CZ20032026A3 - Způsob sušení, dehydratace a třídění sypkých surovin a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Způsob sušení, dehydratace a třídění sypkých surovin, zejména přísad pro výrobu maltovin a keramiky probíhá ve dvou souproudých fázích. V první fázi je surovina předsoušena a/nebo částečně dehydratována ve vznosu, dispergovaná do jedné části sušicích plynů, a přitomje tříděna na dvě velikosti frakce o různé vlhkosti, z nichž alespoňjedna může být celá nebo z části odváděna jako konečný produkt a zbývající surovinaje podrobena druhé souproudé části, v níž je dosoušena a/nebo dehydratována, a následně odváděna jako konečný produkt. Zařízení k provádění způsobu sestává alespoň ze sušicího kanálu (4) s cyklonovým odlučovačem (11), z bubnového sušiče (8) a ze zdroje (1) primárních sušicích plynů. Na zdroj (1)je napojena směšovací komora (2) s prvním děličem (7) surovin a s přívodem (3) dalších plynů, z níž vychází jednak vyústění do vstupní komory (9) bubnového sušiče (8),jednak sušicí kanál (4) s primárním přísunem (6) surovin a s třídicími štěrbinami (5). Na sušicí kanál (4)je v horní Části připojen cyklonový odlučovač (11) s druhým děličem (12) surovin na výstupu, kde první i druhý dělič (7, 12) surovinje opatřen jednak vratným potrubím (91) vyústěným do vstupní komory (9), jednak odváděcím potrubím (13) konečného produktu, přičemž výstupní potrubí (15) brýd z horní části cyklonového odlučovače (11)je vybaveno potrubním děličem (16) plynů, opatřenýmjednak přímým potrubním ramenem (21) vstupujícím do odprašovacího zařízení (14), vybaveného odváděcím potrubím (13) a odtahovým ventilátorem (28), jednak sekundárním potrubím (17), připojeným k odtahovánu plynovému potrubí (24) z výstupní komory (10) bubnového sušiče (8) ústícímu do odprašovacího zařízení(14).

Description

Vynález se týká způsobu sušení, dehydratace a třídění sypkých surovin, zejména přísad pro výrobu maltovin a keramiky. Dále se týká zařízení k provádění uvedeného způsobu.

Dosavadní stav techniky

Při mletí portlandského nebo speciálního slínku při výrobě cementu nebo při 15 výrobě maltovin a keramiky se přidávají hydraulické nebo hydraulicky aktivní přísady, plniva, pucolány a síran vápenatý, které jsou v původním stavu zpravidla vlhké a mohou obsahovat odtřiditelné nežádoucí podíly. Nadměrnou vlhkost těchto přísad, neodpařitelnou teplem vzniklým při mletí, je nutné odstranit jejich předsušením před mletím. K předsušení těchto látek ze používají zpravidla bubnové sušiče s vestavbami, ne kterých se teplo ze sušících plynů předává konvekcí na povrch vrstvy sušícího materiálu a na povrch pláště a vestaveb bubnových sušičů. Nevýhodou je málo intenzivní předávání tepla, což vede k velkým rozměrům a hmotnosti sušiče.

Jiným známým způsobem je sušení v disperzi sušících plynů. Nevýhodou je problematická regulace sušení při větších změnách vlhkosti či zrnitosti, což je důvodem, proč tento způsob není příliš rozšířený.

Pro kontinuální výrobu kvalitní rychle tuhnoucí sádry, s regulovatelným podílem jednotlivých typů hemihydrátů a anhydrátů CaSO^, z polydisperzních surovin přírodních či umělých, např. citrosádry, fosfosádry, energosádry, zatím průmyslově realizovatelný hospodárný způsob chybí.

tttttt « tt tt • tttttttt tttt tttt • · tt · · tttttt · tttt tt • tttt tttttt · • tttt · • tt tt*

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob sušení, dehydratace a třídění sypkých 5 surovin, zejména přísad pro výrobu maltovin a keramiky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že probíhá ve dvou souproudých fázích, kdy v první fázi je surovina předsoušena a/nebo částečně dehydratována ve vznosu, dispergovaná do jedné části sušících plynů, a přitom je tříděna na dvě zmitostní frakce o různé vlhkosti, z nichž alespoň jedna může být celá nebo zčásti odváděna jako konečný produkt a zbývající surovina je podrobena druhé souproudé fázi. V ní je dosoušena a/nebo dehydratována, a následně odváděna jako konečný produkt.

v

Část brýd z první fáze může být recyklována přidáním k primárním sušícím plynům používaným v první a/nebo druhé fázi, přičemž k brýdám z první a/nebo druhé fáze může být přidáván teplý vzduch zchlazení přísad. Tento vzduch přidávaný k čerstvým Či recyklujícím sušícím plynům je předehříván teplem z kondenzace vodní páry obsažené v odváděných brýdách.

K. provádění popsaného způsobu lze použít zařízení, které sestává alespoň ze sušícího kanálu s cyklonovým odlučovačem, z bubnového sušiče a ze zdroje primárních sušících plynů, u kterého podstata vynálezu spočívá vtom, že na zdroj primárních sušících plynů je napojena směšovací komora s prvním děličem surovin a s přívodem dalších plynů. Ze Směšovací komory vychází jednak vyústění do vstupní komory bubnového sušiče, jednak sušící kanál s primárním přísunem surovin a s třídící štěrbinou. Na sušící kanál je v horní části připojen cyklonový odlučovač s druhým děličem surovin na výstupu. První i druhý dělič surovin je opatřen jednak vratným potrubím vyústěným do vstupní komory bubnového sušiče, jednak odváděcím potrubím konečného produktu. Výstupní potrubí brýd z horní části cyklonového odlučovače je opatřeno potrubním děličem plynů, opatřeným jednak přímým potrubním ramenem vstupujícím do odprašovacího zařízení vybaveného odváděcím potrubím konečného produktu a odtahovým ventilátorem, jednak sekundárním potrubním ramenem připojeným k odtahovému plynovému potrubí z výstupní komory bubnového sušiče ústícímu do odprašovacího zařízení.

» · φφφ • φφφφ φφφφ Φ·· φ • φ Φφφ φφφφ • φφφ φ φφ φ φφ φφ

V zařízení může být do přímého potrubního ramena mezi potrubním děličem plynů a odprašovacím zařízením vložen třetí dělič plynů s prvním ramenem napojeným do směšovací komory a s druhým ramenem napojeným do vstupní komory bubnového sušiče. Mezi druhým děličem plynů a potrubním děličem plynů je pak na potrubním ramenu umístěn recirkulační ventilátor napojený sáním na potrubní dělič plynů a výtlakem na druhý dělič plynů.

Výstupní komora bubnového sušiče může být opatřena chladičem konečného produktu.

Mezi odprašovací zařízení a odtahový ventilátor lze napojit kondenzační tepelný 10 výměník opatřený vstupním hrdlem okolního spalovacího vzduchu a výstupním hrdlem spalovacího vzduchu napojeným na zdroj primárních sušících plynů.

Výhodu podstatného urychlení procesu dehydratace a sušení a zlepšení kvality produktů tohoto procesu lze připsat dvoufázovému souproudému způsobu a zařízení, které tento způsob umožňuje. Přestup tepla v kanále a v odlučovači neprobíhá jen konvekcí přes povrch vrstvy přísady a povrchy zařízení, ale přímo do řádově většího úhrnného povrchu všech částic přísady přivedené přívodem. Využitelné teplo sušících plynů je odevzdáno částicím přísady během několika sekund a jemná frakce odváděná z odlučovače může navíc ihned sloužit jako využitelný produkt. V případě potřeby s ní může být řízeně nakládáno jiným způsobem. Lze jí odvádět jako nežádoucí nečistoty mino systém, nebo může být dále sušena v bubnovém sušiči při jiné vstupní teplotě sušících plynů. Tyto výhody u žádného dosud známého způsobu nejsou.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže popsán pomocí připojených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněno zařízení v základním provedení, na obr. 2 je zařízení s třetím děličem plynů, na obr. 3 zařízení s chladičem napojeným na výstupní komoru bubnového sušiče a na obr. 4 je zařízení s napojeným kondenzačním tepelným výměníkem.

• · · • ···· ····«·· ’ ·:.· ·-.· :

Příklady provedení vynálezu

Zařízení k sušení, dehydrataci a třídění sypkých surovin, které se používají hlavně pro výrobu maltovin a keramiky, sestává minimálně z několika základních Částí.

Sušícího kanálu 4 opatřeného cyklonovým odlučovačem ££ , bubnového sušiče 8 a ze zdroje i primárních plynů. Na zdroj i primárních sušících plynů je napojena směšovací komora 2 opatřená přívodem 3 dalších plynů a prvním děličem 7 surovin. Ze směšovací komory 2 vychází jednak v dolní části vyústění do vstupní komory 9 bubnového sušiče 8 , jednak v horní části zmíněný sušící kanál 4 spojený se směšovací komorou 2 třídící štěrbinou 5 a opatřený primárním přísunem 6 surovin. Cyklonový odlučovač ££ je připojen k horní části sušícího kanálu 4 a na jeho výstupu se nachází druhý dělič £2 surovin. Oba děliče 7,12 , nacházející se na výstupu ze směšovací komory 2 a na výstupu z cyklonového odlučovače li , jsou opatřeny jednak vratným potrubím 91 vyústěným do vstupní komory 9 bubnového sušiče 8 , jednak odváděcím potrubím 13 konečného produktu. Výstupní potrubí £5 brýd z horní Části cyklonového odlučovače

H je vybaveno potrubním děličem 16 plynů , z něhož vystupuje jednak přímé potrubní rameno 21, jednak sekundární potrubní rameno £7. Přímé potrubní rameno 21 vstupuje do odprašovacího zařízení 14 s odváděcím potrubím £3 konečného_produktu a s odtahovým ventilátorem 28 . Sekundární potrubní rameno £7 se připojuje k odtahovému plynovému potrubí 24 vystupujícímu z výstupní komory 10 bubnového sušiče 8 . Odtahové plynové potrubí 24 s napojeným sekundárním potrubním ramenem 17 ústí do odprašovacího zařízení 14 .

Výstupní komora JO může být v jiném příkladu provedení opatřena chladičem 20 výsledného produktu, jak je v detailu znázorněno na obr. 3.

Jak je vyobrazeno na obr. 2, může být v alternativním provedení do přímého potrubního ramena 2£ mezi potrubním děličem 16 plynů a odprašovacím zařízením 14 vložen třetí dělič 18 plynů s prvním ramenem 25 napojeným do směšovací komory 2 a s druhým ramenem 26 napojeným do vstupní komory 9 bubnového sušiče 8 . Pak je mezi třetím děličem 18 plynů a potrubním děličem 16 plynů umístěn na potrubním ramenu 21 recirkulační ventilátor £9 napojený sáním na potrubní dělič 16 plynů a výtlakem na třetí dělič plynů £8.

• 9 *99 · ♦ · 9 • 9··· 99 9 · 99 • · « 9 9 9 •999 9 99 ·

Mezi odprašovací zařízení 14 a odtahový ventilátor 28 může být napojen kondenzační tepelný výměník 29 opatřený vstupním hrdlem 30 okolního spalovacího vzduchu a výstupním hrdlem 31 spalovacího vzduchu napojeným na zdroj 1 primárních sušících plynů.

Surovina dávkovaná přes přísun 6 sušícím kanálem 4 do směšovací komory 2 je dispergovaná proudem teplých plynů z přívodu 3 a za intenzivního sušení je aerodynamicky tříděna nad štěrbinou 5 na jemnější frakci, která je unášena do cyklonového odlučovače ϋ , a na hrubší frakcí, která propadá štěrbinou 5 do prvního děliče 7 surovin. Tento první třídící efekt lze regulovat šířkou štěrbiny 5 . Jemná frakce, odloučená z disperze v cyklonovém odlučovači li , je prostřednictvím druhého děliče 12 buďto svedena k dosoušení do bubnového sušiče 8, nebo je odvedena jednou z větví odváděcího potrubí 13 jako jeden z konečných produktů. Hrubší frakce zachycená ve směšovací komoře 2 prvním děličem 7 je rovněž buďto svedena k dosoušení do bubnového sušiče 8, nebo je odvedena další z větví odváděcího potrubí 13 jako druhý z konečných produktů. V bubnovém sušiči 8 , opatřeném zdvihacími vestavbami, je polosuchý materiál v souproudu dosušován na požadovanou vlhkost. Jeho nejjemnější frakce jsou proudem plynů unášeny do odprašovacího zařízení J_4 a přidávány jednou z větví odváděcího potrubí 13 ke konečnému produktu z druhého děliče 12 . Ostatní frakce nacházející se ve výstupní komoře 10 bubnového sušiče 8 jsou odváděny přímo nebo přes chladič 20 jako třetí z konečných produktů. Ten lze v potřebném poměru mísit s produkty z děličů 7 a 12 .

Horké sušící plyny získané spalováním nebo přívodem zvenčí a smíchané s okolním vzduchem nebo vzduchem předehřátým v sušícím procesu se spolu se vzduchem ze zdroje i primárních plynů se ve směšovací komoře 2 smíchají s okolním nebo předehřátým vzduchem nebo s částí brýd přivedených přívodem 3 . Požadovaná teplota je řízena nastavením klapek umístěných v přívodních či odtahových potrubích. Ze směšovací komory 2 jsou takto ochlazené plyny rozděleny podle podtlaků seřízených nastavením klapek mezi sušící kanál 4 a vstupní komoru 9 bubnového sušiče

8 . Podíl brýd, tedy i teplota a rosný bod sušících plynů vstupujících do bubnového sušiče 8 , může být upraven separátním přívodem brýd z třetího děliče J_8 . Plyny • · · · · · φ • φφφφ φ φ φ · φ φ • φφφφ φ •φφφ φ .φ φ φφ βφ odloučené z disperze vcyklonovém odlučovači Η. a plyny odtahované z výstupní komory 10 bubnového sušiče 8

Plyny odloučené z disperze v cyklonovém odlučovači li a plyny odtahované z výstupní komory bubnového sušiče 8 jsou odváděny do odprašovacího zařízení 14 , nebo jejich část může být potrubním děličem 16 plynů vrácena do sušícího procesu recyklací přes třetí dělič 18 plynů a směšovací komoru 2 ,

K. biýdám odváděným z výstupní komory K) nebo z cyklonového odlučovače ϋ může být zčásti přidáván vzduch předehřátý v chladiči 20 produktu.

Protože přestup tepla ze sušících plynů v sušícím kanále 4 a v odlučovači ϋ 10 neprobíhá jen konvekcí přes povrchy vrstvy přísady a povrchy zařízení, nýbrž přímo do řádově většího úhrnného povrchu všech částic přísady vedené kanálem 4 , odevzdá se využitelné teplo sušících plynů částicím přísady během několika sekund a jemná frakce odváděná z cyklonového odlučovače ϋ jako jeden z konečných produktů, nebo je odváděna jako nežádoucí nečistoty mimo systém. Konečně může být dále sušena či dehydrována v bubnovém sušiči 8 při jiné vstupní teplotě sušících plynů na jiný konečný produkt.

Hrubší frakce z prvního děliče ]_ může být opět celá nebo zčásti zavedena do bubnového sušiče 8 nebo odvedena jako nežádoucí mimo systém.

Popsaným způsobem na popsaném zařízení je sušení či dehydratace urychlena a 20 kvalita produktu zlepšena přesnějším řízením teplot v jednotlivých fázích procesu a vytříděním nežádoucích příměsí.

Průmyslová využitelnost 25

Způsob a zařízení kjeho provádění podle vynálezu lze uplatnit průmyslově pro zpracování surovin a přísad pro výrobu maltovin a keramiky.

Claims (8)

1. Patentové nároky

   1. Způsob sušení, dehydratace a třídění sypkých surovin, zejména přísad pro výrobu maltovin a keramiky, vyznačující se tím, že probíhá ve dvou souproudých

   5 fázích, kdy v první fázi je surovina předsoušena a/nebo částečně dehydratována ve vznosu, dispergovaná do jedné části sušících plynů, a přitom je tříděna na dvě zmitostní frakce o různé vlhkosti, z nichž alespoň jedna může být celá nebo zčásti odváděna jako konečný produkt a zbývající surovina je podrobena druhé souproudé fázi, v níž je dosoušena a/nebo dehydratována, a následně odváděna jako konečný produkt.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že část brýd z první fáze je recyklována přidáním k primárním sušícím plynům používaným v první a/nebo druhé fázi.

   15
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že k brýdám z první a/nebo druhé fáze je přidáván teplý vzduch z chlazení přísad.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že vzduch přidávaný k čerstvým či recykluj ícím sušícím plynům je předehríván teplem z kondenzace vodní páry obsažené

   20 v odváděných brýdách.
5. 5. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává alespoň ze sušícího kanálu s cyklonovým odlučovačem, z bubnového sušiče a ze zdroje primárních sušících plynů, vyznačující se tím, že na zdroj (I) primárních sušících plynů

   25 je napojena směšovací komora (2) s prvním děličem (7) surovin a s přívodem (3) dalších plynů, z níž vychází jednak vyústění do vstupní komory (9) bubnového sušiče (8), jednak sušící kanál (4) s primárním přísunem (6) surovin a s třídící štěrbinou (5), na který je v horní části připojen cyklonový odlučovač (11) s druhým děličem (12) surovin na výstupu, kde první i druhý dělič (7,12) surovin je opatřen jednak vratným potrubím

   30 (91) vyústěným do vstupní komory (9) bubnového sušiče (8), jednak odváděcím potrubím (13) konečného produktu, přičemž výstupní potrubí (15) brýd z horní části cyklonového odlučovače (11) je vybaveno potrubním děličem (16) plynů, opatřeným tt » · • tttttttt • · • tttttt · * * · • tttt tt • tttt tt •tt tttt tt • * • · tt tt jednak přímým potrubním ramenem (21) vstupujícím do odprašovacího zařízení (14) vybaveného odváděcím potrubím (13) konečného produktu a odtahovým ventilátorem (28), jednak sekundárním potrubním ramenem (17) připojeným k odtahovému plynovému potrubí (24) z výstupní komory (10) bubnového sušiče (8) ústícímu do

   5 odprašovacího zařízení (14).
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že do přímého potrubního ramena (21) je mezi potrubní dělič (16) plynů a odprašovací zařízení (14) vložen třetí dělič (18) plynů s prvním ramenem (25) napojeným do směšovací komory (2) a s druhým

   10 ramenem (26) napojeným do vstupní komory (9) bubnového sušiče (8), přičemž mezi druhým děličem (18) plynů a potrubním děličem (16) plynů je na potrubním ramenu (21) umístěn recirkulační ventilátor (19) napojený sáním na potrubní dělič (16) plynů a výtlakem na druhý dělič plynů (18).

   15
7. 7. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že výstupní komora (10) bubnového sušiče (8) je opatřena chladičem (20) konečného produktu.
8. 8. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že mezi odprašovací zařízení (14) a odtahový ventilátor (28) je napojen kondenzační tepelný výměník (29) opatřený

   20 vstupním hrdlem (30) okolního spalovacího vzduchu a výstupním hrdlem (31) spalovacího vzduchu napojeným na zdroj (1) primárních sušících plynů.