HU210481B - Apparatus for drying wet caked material with superheated steam - Google Patents

Description

A találmány tárgya részecskeméretö, darabos, nedves anyag túlhevített gőzzel való szárítására, amely berendezésnek gyűrű alakban elrendezett és lényegében véve függőleges, hosszúkás és egymással párhuzamos kamrákkal ellátott alsó hengeres része van, amely kamrák közül egynek vagy többnek zárt feneke, a többi kamrának gőzáteresztő feneke van, és az egymással szomszédos kamrák a kamrák falain a kamrák alsó végeinél levő nyílásokon át kapcsolódnak egymáshoz, továbbá a berendezésnek kamrákra osztott felső kúpos része van, amely kamrák alsó vége a berendezés hengeres részében levő kamrákhoz kapcsolódik, és felső része továbbító tartományhoz kapcsolódik, valamint a berendezés kúpos részének kamrái ferde terelőlapokkal kisebb kamrákra vannak osztva, továbbá a berendezésnek nedves, szemcsés anyagot a gőzáteresztő fenékkel ellátott kamrába juttató szerkezete, szárított anyagot a gőzt át nem eresztő fenékkel ellátott kamrából kiürítő szerkezete, túlhevített gőzt a gőzáteresztő fenékkel ellátott kamrák alatti térbe tápláló szerkezete, a továbbító tartományból gőzt kiürítő szerkezete és a leürített gőzt újra hevítő és a gőzáteresztő kamrafenekek alatti tartományba visszatápláló szerkezete van.

Ilyen típusú berendezés ismerhető meg az EPA 0 153 704 jelű szabadalmi iratból. Ez az ismert berendezés különösen alkalmas annak a répapépnek a szárításához, amelyet akkor nyernek, ha cukorrépa szeletekből a cukrot vízzel kivonják, de ez a berendezés nemcsak víz, hanem más folyadékok érzékeny szerves anyagokból való kivonására is alkalmas.

Az ismert berendezésnek előnyös tulajdonsága, hogy szárításkor a szemcsés anyag nem érintkezik levegővel, ezáltal elkerülhető a szárítás alatt a szárított anyag oxidációja. További fontos előnye ezen ismert berendezésnek, hogy környezetvédelmi szempontból igen kedvező, mivel a szárítás egy lényegében véve zárt rendszerben történik. Ezenfelül a gőz fölös menynyisége, ami például cukorrépa pép szárításakor keletkezik, igen tiszta és következésképpen felhasználható a cukorszirup töményítésére, és az ily módon képződő kondenzátum nem okoz kellemetlen szagokat, összevetve azon emissziós termékkel, amelyek például a répapép dobban való szárításakor keletkeznek.

A fenti ismert berendezés gyakorlati használata során úgy találtuk, hogy a részlegesen száradt darabos anyag hajlamos arra, hogy hozzátapadjon a ferde vezetőlapokhoz és különösen ezen lapoknak a felső oldalához, és ezen vezetőlapokon fokozatosan növekvő vastagságú bevonat képződik.

A találmánnyal célunk ezen hátrányos tulajdonság elkerülése, amely cél elérésére a fent ismertetett berendezést fejlesztettük tovább. A továbbfejlesztés értelmében a berendezés kúpos részében levő ferde vezetőlapoknak legalább egy részét a lapokat hevítő fűtőszerkezettel láttuk el.

így tehát a találmány azon a felismerésen alapul, hogy a fent említett vezetőlapok hevítésének hatására teljesen vagy legalábbis lényegesen csökken annak a valószínűsége, hogy a darabos anyag hozzátapad a vezetőlapok felső oldalához. Ismeretlen az az ok, aminek köszönhetően ez a feltapadás elkerülhető, de feltételezhető, hogy a meleg vezetőlapokkal való érintkezés a folyadékot tartalmazó részecskéket „táncoltatja” a lapokon, ahhoz hasonló módon, mint ahogy a vízcseppek egy forró lapon táncolnak vagy pedig ahogyan egy viszonylagosan forró gőztartomány képződik a lapok felületének közvetlen közelében, és amely gőz a darabok felületét szárítja.

A találmány szerinti berendezés használata során a vezetőlapok felületi hőmérsékletét előnyösen olyan tartományban tartjuk, amely 20-80 °C értékkel nagyobb, mint az adott nyomáson a berendezésben használt gőz terítési pontjához tartozó érték. így tehát ha pl. 3,7 bar nyomású túlhevített gőzt használunk, amelyhez 140 °C értékű telítési pont tartozik, akkor a vezetőlapok hőmérsékletét előnyösen 160-220 °C értéken tartjuk.

A találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakja esetében az egymással szomszédos szárítókamrák kamrafalakon kialakított nyílásokon át kapcsolódnak egymáshoz a kúpos rész és a hengeres rész közötti átmeneti tartományban, és a vezetőlapok felső oldalai vezetőelemekkel vannak ellátva. Ezek a vezetőelemek előnyösen oly módon vannak elhelyezve, hogy a vezetőlapok felső oldalával érintkező darabos anyag az anyag áramlási irányát tekintve következő szomszédos szárítókamra nyílásai felé irányul. Ilyen vezetőelem kialakítható például fémrúd alakjában, mely a vezetőlapok felső oldalaihoz van erősítve, és így elősegíti a darabos anyagnak a berendezés való továbbhaladó mozgását és hozzájárul az anyagnak a berendezésben való tartózkodási idejének csökkentéséhez.

Amikor víztartalmú darabos anyag szárításához túlhevített gőzt használunk, akkor az anyagban jelenlevő folyadék túlhevített gőzét használhatjuk fel olyan anyagok szárításához, amely víztől eltérő folyadékot tartalmaznak.

A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzon bemutatott példakénti kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzon: az

1. ábra a találmány szerinti berendezés részben elmetszett nézeti képe, a

2. ábra az 1. ábra szerinti berendezés tengelymetszete, a

3. ábra a 2. ábra III—III vonal mentén vett metszet, a

4. ábra a 2. ábra IV-IV vonal mentén vett metszet, az

5. ábra a találmány szerinti berendezés egyik szárítókamrájának vázlatos nézeti képe, a

6. ábra a találmány szerinti berendezés előnyös kiviteli alakjában levő ferde vezetőlap függőleges metszete és a

7. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik előnyös kiviteli alakjában alkalmazott ferde vezetőlap felső oldalának nézeti képe.

Arajzon bemutatott berendezésnek - amint az az 1. és 2. ábrán látható - 1 alsó része, 2 hengeres része, 3 kúpos része és 4 felső része van.

A 2 hengeres rész függőleges 5 kamrafalakkal egymással sorbakapcsolt tizenöt 6 szárítókamrára van felosztva. Az első és utolsó 6 szárítókamra között 7 ürítőkamra van elhelyezve. A 6 szárítókamrák alsó részét perforált 8 kamrafenék zárja le, és a kamrafenék fölött

HU 210 481 Β központosán 9 távtartó elem van elhelyezve, amelynek felső oldala kifelé és lefelé lejt, alsó oldala kis távköznyire a perforált 8 kamrafenék fölött helyezkedik el. A 6 szárítókamrák belenyúlnak a berendezés 3 kúpos részébe, és minden egyes 6 szárítókamra ferde 11 vezetőlapokkal, lefelé elkeskenyedő kisebb 10 kamrákra van felosztva, és a 11 vezetőlapok nem ábrázolt fűtőtagokkal vannak ellátva. Az egymással szomszédos 6 szárítókamrák és a 7 ürítőkamra egymással a 2 hengeres rész és a kúpos rész közötti átadó tartományban, az 5 kamrafalakban kialakított 12 nyílásokon át kapcsolódik. A 7 ürítőkamra alsó részén 14 ürítőcső van elhelyezve, amelyben elforgathatóan 13 ürítőcsiga helyezkedik el. A berendezés felső 2 hengeres része 15 töltőcsigával van ellátva, amely az első 6 szárítókamra felső részébe torkolló töltőcsőben van elhelyezve.

A 2 hengeres rész, a 3 kúpos rész és részben a 4 felső rész központi részét csöves 20 hőcserélő foglalja el, amely túlhevített gőzt szolgáltató, az 1. ábrán látható 21 csőhöz csatlakozik, és a túlhevített gőz nagyszámú 22 hőcserélő csövön át a berendezés 4 felső részéből átáramlik a berendezés 1 alsó részébe, miközben a 21 csövön át betáplált túlhevített gőz felmelegíti. Ezen túlmenően a 20 hőcserélő nem ábrázolt csőhöz csatlakozik, amely a 22 hőcserélő csövek körüli tartományban felgyülemlő kondenzátumot üríti le.

A 4 felső rész 30 lemezzel, központi 31 kamrára és a 32 átvivő kamrára van felosztva. A központi 31 kamrában álló helyzetű 33 töltőelem van elhelyezve a 20 hőcserélő felső végénél. A 33 töltőelem külseje 34 terelőlapokkal van ellátva, amelynek alakja és osztástávolsága ciklonmezőt képez a 30 lemezen belüli térben, amelyben a 32 átvivő kamrából érkező gőz a 33 töltőelem és a 30 lemez között téren halad át.

A 30 lemez 40 ciklonnal érintkezik, és a központi 31 kamra a 30 lemezben és a 40 ciklonban kialakított nyíláson át össze van kapcsolva a 40 ciklon belső terével. A 40 ciklonnak kúpos 42 alsó része van, amely a 7 ürítőkamra valamelyik 10 kamrájába torkolló, enyhén kúpos 43 tölcséres részhez kapcsolódik. A kúpos alsó rész és a 43 tölcséres rész közötti átmeneti szakasz nyomás alatti gázt betápláló, az 1. ábrán látható 44 csővel van ellátva, és amellyel sugárszivattyú hatás fejthető ki a 40 ciklon kúpos 42 alsó része és a 43 tölcséres rész közötti átmeneti szakaszban.

A berendezés 4 felső részén a fölösleges gőzmennyiséget leürítő 45 cső van elhelyezve. A berendezés 1 alsó része tölcsér alakú 50 részt tartalmaz, amely a 20 hőcserélő alsó végétől lefelé centrifugális ventilátor két kerek 52 és 53 tárcsákkal, valamint a és 53 tárcsák közé szerelt 54 lemezekkel ellátott forgórészt tartalmaz.

Az 51 ventilátor 55 tengelyre van szerelve, amelyen 56 ékszíjtárcsa van elhelyezve és egy pár 57 ékszíjon át 58 motorral van hajtókapcsolatban. Az 51 ventilátor forgórészét, vagyis lapátkerekét 59 gőzelosztó kamra veszi körül, amelyben 61 nyílásokkal ellátott 60 terelőlemezekkel vannak elhelyezve.

Amint az 1. ábra mutatja, a 6 szárítókamrák 5 kamrafalai 62 nyílásokkal vannak ellátva, amelyeken át a még meg nem szárított anyag az egyik 6 szárítókamrából a másikba vándorolhat át. Ezek a 62 nyílások vagy ezek közül néhány az anyag áramlási irányát tekintve csökkenő mérettel van kialakítva.

Amint azt a 6. ábra mutatja, a lejtős 11 vezetőlapok 70 előlapot és hullámos 71 hátsó lapot tartalmazhatnak, és a 71 hátsó lap különálló 72 tartományokban hozzá van hegesztve a 70 előlaphoz és közöttük 73 üreg van, amely egyrészt nem ábrázolt gőzcsőhöz csatlakozik, amely túlhevített gőzt táplál be. A 73 üreg másrészt a kondenzátumot és a maradék gőzt eltávolító ürítőcsőhöz kapcsolódik.

A 7. ábrán bemutatott 11 vezetőlap felső oldala két oldalsó 75 peremmel és négy 76 vezetőléccel van ellátva, amelyek úgy vannak elhelyezve, hogy a darabos és a 11 vezetőlap felső oldalán lefelé mozgó anyag az egyik oldalsó 75 perem irányába mozog, és ezen 75 peremnek a legalsó rész le van vágva, ami által 12 nyílás képződik a szomszédos 6 szárítókamra irányában.

A találmány szerinti berendezés a következő módon működik:

A darabos vagy szemcsés kiinduló anyagot a 15 töltőcsiga és 16 töltőcső segítségével az egymással sorbakapcsolt 6 szárítókamrák közül a legelsőnek a felső részébe juttatjuk. A 6 szárítókamrában a betáplált anyagot kitesszük a túlhevített gőz hatásának, amely túlhevített gőzt a perforált 8 kamrafenéken át jutattunk be a 6 szárítókamrába. A 9 távtartó elemek örvénylő mozgásba hozzák az anyagot, amint azt a 5. ábra jelzi. Az anyag egy része túl nehéz ahhoz, hogy lebegve maradjon és ezért lefelé a 8 kamrafenék irányába mozdul el. A lefelé irányuló haladás főleg a 6 szárítókamra középső részén valósul meg, és ennek során az anyag nekiütközik a 9 távtartó elem ferde felső oldalának, és ennek mentén lefelé csúszik.

A 8 kamrafenék elérésekor a 9 távtartó elem ferde felső felületén való lecsúszás után ennek a viszonylag durva anyagnak egy része továbbhalad a következő, második 6 szárítókamrába az 5 kamrafalon kialakított 62 nyíláson át.

A második 6 szárítókamrába bekerült viszonylagosan durva anyag ugyanilyen módon a következő, vagyis harmadik 6 szárítókamra irányában terelődik és így tovább.

Miközben a 6 szárítókamrákban a szárítandó anyag szárad, részecskéi fokozatosan vesztenek súlyukból, és a könnyebb részecskék felfelé haladva a berendezés 3 kúpos részében kerülnek. Ideérve az anyag egy része leülepszik a 11 vezetőlapok felső oldalán, ahol a gáz-áram felfelé irányuló mozgása gyengébb. Mivel az anyag itt tovább melegszik és szárad és száraz állapotban lecsúszik a berendezés 2 hengeres részébe, és a 12 nyílásokon át egy következő 6 szárítókamrába kerülnek és így tovább. Ha a 11 vezetőlapok felső oldalán a 7. ábrának megfelelően el vannak helyezve a 76 vezetőlécek, akkor a száraz anyag a 12 nyílásokon keresztül és a következő 6 szárítókamrába kerül.

A nagyobb részecskék előnyösen a 6 szárítókamrák legalsó részében maradnak.

HU 210 481 Β

A gyakorlatban úgy találtuk, hogy az anyagnak több mint 90%-a (szárazanyag tartalom szerint értve) a 6 szárítókamrák alsó végénél a 62 nyílásokon, valamint a 3 kúpos rész és a 2 kúpos rész közötti átmeneti tartományban levő 12 nyílásokon át vándorol. Következésképpen az anyagnak csak egy viszonylag kis része kerül bele a továbbító tartományba, és ennek nagyobb része felfújt a központi 31 kamrába.

Itt már a 7 ürítőkamra fölötti tartományban a gőz már nem mozog felfelé, mivel ennek a 7 ürítőkamrának a feneke zárt, és mikor a száraz darabok a 7 ürítőkamrába kerülnek, akkor abban lefelé mozognak a 7 ürítőkamra fenekének irányába.

A 7 ürítőkamrába a 6 szárítókamrák legalsó végén levő 62 nyílásokon, a 2 hengeres rész és a 3 kúpos rész közötti átmeneti tartományban levő 12 nyílásokon vagy a 32 átvivő kamrán át a 7 ürítőkamrába került anyagot a 14 ürítőcsőbe szerelt 13 ürítőcsiga üríti ki.

A 6 szárítókamrából származó és a 32 átvivő kamrából kilépő gőzáram felfelé, a központi 31 kamrába jut, és eközben áthalad a 34 terelőlapok között, amelyek örvénylő mozgásba hozzák a gőzáramot a 30 lemez belső oldala mentén, ami által a gőzáram a magával sodort darabokat a 30 lemeznek irányítja, ahonnan a részecskék 41 nyíláson áthaladva a 40 ciklonba kerülnek, ahol annak fenekére leülepednek és innét a 44 csövön át betáplált gáz bejuttatja a részecskéket a 7 ürítőkamrába.

A szilárd részecskéből felszabadult gőzt a centrifugális 51 ventilátor a központi 31 kamrából áthajtja a 20 hőcserélőn. A 20 hőcserélőn való áthaladás során a gőz túlhevül, mégpedig a 21 csövön át a 20 hőcserélőbe táplált másik hevítő közeg gőze által szállított hőenergia hatására.

A centrifugális 51 ventilátor által előállított gőzáram az 59 gőzelosztó kamrán át a 6 szárítókamrák perforált 8 kamrafeneke alatti térbe áramlik, és innen bejut a 6 szárítókamrák terébe.

A darabos anyagban levő folyadék elgőzölése által előállított felesleges gőzmennyiség a 4 felső részen levő 45 csövön át hagyja el a berendezést.

Claims (4)

1. Berendezés egyenetlen részecskeméretű, nedves, darabos anyag túlhevített gőzzel való szárítására, amely berendezés több, egymással párhuzamos és lényegében véve függőleges, hosszúkás és gyűrű alakban elrendezett kamrákkal ellátott hengeres edényt tartalmaz, és legalább az egyik kamra zárt fenékkel, a többi kamra gőzáteresztő fenékkel van ellátva, és az egymással szomszédos kamrákat az azokat egymástól elválasztó falak alsó végein kialakított nyílások kapcsolják egymáshoz, továbbá a berendezés kamrákra osztott felső kúpos részt tartalmaz és ennek kamrái alsó végükön a berendezés hengeres részének kamráihoz kapcsolódnak, felső részük továbbító tartományhoz kapcsolódik, valamint a kúpos rész kamrái lejtős vezetőlapokkal kisebb kamrákra vannak felosztva, továbbá a berendezés nedves, darabos anyagot gőzáteresztő kamrafenékkel ellátott kamrába továbbító szerkezettel, a szárított anyagot zárt fenekű kamrából eltávolító szerkezettel, a kamrák gőzáteresztő feneke alatti tartományba gőzt juttató szerkezettel, az átvivő tartományból gőzt kieresztő szerkezettel, valamint a kieresztett gőzt újrahevítő és a kamrák gőzáteresztő feneke alatti tartományba visszatápláló szerkezettel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a berendezés kúpos részében (3) levő lejtős vezetőlapoknak (11) legalább egy része a vezetőlapokat (11) fűtő szerkezettel van ellátva.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fűtőszerkezet a vezetőlapokon (11) elrendezett gőzzel fűtött üreg (73).

3. Az 1. vagy 2 igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kúpos rész (3) és a hengeres rész (2) közötti átmeneti tartományban a kamrafalakon (5) kialakított nyílásokon (12) át kapcsolódó szárítókamrákat (6) tartalmaz, és a vezetőlapok (11) felső oldalán legalább egy vezetőléc (76) van elrendezve.

4. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vezetőlapok (11) felső oldalán levő vezetőlécek (76) az anyag haladási irányát tekintve a szomszédos, következő szárítókamra (6) nyílása (12) felé lejtenek.