CZ391792A3 - Apparatus for drying moist materials in loose form by means of superheated steam - Google Patents

Description

Předkládaný vynález se týká zařízení na vysoušení vlhkých sypkých materiálů majících nejednotné rozměry částic přehřátou párou, kdy toto zařízení obsahuje válcovou část mající určitý počet paralelních, celkově vertikálně podlouhlých komor uspořádaných v kruhovém postavení, přičemž jedna nebo více komor má uzavřené dno a zbývající komory mají prostupná dna pro účel průniku páry, tyto k sobě přiléhající komory jsou vzájemně propojeny otvory v komorových stěnách u dolních konců komor, a obdobně do komor rozdělenou horní kuželovou část, která je na svém dolním konci spojena s komorami válcové části zařízení a nahoře je spojena s průchozí zónou, přičemž tyto komory kuželové části zařízení jsou rozděleny do menších komor pomocí prostředků sešikmených vodicích desek, dále toto zařízení obsahuje prostředky pro dodávání vlhkého materiálu do komory mající párou prostupné dno, prostředky pro vybírání vysušeného materiálu z komory mající uzavřené dno, prostředky pro dodávání přehřáté páry do oblasti pod komorovými dny propouštějícími páru, prostředky pro odvádění páry . z průchozí zóny a prostředky pro opětný ohřev odvedené páry a její recirkulaci do oblasti pod páru propouštějící komorová dna.

Dosavadní stav techniky

Zařízení shora uvedeného typu je známo jako Zuckerind 114 (1989) No.12, pp. 964-70 a EP-A-0 153 704. Toto známé zařízení je zvláště vhodné pro vysoušení řepné kaše získané vyluhováním cukru z řízků cukrové řepy vodou, avšak toto zařízení je rovněž vhodné pro odstraňování tekutin, a to i jiných než je voda, z řady druhů citlivých organických materiálů.

Toto známé zařízení přináší výhodu v tom, že sypké materiály jsou vysoušeny bez přístupu vzduchu, čímž je eliminován vznik oxidace materiálu při procesu vysoušení. Další důležitá výhoda tohoto zařízení spočívá v tom, že z hlediska ochrany životního prostředí je vysoce přijatelné, protože proces vysoušení probíhá ve zcela uzavřeném systému. Navíc přebytek páry, jenž například vzniká při vysoušení řepné cukrové kaše, je velmi čistý a následně může být použit pro koncentraci cukrové štávy a takto vytvářené kondenzáty nemohou způsobovat pachová znečištění ve srovnání s účinkem emisí vznikajících například při bubnovém vysoušení kaše z cukrové řepy.

Při provozním používání shora uvedeného vysoušecího zařízení bylo zjištěno, že částečně vysušený sypký materiál má tendenci nalepovat se na šikmé vodicí desky a zvláště pak na horní strany těchto desek, takže se postupně vytváří stále větší vrstva pokrývající tyto vodicí desky.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je odstranit tuto chybu a v souladu s předkládaným vynálezem je tento cíl dosažen s využitím shora uvedeného zařízení, ale úprava tohoto zařízení se vyznačuje tím, že přinejmenším část sešikmených vodicích desek v kuželové části zařízení je vybavena prostředky pro zahřívání těchto desek.

Z toho vyplývá, že vynález je založen na zjištění, že zahříváním shora uvedených vodicích desek je možno zabránit nebo přinejmenším podstatně omezit tendenci nalepení částic materiálu na horní stranu vodicích desek. Příčina, proč nedochází k nalepování, není známa, ale existuje zjištění, že styk s ohřátými vodícími deskami nutí tekutinu obsahující částice tančit na těchto deskách stejným způsobem jako kapky vody na rozpáleném plechu. Vysvětlením může být i skutečnost, že těsně u povrchů desek se vytváří zóna relativně horké páry, přičemž tato pára způsobuje vysoušení povrchů částic.

Sešikmené vodicí desky podle vynálezu jsou vhodně duté a jejich vnitřek je napojen na prostředky dodávající páru. Vodicí desky však musejí být zahřívány i jinak, například mohou být využity elektrické ohřívací články.

V průběhu provozu zařízení podle vynálezu byla povrchová teplota vodicích desek přednostně udržována na teplotní hodnotě, která je o 20 - 80°C vyšší než vyluhovací teplotní bod páry uplatněný v zařízení při daném tlaku. To znamená, že při použití přehřáté páry mající tlak 3,7 barů odpovídající vyluhovacímu bodu 140°C je teplota vodicích desek vhodně udržována na 160 - 220°C.

Podle dalšího uspořádání vynálezu, v němž sousedící vysoušeči konfry jsou vzájemně spojeny otvory v komorových stěnách v průchozí zóně mezi kuželovou částí a válcovou částí, existuje vybavení horních stran vodicích desek vodícími prostředky. Tyto vodicí prostředky jsou vhodně umístěny takovým způsobem, že sypký materiál, který přichází do styku s horními stranami vodicích desek, je směrován k otvorům sousedních vysoušečích komor ve směru postupu procesu v zařízení. Takové vodicí prostředky, které mají například podobu kovových tyčí upevněných na horních stranách vodicích desek, mohou podporovat postupné přemis&ování sypkého materiálu uvnitř zařízení a přispívat ke zkrácení času zadržení materiálu.

Při vysoušení částicového sypkého materiálu obsahujícího vodu je využita přehřátá pára, zatímco při vysoušení materiálu obsahujícího jiný než vodný roztok je použit přehřátý výpar právě toho roztoku, který je v materiálu obsažen.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude nyní popsán v dalších detailech s odkazy na připojené nákresy, na nichž :

Obr. 1 předvádí perspektivní a částečný průřez upřednostňovaného uspořádání zařízení podle vynálezu.

Obr. 2 předvádí vertikální průřez zařízení podle obr. 1.

Obr. 3 znázorňuje horizontální průřez podle přímky III - III zařízení podle obr. 1.

Obr. 4 předvádí horizontální průřez podle přímky IV - IV zařízení podle obr. 1.

Obr. 5 znázorňuje schematický perspektivní pohled vysoušeči komory zařízení podle vynálezu.

Obr. 6 předvádí vertikální průřez sešikmené vodicí desky upřednostňovaného uspořádání zařízení podle vynálezu.

Obr. 7 znázorňuje perspektivní pohled na horní stranu sešikmené vodicí desky v dalším upřednostňovaném uspořádání zařízení podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení předvedené na nákresech se skládá z dolní části všeo becně označené jako 1, válcové části všeobecně označené jako 2y kuželové části všeobecně označené jako 2 ^a horní části všeobecně označené jako _4.

Válcová část _2 je rozdělena do patnácti vysoušečích komor 6, které jsou sériově spojeny prostředky vertikálních komorových stěn 5, a vyprazdňovací komora T_ je umístěna irezi první a poslední vysoušeči komorou 2* Dna vysoušečích komor 2 jsou vymezena perforovaným komorovým dne 2 a distanční prvek 2 je umístěn centrálně nad uvedeným komorovým dnem 8, přičemž tento distanční prvek má horní stranu, která se svažuje dolů a vnějším směrem, a dolní stranu, jež je situována v malé vzdálenosti nad perforovaným komorovým dnem 8. Vysoušeči komory zasahují do kuželové části 2 zařízení, přičemž každá vysoušeči komora 6. je rozdělena směrem dolů do zužujících se menších komor 10 prostřednictvím oddělujících desek 11, jež jsou vybaveny oteplujícími články ( nejsou předvedeny ). Sousedící vysoušeči komory 6_ a vyprazdňovací komora 7_ jsou propojeny v přepravní zóně mezi válcovou částí 2 ^a kuželovou částí 2 přes otvory 12 v komorových stěnách 5.

U dna vyprazdňovací komory 2 3® otáčivě umístěn šnekový dopravník 13 pracující ve vyprazdňovací rouře 14. Horní díl válcové části 2 zařízení je opatřen příslušným šnekovým dopravníkem 15 umístěným v plnicí rouře 16 vstupující do horního úseku první vysoušeči komory 2·

Potrubní tepelný výměník 20 vyplňuje středovou oblast válcové části 2, kuželové části 2 ^a částečně horní části £, přičemž uvedený tepelný výměník je napojen na potrubí 21 za účelem zásobování přehřátou párou, která prochází, jak bude dále vysvětleno, z horní části 4 do dolní části 1 zařízení ve velkém počtu tepelných výměníkových trubek 22 za situace, kdy jsou tyto výměníkové trubky 22 současně ohřívány přehřátou párou dodávanou potrubím 21. Navíc tepelný výměník 20 je napojen na potrubí ( není předvedeno ) za účelem odvádění kondenzátů z oblasti kolem trubek 22 tepelného výměníku 20.

Horní část _4 je rozdělena na středovou komoru 31 a průchozí komoru 32 pomocí prostředků plátu 30. Ve středové komoře 31 je u horního konce tepelného výměníku 20 umístěn stacionární plnicí prvek 21» j®nž je na vnějším obvodu opatřen určitým počtem vodicích lopatek 34 majících takový tvar a uspořádání, aby bylo vytvořeno vířivé podtlakové pole v prostoru vymezeném plátem 30 působením páry vedené z průchozí komory 32 do tohoto prostoru mezi plnicím prvkem 33 a plátem 30.

Plát 30 přiléhá na podtlakový sběrač 40 a středová komora 21 je spojena s vnitřkem podtlakového sběrače 40 prostřednictvím otvoru 41 v plátu 30 a podtlakovém sběrači 40. Tento podtlakový sběrač má kuželovou dolní část vcházející do mírně nálevkovitě tvarované části 43, která je zavedena do jedné z komor 10 vyprazdňovací komory Ί_. V průchozí zóně mezi kuželovou dolní částí 42 a nálevkovitě tvarovanou částí 43 je umístěna trubice 44 za účelem přivádění stla čeného plynu vytvářejícího vypuzovací efekt v průchozí zóně mezi dolní kuželovou částí 42 podtlakového sběrače 40 a nálevkovitě tvarovanou částí 43.

Trubice 45 pro uvolňování přebytečné páry je účelně umístěna na vrcholu horní části zařízení.

Dolní část 1 zařízení obsahuje nálevkovitě tvarovanou část 50 směřující dolů od dolního konce tepelného výměníku 20 do vnitřku odstředivého ventilátoru 51 majícího rotor nesoucí dvě kruhové desky 52 a 53, přičemž mezi těmito deskami jsou manontovány listy 54.

Rotor 51 je namontován na hřídeli 55, která je opatřena převodem 56 pro klínové řemeny, a je tedy poháněn motorem 58 prostřednictvím dvojice klínových řemenů 57. Rotor 51 je obklopen páru distribuující komorou 59, jejíž vodicí opláštění 60 je opatřeno otvory 61.

Jak bude zřejmé z obr. 1, jsou komorové stěny 5 vysoušečích komor opatřeny otvory 62, jimiž může nevysušený materiál procházet z jedné vysoušeči komory do další. Tyto otvory 62 nebo některé z těchto otvorů mají zmenšený rozměr ve směru postupu materiálu.

Jak bude evidentní z obr. 6, mohou sešikmené vodicí desky 11 obsahovat přední plech 70 a zadní vlnitý plech 71, jenž je přivařen k přednímu plechu 70 v oddělených úsecích 72. Předvedená vodicí des ka 11 je napojena na parní potrubí ( není předvedeno ) za účelem přivádění přehřáté páry a odváděči potrubí ( rovněž není předvedeno ) za účelem odvádění kondenzátů a páry.

Horní strana vodicí desky 11 předvedené na obr. 7 je vybavena dvěma postranními lemy 75 a čtyřmi vodícími tyčemi 76, které jsou umístěny takovým způsobem, že sypký materiál přemistující se dolů přes horní stranu vodicí desky je směrován k jednomu postranímu lemu 75/ přičemž nejnižší část uvedeného lemu je uřezána, aby byl vytvořen otvor 12 do sousední vysoušeči komory J5.

Zařízení funguje následujícím způsobem :

Sypký vstupní materiál je vpraven do horní části první z vysoušečích komor ť>, jež jsou jako celek sériově propojeny, prostředky šnekového dopravníku 15 a plnicí roury 16. Ve vysoušeči komoře je dodaný materiál vystaven účinkům přehřáté páry, která je do vy6 soušecí komory dodávána přes perforované dno d_. Distanční prvky 9_ dodávají materiálu vířivý pohyb,jak je znázorněno na obr. 5. Část materiálu bude příliš těžká na to, aby zůstala ve stavu vznášení a klesne směrem ke komorovému dnu ji. V průběhu takového sestupného pohybu, jenž se především objevuje ve střední části komory, se materiál střetne se šikmou horná stranou distančního prvku 2 ^a sklouzne dolů po této straně.

Po klesnutí ke komorovému dnu £, čemuž předcházelo míjení svažující se horní strany distančního prvku 9_, se část relativně hrubšího materiálu přemístí do další ( druhé ) vysoušeči komory skrz otvor 62 v komorové stěně 5,.

Relativně hruší materiál, jenž byl takto zaveden do druhé vysoušeči komory 6 bude směrován do třetí vysoušeči komory a stejným způsobem bude pokračovat pracovní proces dále.

V průběhu vysoušení materiálu v komorách 6 budou částice postupně ztrácet váhu a nejlehčí částice se přemístí nahoru do kuželové části 2 zařízení. Po dosažení této části zařízení se část materiálu usadí na oddělujících vodicích deskách 11, kde je směrem nahoru postupující proud plynu slabý. Z tohoto důvodu bude materiál nadále zahříván a vysoušen a v suchém stavu pak sjede k válcové části 2 zařízení. Protože však vodicí tyče 76 jsou umístěny na horní straně vodicí desky 11, jak je předvedeno na obr. 7, bude vysoušený materiál směrován k otvorům 12 a do následující komory.

Velké částice vhodně zůstanou v nejnižší části komory j6·

Při provozu bylo zjištěno, že více než 90% materiálu ( na bázi suché hmotnosti ) je přemistováno skrz otvory 62 u nejnižšího konce komor a skrze otvory 12 v průchozí zóně mezi kuželovou částí 2 a válcovou částí 2. Takto se pouze relativně malé množství materiálu dostane do přepravní zóny a větší jeho část vstoupí do středové komory 31.

V oblasti nad vyprazdňovací komorou 7_ nebude existovat žádný vzhůru směřující proud páry, protože dno této komory je neprostupně uzavřeno a materiál vstupující do této vyprazdňovací komory 2 se bude pohybovat směrem k jejímu dnu.

Materiál, který vstoupí do vyprazdňovací komory 2 skrz otvory 62 u nejnižších konců vysoušečích komor, skrz otvory 12 v průchozí zóně mezi válcovou částí 2 a kuželovou částí 2 nebo přes průchozí komoru 32 je vybírán u dna vyprazdňovací komory 7_ prostředky šnekového dopravníku 13, jenž je zamontován do vyprazdňovací roury 14

Z průchozí komory 32 bude proud páry postupovat směrem vzhůru do středové komory 31 a takto se dostane k vodicím lopatkám 34, které dodají tomuto proudu páry vířivý pohyb podél vnitřní stěny plátu 3[0» přičemž částice materiálu budou strhávány proti plátu 30 a po průchodu otvorem 41 budou tyto částice vtlačeny do podtlakového sběrače £0, kde se usadí na dně a odtud budou vypuzeny do vyprazd novací komory T_ pomocí dodávaného plynu prostřednictvím trubice 44.

Pára oproštěná od pevných částic je pumpována ze středové komory 31 dolů přes tepelný výměník 20 pomocí prostředků odstředivého ventilátoru 51. V době průchodu tepelným výměníkem 20 je pára přehřívána pomocí prostředků zahřívání párou nebo jiným tepelným médiem, které je dodáváno do tepelného výměníku 20 potrubím 21.

Proud páry vyvolaný odstředivým ventilátorem prochází přes páru distribuující komoru 59 do oblasti pod perforovanými komorovými dny 8_ vysoušečích komor 2 ^a takto proniká dovnitř vysoušečích • komor 2·

Přebytek páry vytvořený odpařováním tekutin ze sypkého materiálu ochází trubicí 45 na vrcholu horní části 4 zařízení.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení na vysoušení vlhkých sypkých materiálů majících nejednotné rozměry částic přehřátou párou, kdy toto zařízení obsahuje válcovou část (2) mající určitý počez paralelních, celkově vertikálně podlouhlých komor (6,7) uspořádaných v kruhovém postavení, přičemž jedna nebo více komor (7) má uzavřené dno a zbývající komory (6) mají propustná dna pro účel průniku páry, tyto k sobě přiléhající komory (6) jsou vzájemně propojeny otvory (62) v komorových stěnách (5) u dolních konců komor (6), a ob dobně do komor (10) rozdělenou horní kuželovou část (3), která je na svém dolním konci spojena s komorami (6) válcové části (2) zařízení a nahoře je spojena s průchozí zónou (32), přičemž tyto komory kuželové části (3) zařízení jsou rozděleny do menších komor (10) prostředky sešikmených vodicích desek (11), dále toto zařízení obsahuje prostředky (15) pro dodávání vlhkého materiálu do komory (6) mající párou prostupné dno (8), prostředky (13) pro vybírání vysušeného materiálu z komory (7) mající uzavřené dno, prostředky (51) pro dodávání přehřáté páry do oblasti pod komorovými dny (8) propouštějícími páru, prostředky (51) pro odvádění páry z průchozí zóny a prostředky (20) pro opětný ohřev odvedené páry a její recirkulaci do oblasti pod páru propouštějící komorová dna (8), vyznačující se tím , že přinejmenším část sešikmených vodicích desek (11) v kuželové části (3) zařízení jsou vybaveny prostředky (70,71) pro zahřívání těchto desek (11).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím , že vodicí desky (11) jsou duté a jsou vybaveny prostředky pro dodávání páry do jejich vnitřků.
3. 3. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, mající k sobě přiléhající vysoušeči komory (6), jež jsou vzájemně propojeny otvory (12) v komorových stěnách (11) v průchozí zóně mezi kuželovou částí (3) a válcovou částí (2) zařízení, vyznačující se tím , že horní strany vodicích desek (11) jsou vybaveny vodícími prostředky (76).
4. 4. Zařízení podle bodu 3, vyznačující se tím , že vodicí prostředky (76) jsou uspořádány takovým způsobem, aby byl příslušný materiál směrován na horních stranách vodicích de sek (li) k otvorům (12) sousedních vysoušečích komor ve směru postupu pracovního procesu v zařízení.
5. 5. Zařízení podle bodu 3 nebo 4, vyznačující se tím , že vodicí prostředky (76) obsahují kovové tyče, jež jsou upevněny na horních stranách vodicích desek (11).

   1/5