HRP920871A2 - Apparatus for drying a moist particulate material with superheated steam - Google Patents

Description

Ovaj izum odnosi se na uređaj za sušenje vlažnog zrnatog materijala nejednake veličine zrna pomoću pregrijane pare, pri čemu spomenuti uređaj ima jedan gornji cilindrični dio koji ima određen broj paralelnih, uglavnom okomito postavljenih komora raspoređenih prstenasto, pri čemu jedna ili više tih komora imaju zatvoreno dno, a ostale komore imaju paropropusno dno, a susjedne komore su međusobno povezane otvorima na stijenkama na donjim krajevima komore, i jedan konični dio koji je također oblikovan u komore koje su svojim donjim dijelovima povezane s komorama cilindričnog dijela uređaja, a koje su na vrhu povezane s prelaznom zonom, pri čemu su komore koničnog dijela podijeljene na manje komore pomoću nagnutih lopatastih vodilica, napravu za dovođenje vlažnog zrnatog materijala u komore s paropropusnim dnom, napravu za pražnjenje osušenog materijala iz komore koja ima paronepropusno dno, napravu za dovođenje pregrijane pare u prostor ispod dna paropropusnih komora, napravu za odvođenje pare iz prelazne zone, i napravu za dogrijavanje pare i njenu recirkulaciju u prostor ispod dna paropropusnih komora.

Uređaj gore navedenog tipa poznat je iz Zuckerind. 114 (1989), br. 2, 964-70. Ovaj uređaj prethodnog rješenja posebno je pogodan za sušenje kaše šećerne repe oblikovane pri ekstrakciji šećera s vodom iz rezanaca šećerne repe, ali uređaj je također pogodan za uklanjanje tekućine, uključiv i druge tekućine osim vode, iz stanovitog broja osjetljivih organskih materijala.

Uređaj prethodnog rješenja ima prednost u tome da se zrnati materijal suši bez prisutnosti zraka, čime je omogućeno izbjegavanje oksidacije materijala tijekom sušenja. Još jedna značajna prednost uređaja je u tome da je glede utjecaja na okolinu vrlo prihvatljiv jer se sušenje odvija u jednom uglavnom zatvorenom sustavu. Osim toga višak pare koji se stvara tijekom sušenja kaše vrlo je čist, pa se stoga može koristiti za koncentriranje šećernog sirupa, a kondenzat koji se pri tome stvara ne uzrokuje smetnje zbog neugodnog mirisa u usporedbi s proizvodima koji se stvaraju npr. pri sušenju kaše šećerne repe u bubnjevima.

U praktičnoj usporedbi uređaja za sušenje spomenutog tipa otkriveno je da je djelomice osušen zrnati materijal sklon lijepljenju uz zaobljene lopataste vodilice, a posebno uz gornje strane istih i da se tako oblikuje prevlaka na vodilicama koje postupno raste.

Predmet izuma je izbjeći ovaj nedostatak i prema izumu ovaj cilj postignut je s uređajem gore spomenutog tipa, pri čemu je taj uređaj obilježen time da se barem jedan dio oblih vodilica u koničnom dijelu uređaja zagrijava pomoću odgovarajućih naprava.

Tako se izum temelji na otkriću da se gore spomenutim grijanjem vodilice omogućuje uklanjanje ili barem značajno smanjenje sklonosti zrnatog materijala lijepljenju za gornji dio vodilice. Razlog izbjegavanja ovog lijepljenja nije poznat, ali se pretpostavlja da pri dodiru s vrućim vodilicama dolazi do “igranja” zrna koja sadrže tekućine po vodilicama, na isti način kako se vodene kapljice igraju po vrućoj ploči, ili se stvara zona relativno vruće pare neposredno uz vodilice, pri čemu spomenuta para uzrokuje sušenje površine zrna.

Prema izumu oble pločaste vodilice prvenstveno su šuplje, a njihova unutrašnjost povezana je s napravama za dovođenje pare u njih. Međutim vodilice se mogu zagrijavati i na drugi način, npr. mogu imati električne grijače.

Tijekom korištenja uređaja prema izumu površinsku temperaturu vodilice treba prvenstveno održavati na za 20-80°C višoj razini od temperature zasićenja pare upotrijebljene u uređaju, pri datom tlaku. Tako, ako se koristi pregrijana para pod tlakom od 3,7 bara, što odgovara točki zasićenja od 140°C, preporuča se vodilice održavati pri 160-220°C.

Prema drugoj izvedbi izuma kod kojeg su susjedne komore za sušenje međusobno povezane na stijenkama istih u prelaznoj zoni između koničnog i cilindričnog dijela, gornji dijelovi pločastih vodilica imaju vodilice. Ove vodilice prvenstveno su postavljene tako da se zrnati materijal koji dolazi u dodir s gornjim dijelom vodilice usmjerava prema otvorima susjednih komora za sušenje na silaznom dijelu uređaja. Ove vodilice koje npr. imaju oblik metalnih šipki pričvršćene su za gornje strane vodilica tako da podržavaju progresivno kretanje zrnatog materijala kroz uređaj i doprinose smanjenju vremena zadržavanja materijala u uređaju.

Pri sušenju zrnatog materijala koji sadrži vodu koristi se pregrijana para, dok se pri sušenju materijala koji sadrži tekućinu koja nije voda koristi pregrijana para te tekućine.

Izum će se opisati u pojedinostima pomoću crteža na kojima:

Slika 1. prikazuje djelomičan presjek jedne poprečne izvedbe uređaja prema izumu.

Slika 2. prikazuje okomiti presjek uređaja sa slike 1.

Slika 3. prikazuje vodoravni presjek po liniji III-III uređaja sa slike 1.

Slika 4. prikazuje vodoravni presjek po liniji IV-IV uređaja sa slike 1.

Slika 5. prikazuje jednu komoru za sušenje uređaja prema izumu.

Slika 6. prikazuje okomiti presjek jedne zaobljene pločaste vodilice u preporučenoj izvedbi uređaja prema izumu, i

Slika 7. prikazuje gornji dio jedne nagnute vodilice u drugoj preporučenoj izvedbi uređaja prema izumu.

Uređaj prikazan na crtežu sastoji se od donjeg dijela označenog s 1, cilindričnog dijela označenog s 2, koničnog dijela označenog s 3 i gornjeg dijela označenog s 4.

Cilindričan dio 2 podijeljen je na 15 komora za sušenje 6, koje su povezane redom pomoću okomitih stijenki komore 5, i jednu komoru za pražnjenje 7, postavljenu između prve i posljednje komore za sušenje 6. Pri dnu su komore za sušenje 6 pregrađene perforiranim dnom 8 i jednim odbojnikom 9, koji je postavljen u sredinu iznad spomenutog dna komore 8, pri čemu spomenuti odbojnik ima gornju stranu nagnutu prema unutra i prema van, i donju stranu postavljenu na maloj udaljenosti iznad perforiranog dna 8. Komore za sušenje 6 pružaju se u konični dio 3 uređaja, pri čemu je svaka komora za sušenje 6 podijeljena na manje komore 10 koje se sužavaju prema dolje, nagnutim vodilicama 11, spojenim s grijačima (nisu prikazani). Susjedne komore za sušenje 6 i komora za pražnjenje 7 povezane su međusobno u prelaznoj zoni između cilindričnog dijela 1 i koničnog dijela 3 otvorima 12 na stijenkama 5 komora.

Pužni vijak 13, ugrađen u cijev za pražnjenje 14, nalazi se pri dnu komore za pražnjenje 7. Gornji dio cilindričnog dijela 2 uređaja opremljen je s odgovarajućim pužnim vijkom 15, smještenim u dovodnoj cijevi 16 i ulazi u gornji dio prve komore za sušenje 6.

Jedan cijevni izmjenjivač topline 20 ispunjava središnji dio cilindričnog tijela 2, konični dio 3 i dio gornjeg tijela 4, pri čemu je spomenuti izmjenjivač topline spojen s jednom cijevi za dovođenje pregrijane pare koja, kako je objašnjeno kasnije, prolazi od gornjeg dijela 4 do donjeg dijela 1 uređaja kroz veliki broj cijevi izmjenjivača topline 22, dok se istovremeno grije pregrijanom parom dovedenom kroz cijev 21. Pored toga, izmjenjivač topline 20 spojen je s jednom cijevi (nije prikazan) za ispuštanje kondenzata iz prostora oko cijevi izmjenjivača topline 22.

Gornji dio 4 podijeljen je na središnju komoru 31 i prelaznu komoru 32 pomoću ploče 30. Nepomični element za punjenje 3 postavljen je u središnju komoru pri gornjem kraju izmjenjivača topline 20, pri čemu je vanjska strana elementa za punjenje 33 opremljena određenim brojem vodilica 34 koje su takovog oblika i tako raspoređene da se u prostoru unutar ploče 30 stvara ciklonsko polje zbog prolaska pare iz prelazne komore 32 prema gore u prostor između elementa za punjenje 33 i ploče 30.

Ploča 30 graniči s ciklonom 40, a središnja komora 31 povezana je s unutrašnjošću ciklone pomoću otvora 41 na ploči 30 i cikloni 40. Ovaj ima konični dio 42 koji prelazi u jedan blago ljevkasti dio 43 koji ulazi u jednu od komora 10 komore za pražnjenje 7. U prelaznoj zoni između konusnog donjeg dijela 42 i ljevkastog dijela 43 predviđena je jedna cijev 44 za dovođenje plina sa ciljem stvaranja učinka isisavanja u prelaznoj zoni između donjeg koničnog dijela 42 ciklone i ljevkastog dijela 43.

Cijev 45 za odvođenje viška pare smještena je na vrh gornjeg dijela 4 uređaja.

Donji dio 1 uređaja ima ljevkasti dio 50 koji se proteže prema dolje iz najnižeg dijela izmjenjivača topline 20 u unutrašnjost centrifugalne puhalice 51 koja se sastoji od rotora s dvije kružne ploče 52 i lopatica 54 između tih ploča.

Rotor 51 ugrađen je na osovinu 55 koja pomoću prijenosa konusnim remenima 57 dobiva pogon od motora 58 pomoću prijenosnika 56. Rotor 51 opkoljen je komorama 59 za razvođenje pare, u kojoj se nalaze vodilice 60 s otvorima 61 u njima.

Kao što se vidi na slici 1 stijenke komore 5 komore za sušenje 6 imaju otvore 62 kroz koje neosušeni materijal može proći iz jedne komore 6 za sušenje u drugu. ovi otvori 62, ili neki od njih, smanjuju se u smjeru toka materijala.

Kao što se vidi na slici 6, nagnute vodilice mogu imati prednju ploču 70 i valovitu stražnju ploču 71 zavarenu na prednjoj ploči 70 u odvojenim zonama 72. Vodilica 11 prikazana je spojena s parovodom (nije prikazan) za dovođenje pregrijane pare i s jednom cijevi za pražnjenje (nije prikazana) za odvođenje kondenzata i pare.

Gornja strana vodilice 11 prikazana je na slici 7 i ima dvije bočne prirubnice 75 i sa četiri vodeće šipke 76 koje su postavljene tako da zrnati materijal koji se kreće prema dolje preko gornje površine vodeće ploče usmjerava prema jednoj od bočnih prirubnica 75, pri čemu je najniži dio spomenute bočne prirubnice odsječen zbog oblikovanja otvora 12 prema susjednoj komori za sušenje 6.

Uređaj radi na slijedeći način:

Ulazni zrnati materijal dovodi se u gornji dio prve od komora za sušenje 6, koje su povezane redom, pomoću pužnog vijka 15 i dovodne cijevi 16.

U komori za sušenje unesen materijal se podvrgava utjecaju pregrijane pare koja se uvodi u komoru za sušenje kroz perforirano dno. Odbojnici 9 unose ciklonsko gibanje u materijal kako je prikazano na slici 5. Dio materijala bit će pretežak da ostane suspendiran i kretat će se prema dnu komore 8. Tijekom kretanja prema dolje, koje se prvenstveno odvija u središnjem dijelu komore, materijal će udariti u gornju stranu odbojnika 9 i skliznut će u nju.

Kad stigne do dna komore 8, nakon prolaska niz nagnuti gornji dio odbojnika 9, dio ovog relativno grubog (krupnog) materijala prijeći će u slijedeću (drugu) komoru za sušenje 6 kroz otvore 62 na stijenki 5 komore.

Relativno grub materijal uveden u drugu komoru za sušenje 6, sprovesti će se u treću komoru za sušenje na sličan način, itd. Tijekom sušenja materijala u komorama 6 zrna će postupno gubiti od težine i najlakše će proći gore u konični dio 3 uređaja. Kad stignu u ovaj dio uređaja, dio materijala će se istaložiti na gornju stranu vodilice 11 gdje je strujanje plina prema gore slabo. Tako će se materijala dalje grijati i sušiti, i suh će skliznuti dolje prema cilindričnom dijelu uređaja. Kad su vodeće šipke 76 postavljene na gornju stranu vodilica 11, kako prikazuje slika 7, suhi materijal će se usmjeriti prema otvorima 12 i u slijedeću komoru.

Velika zrna vjerojatno će stati u najnižem dijelu komore 6.

U praksi je pronađeno da više od 90% materijala (na osnovi suhe tvari) prođe kroz otvore na donjim krajevima komora i kroz otvore 12 u prelaznoj zoni između koničnog dijela 3 i cilindričnog dijela 2. Tako, samo relativno mali dio materijala ide u prelaznu zonu, a veći dio prelazi gore u središnju komoru 31.

Neće biti strujanja pare prema gore iznad komore za pražnjenje 7, jer dno ove komore je zatvoreno, a kad prelaze u komoru za pražnjenje 7 suha zrna će se kretati prema dnu ove komore.

Materijal koji se uvede u komoru za pražnjenje 7 kroz otvore 62 na najnižim dijelovima komore za sušenje, kroz otvore 12 u prelaznoj zoni između cilindričnog dijela 2 i koničnog dijela 3, ili kroz prelaznu komoru 32, prazni se sa dna komore za pražnjenje 7 pomoću pužnog vijka 15 ugrađenog u cijev za pražnjenje.

Iz prelazne komore 32 strujanje pare iz komore za sušenje 6 ide prema gore u središnju komoru 31 i tako prolazi preko vodilica 34 koje mu prenose ciklonsko kretanje uzduž unutrašnje strane ploče 30, čime uzrokuju usmjeravanje zahvaćenih zrna prema ploči 50, i dalje nakon prolaska kroz otvore 41, kad zrna ulaze u ciklonu 40, gdje se talože na dno ciklone, a odatle prelaze u komoru za pražnjenje 7 djelovanjem strujanja plina kroz cijev 44.

Para koja se oslobađa iz čvrstih zrna isisava se prema dolje iz središnje komore 31 kroz izmjenjivač topline 20 pomoću centrifugalne puhalice 51. Tijekom prolaza kroz izmjenjivač topline 20 para se grije pomoću pare ili nekog drugog sredstva za grijanje koje se dovodi u izmjenjivač topline 20 kroz cijev 21. Strujanje pare koje stvara centrifugalna puhalica 51 ide kroz komoru za razdiobu pare 59 u prostor ispod perforiranog dna 8 komore za sušenje 6 i iz tog prostora prema gore u komoru za sušenje 6.

Višak pare stvorene isparavanjem tekućine iz zrnatog materijala ispušta se kroz cijev 45 na vrhu dijela 4 uređaja.

Claims (5)

1. Uređaj za sušenje vlažnog zrnatog materijala nejednake veličine zrna pomoću pregrijane pare, pri čemu se spomenuti uređaj sastoji od donjeg cilindričnog dijela koji ima određen broj paralelnih uglavnom okomito postavljenih komora raspoređenih prstenasto, pri čemu jedna ili više tih komora imaju zatvoreno dno, a ostale imaju paropropusno dno, a susjedne komore su međusobno povezane otvorima na njihovim stijenkama na donjim krajevima komora, i gornjeg dijela koničnog dijela koji je također podijeljen na komore, koje su svojim donjim dijelovima povezane s komorama cilindričnog dijela uređaja, a na vrhu su povezane prijelaznom zonom, pri čemu su komore koničnog dijela podijeljene na manje komore pomoću pločastih vodilica, naprave za dovođenje vlažnog zrnatog materijala u komore s paropropusnim dnom, naprave za pražnjenje osušenog materijala iz komore koja ima dno nepropusno za paru, naprave za dovođenje pregrijane pare u prostor ispod dna paropropusnih komora, naprave za odvođenje pare iz prijelazne zone naprave za grijanje ispuštene pare i recikliranje iste u prostor ispod dna paropropusnih komora, naznačen time, da barem jedan dio nagnutih pločastih vodilica u koničnom dijelu uređaja ima grijala.

2. Uređaj prema zahtjevu 1, naznačen time, da pločaste vodilice šuplje i imaju naprave za dovođenje pare unutar ploča.

3. Uređaj prema zahtjevu 1 ili 2, koji ima susjedne komore za sušenje međusobno povezane otvorima u stijenkama komora u prelaznoj zoni između koničnog dijela i cilindričnog dijela uređaja, naznačen time, da gornji dijelovi pločastih vodilica imaju naprave za vođenje.

4. Uređaj prema zahtjevu 3, naznačen time, da su naprave za vođenje raspoređene tako da zrnati materijal usmjeravaju na gornjoj strani pločaste vodilice prema otvorima na susjednim komorama za sušenje u smjeru toka materijala kroz uređaj.

5. Uređaj prema zahtjevu 3 ili 4, naznačen time, da naprave za vođenje imaju metalne šipke pričvršćene za gornje strane pločastih vodilica.