中心室31和一个传送室32。一个静止的填充件33设置在中心室31内热交换器20的上端。该填充件33的外表面设有多个导流片34。这些导流片34具有这样的形状和间隔，即能够在板30以里的空间内，借助于从传送室32向上进入填充件33和板30之间的空间的蒸汽形成一个旋风区。

板30紧靠在一个旋流器40上，中心室31通过板30上的和旋流器40上的孔41与旋流器40的内部连通。旋流器具有一个圆锥形下区段42，该下段42过渡到一个稍稍呈漏斗形的区段43，区段43通到排放室7的一个小室10内。圆锥形下区段42和漏斗形区段43之间的过渡区内设有一个供应压力气体的管子44，以便在旋流器40的圆锥形下区段42和漏斗形区段43之间的过渡区内产生一个喷射效应。

在设备的顶部件4的顶部设有一个用以排放过量蒸汽的管子45。

设备的底部件1包括一个漏斗形区段50，该区段50从热交换器20的下端开始向下延伸到一个离心式鼓风机51的内部。离心式鼓风机51具有一个由两块环形板52和53组成的转子，两块环形板之间，安装有叶片54。

转子51安装在一根安有楔槽皮带轮56的轴55上，皮带轮由马达58通过一对V形皮带57驱动。转子51由蒸汽扩散室59包围，在该室59内设有具有孔61的导向板60。

从图2、图6、图7和图8可以看出，干燥室的室壁5上设有孔62，借助于此孔，未干燥的材料能够从一个干燥室6转移到另一个干燥室6。这些孔62或者这些孔中的一些在材料的流动方向上逐渐减小尺寸，参看图8，图中材料的流动方向用箭头71表示。

从图8上还可以看出，中空件9的下面设有导向片63，该导向片用来把穿过有孔室底的过热蒸汽以水平蒸汽流的形式、引向干燥室的上游侧室壁5上的孔62。

本发明装置的工作过程如下：

将起始的颗粒材料用螺旋输送器15和喂入管道16输送到顺序相连的干燥室6中的第一干燥室的上部。在干燥室内，送进来的材料经受通过有孔底8而送入干燥室内的过热蒸汽的影响。中空件9使材料回旋运动，如图6中箭头70所示。一部分材料将因为太重而不能保持悬浮状态，而向干燥室底8移动。在这种主要发生在干燥室的中心部位的向下的移动过程中，材料将击打在中空件9的倾斜的上表面上并滑下该面。

经过中空件9的最低边之后，材料将受到从中空件9下方的室底8流入的过热蒸汽流的影响，所说蒸汽流借助于导向片63流向相邻干燥室6的室壁5，借此，使得一部分比较粗大的材料通过室壁5上的孔62进入下一个（第二个）干燥室6。

进入第二个干燥室6的比较粗大的材料将以同样的方式流向第三干燥室，依次类推。

材料在干燥室6内干燥期间，颗粒将逐渐减少重量，最轻的颗粒将向上进入设备的锥形部件3。一旦到达设备的该部件3，一部分材料将落在隔离板11的上表面，此外上移气流是弱的。因此，材料将被进一步地加热和干燥，当处于干燥状态时，它将向着设备的圆筒形部件2滑下，并通过孔12流进下一个干燥室，如此类推。

大的颗粒主要保持在干燥室的最低部位，此处，它们的运动将受到由导向片63形成的蒸汽流的影响。

实践发现，90%以上（以干物质为基准）的材料是通过干燥室下端的孔62及通过设在圆锥形部件3与圆筒形部件2之间的过渡区域内的孔12进行输送的。因此，只有相当小一部分材料进入传送区，而大部分材料向上进入中心室31。

在排放室7的上方区域将没有向上移动的蒸汽流，因为该室的底是封闭的，当干燥的材料进入排放室7时，它们将向着该室的底移动。

通过干燥室的最低端的孔62、通过设在圆锥形部件3和圆筒形部件2的过渡区内的孔12或通过传送室32引入排放室7的材料，在排放室7的底部由一个安装在排放管14内的螺旋输送器13进行排放。

由于有传送室32，来自干燥室6的蒸汽将向上进入中心室31，并因此扫过导流叶片34，导流叶片34使蒸汽流沿着板30的内表面回旋运动，借此，使得输送的颗粒被引向板30，当扫过开口41时，颗粒将落入旋流器40内，它们将落到旋流器的底部。借助于由管子44供给的气体这些颗粒从旋流器输入排放室7。

从固体颗粒中，脱离出的蒸汽由离心式鼓风机从中心室31向下抽进热交换器20。热蒸汽在穿过热交换器20的路途中，被管子21供应的蒸汽或其它加热媒介过度地加热。

在离心式鼓风机51中产生的蒸汽流通过蒸汽扩散室59进入干燥室6的有孔底8下方的区域，并从该区域向上进入干燥室6。

由颗粒材料中的液体蒸发所产生的过多蒸汽，通过设备顶部件4上的管子45排放。

Claims (5)

1、一种用过热蒸汽干燥具有非一致颗粒尺寸的潮湿的颗粒性材料的设备，该设备包括一个圆筒形容器，该容器具有若干个平行的、大体上垂直的、呈环形布置的细长室，其中的一个或多个室具有封闭的底，而其余的室具有可渗透蒸汽的底，相邻的室通过位于室下端的室壁上的孔内连起来，而室的上端与传送区相连；该设备还包括向具有可渗透蒸汽的底的室供应潮湿的颗粒材料的装置；用来将干燥后的材料从具有不渗透蒸汽的底的室中排放出来的装置；用来向室的可渗透蒸汽的底的下方区域供应过热蒸汽的装置；用来从传送区排放蒸汽的装置；以及用来重新加热排放出来的蒸汽的装置和把重新加热后的蒸汽返送到可渗透蒸汽室底下方区域的装置，其特征在于，用以产生基本上平行于室底的过热蒸汽流的装置设置在至少一些具有可渗透蒸汽底的室的最低部位。

2、根据权利要求1所说的设备，包括一个具有向下和向外倾斜的上表面的中空件，该中空件设置在具有可渗透蒸汽底的室的中心部位，其特征在于，该中空件的下表面位于室底的上方并与室底有一短的距离;在所说下表面和室底之间的空间设置有导向装置。

3、根据权利要求2所述的设备，其特征在于，上述导向装置由一个或多个安装在中空件下表面上的导向叶片组成。

4、根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，上述导向装置是可调的。

5、根据权利要求4所述的设备，其特征在于，上述导向装置可以从设备的外面进行调整。

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