PL166755B1 - Urzadzenie do suszenia przegrzana para wodna wilgotnych materialów rozdrobnionych PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie do suszenia przegrzana para wodna wilgotnych ma- terialów rozdrobnionych o niejednorodnej wielkosci czastek, które to urza­ dzenie sklada sie z dolnej, cylindrycznej czesci z pewna liczba równoleglych, umieszczonych pierscieniowo, w zasadzie wydluzonych w pionie komór, z których to komór jedna albo kilka posiada zamkniete dno, natomiast dna pozostalych komór sa przepuszczalne dla pary, przy czym komory sasiadujace ze soba sa polaczone otworami znajdujacymi sie w sciankach w ich dolnej czesci, oraz z górnej, stozkowej czesci równiez podzielonej na komory, która dolnym koncem laczy sie z cylindryczna czescia komór urzadzenia a górna ze strefa przelotowa, przy czym komory znajdujace sie w czesci stozkowej sa podzielone na mniejsze komory za pomoca pochylonych plyt prowadzacych, urzadzenia podajacego wilgotny material rozdrobniony do komory, której dno jest przepuszczalne dla pary, urzadzenia odprowadzajacego wysuszony ma­ terial z komory posiadajacej zamkniete dno urzadzenia doprowadzajacego przegrzana pare wodna do obszaru znajdujacego sie pod dnami komór prze­ puszczalnymi dla pary, urzadzenia odprowadzajacego pare ze strefy przelo­ towej oraz urzadzenia podgrzewajacego odprowadzona pare i wlaczajacego ja w obieg w obszarze znajdujacym sie pod dnami komór przepuszczalnymi dla pary, znamienne tym, ze co najmniej czesc skosnych plyt prowadzacych (11) w stozkowej czesci (3) urzadzenia jest zaopatrzona w urzadzenia (70, 71) do podgrzewania plyt (11) P L 166755 B 1 F ig . 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urządzenie do suszenia przegrzaną parą wodną wilgotnych materiałów rozdrobnionych o niejednorodnej wielkości cząstek, które to urządzenie składa się z dolnej, cylindrycznej części z pewną liczbą równoległych, umieszczonych pierścieniowo, w zasadzie wydłużonych w pionie komór, z których jedna albo kilka posiada zamknięte dno, natomiast dna pozostałych komór są przepuszczalne dla pary, przy czym komory sąsiadujące ze sobą są połączone otworami znajdującymi się w ściankach w ich dolnej części, oraz z górnej, stożkowej części, również podzielonej na komory, która dolnym końcem łączy się z cylindryczną częścią urządzenia a górną ze strefą przelotową, przy czym komory znajdujące się w części stożkowej są podzielone na mniejsze komory za pomocą pochylonych płyt prowadzących, urządzenia podającego wilgotny materiał rozdrobniony do komory, której dno jest przepuszczalne dla pary, urządzenia odprowadzającego wysuszony materiał z komory posiadającej zamknięte dno urządzenia doprowadzającego przegrzaną parę wodną do obszaru znajdującego się pod dnami komór przepusz166 755 czalnymi dla pary, urządzenia odprowadzającego parę ze strefy przelotowej oraz urządzenia podgrzewającego odprowadzoną parę i włączającego ją w obieg w obszarze znajdującym się pod dnami komór przepuszczalnymi dla pary.

Urządzenie przedstawionego powyżej typu jest znane z opisu w Zuckerind 114 (1989) Nr 12 ss, 964 - 70. To urządzenie znane ze stanu techniki jest przeznaczone głównie do suszenia wysłodków buraczanych powstających podczas ekstrakcji cukru z pokrojonych buraków cukrowych za pomocą wody, ale można je także stosować do usuwania płynów, również innych niż woda, z wielu delikatnych materiałów organicznych.

Zaletą znanego ze stanu techniki urządzenia jest suszenie materiałów rozdrobnionych bez dostępu powietrza, co pozwala na uniknięcie ich utleniania podczas suszenia. Inną ważną zaletą urządzenia jest jego bardzo niska szkodliwość dla środowiska naturalnego, ze względu na suszenie w obiegu w zasadzie zamkniętym. Ponadto nadmiarowa para wodna, powstająca na przykład podczas suszenia wysłodków buraczanych, jest bardzo czysta-, w związku z czym może być wykorzystana do zagęszczania syropu cukrowego, a powstający kondensat nie wydziela przykrych zapachów, jakie powodują wydzielane produkty powstające na przykład podczas suszenia wysłodków buraczanych w suszarkach bębnowych.

Podczas eksploatacji wspomnianego powyżej urządzenia suszącego stwierdzono, że częściowo wysuszony materiał rozdrobniony ma tendencję do przywierania do skośnych płyt prowadzących, a zwłaszcza do ich górnych powierzchni i że na płytach stopniowo zwiększa się jego powłoka.

Celem niniejszego wynalazku jest eliminacja tego zjawiska.

Urządzenie do suszenia przegrzaną parą wodną wilgotnych materiałów rozdrobnionych o niejednorodnej wielkości cząstek, które to urządzenie składa się z dolnej, cylindrycznej części z pewną liczbą równoległych, umieszczonych pierścieniowo, w zasadzie wydłużonych w pionie komór, z których to komór jedna albo kilka posiada zamknięte dno, natomiast dna pozostałych komór są przepuszczalne dla pary, przy czym komory sąsiadujące ze sobą są połączone otworami znajdującymi się w ściankach w ich dolnej części, oraz z górnej, stożkowej części również podzielonej na komory, która dolnym końcem łączy się z cylindryczną częścią komór urządzenia a górną ze strefą przelotową, przy czym komory znajdujące się w części stożkowej są podzielone na mniejsze komory za pomocą pochylonych płyt prowadzących, urządzenia podającego wilgotny materiał rozdrobniony do komory, której dno jest przepuszczalne dla pary, urządzenia odprowadzającego wysuszony materiał z komory posiadającej zamknięte dno urządzenia doprowadzającego przegrzaną parę wodną do obszaru znajdującego się pod dnami komór przepuszczalnymi dla pary, urządzenia odprowadzającego parę ze strefy przelotowej oraz urządzenia podgrzewającego odprowadzoną parę i włączającego ją w obieg w obszarze znajdującym się pod dnami komór przepuszczalnymi dla pary, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej część skośnych płyt prowadzących w stożkowej części urządzenia jest zaopatrzona w urządzenia do podgrzewania płyt.

Korzystnie płyty prowadzące są wydrążone w środku i zaopatrzone w elementy doprowadzające parę wodną do ich wnętrza.

Korzystnie sąsiednie komory suszące są połączone otworami w swoich ściankach w strefie przejściowej pomiędzy częścią stożkową a cylindryczną częścią urządzenia, przy czym górne powierzchnie płyt prowadzących są zaopatrzone w prowadnice.

Korzystnie prowadnice są rozmieszczone w taki sposób, że znajdujący się na górnych powierzchniach płyt prowadzących rozdrobniony materiał jest kierowany ku otworom prowadzącym do sąsiednich komór suszących, znajdujących się po tej stronie urządzenia, która leży w kierunku przepływu materiału.

Korzystnie prowadnice zawierają metalowe listwy przymocowane do górnych powierzchni płyt prowadzących.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia aksonometryczny rzut zalecanego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku, w częściowym przekroju, fig. 2 przedstawia rzut pionowy urządzenia z fig. 1 w przekroju, fig. 3 przedstawia rzut poziomy przekroju poprowadzonego przez urządzenie z fig. 1 wzdłuż linii III-III, fig. 4 przedstawia rzut poziomy przekroju poprowadzonego przez urządzenie z fig. 1 wzdłuż linii IV-IV, fig. 5 przedstawia schematyczny rzut aksonometryczny komory suszącej w urządzeniu według wynalazku, fig· 6 przedstawia rzut pionowy skośnej płyty prowa4

166 755 dzącej w zalecanym przykładzie wykonania urządzenia według wynalazku w przekroju oraz fig. 6 przedstawia rzut aksonometryczny górnej powierzchni skośnej płyty prowadzącej w innym zalecanym przykładzie wykonania urządzenia według wynalazku.

Pokazane na rysunku urządzenie składa się z części dolnej, oznaczonej ogólnie 1, części cylindrycznej, oznaczonej ogólnie 2, części stożkowej, oznaczonej ogólnie 3 oraz części górnej, oznaczonej ogólnie 4.

Część cylindryczna 2 jest podzielona na piętnaście komór suszących 6, połączonych szeregowo za pomocą pionowych ścianek 5. Pomiędzy pierwszą a ostatnią komorą suszącą 6 znajduje się komora wylotowa 7. Dolną część komór suszących 6 stanowią perforowane dna 8. Centralnie, ponad wsponnianym dnem 8 umieszczony jest element dystansowy 9, którego górna część jest pochylona ku dołowi i na zewnątrz, natomiast część dolna znajduje się w małej odległości od perforowanego dna 8 komory. Komory suszące 6 przechodzą w część stożkową 3 urządzenia. Każda z komór suszących 6 jest podzielona skośnymi płytami działowymi 11,·w których znajdują się elementy grzejne (nie pokazane), na zwężające się stożkowo ku dołowi mniejsze komory 10. Sąsiednie komory suszące 6 i komora wylotowa 7 są ze sobą połączone otworami 12 w ściankach 5 w strefę przejściową, znajdującą się pomiędzy częścią cylindryczną 2 a częścią stożkową 3.

W rurze wylotowej 14 w dnie komory wylotowej 7 jest osadzony obrotowo przenośnik ślimakowy 13. W górnej partii cylindrycznej części 2 urządzenia jest zainstalowany odpowiedni przenośnik ślimakowy 15, umieszczony w rurze podającej 16, wpadającej do górnej części pierwszej komory suszącej 6.

Centralny obszar cylindrycznej części 2, stożkowej części 3 oraz pewien obszar górnej części 4 wypełnia rurowy wymiennik ciepła, połączony z rurą 21 doprowadzającą przegrzaną parę wodną, która, jak opisano poniżej, przepływa z górnej części 4 do dolnej części 1 urządzenia dużą liczbą rurek 22 wymiennika ciepła i jest równocześnie ogrzewana za pomocą przegrzanej pary wodnej doprowadzanej rurą 21. Dodatkowo wymiennik ciepła 20 jest połączony z rurą (nie pokazaną) odprowadzającą kondensat z obszaru wokół rurek wymiennika ciepła 22. Część górna 4 jest podzielona płytą 30 na komorę centralną 31 i komorę przejściową 32. W komorze centralnej 31, w górnym końcu wymiennika ciepła 20, znajduje się nieruchomy element wypełniający 33, na którego powierzchni zewnętrznej znajduje się pewna liczba łopatek kierujących 34 o kształcie i odstępach, dzięki którym para przepływająca z komory przejściowej 32 do góry, przez obszar pomiędzy elementem wypełniającym 33 a płytą 30, porusza się ruchem odśrodkowym. Płyta 30 styka się z cyklonem 40, a komora centralna 31 jest połączona ze środkiem cyklonu 40 otworem 41 w płycie 30 i w cyklonie 40. Cyklon 40 posiada stożkową część dolną 42 przechodzącą w lekko lejkowatą część 43 wchodzącą do jednej z komór 10 w komorze wylotowej 7. W strefie przejściowej pomiędzy dolną, stożkową częścią 42, a lejkowatą częścią 42, znajduje się rurka 44 doprowadzająca gaz pod ciśnieniem, którego zadaniem jest wytwarzanie efektu ejektorowego w strefie przejściowej pomiędzy dolną, stożkową częścią 42 cyklonu, a lejkowatą częścią 43.

W górnej partii górnej części 4 urządzenia znajduje się rura 45 odprowadzająca nadmiar pary.

W dolnej części 1 urządzenia znajduje się lejkowata część 50 biegnąca w dół od dolnego końca wymiennika ciepła 22 do wnętrza dmuchawy oośrrdkowej 51, składajjąej się z wirnika wykonanego z dwóch kołowych płyt 52 i 53 i zamontowanych pomiędzy nimi łopatek 54. Wirnik 51 jest osadzony na wale 55 z klinową przekładnią pasową 56 napędzaną silnikiem 58 za pośrednictwem pary pasków klinowych 57. Wirnik 51 jest otoczony komorą 59 rozprowadzającą parę, w której znajdują się prowadnice 60 z otworami 61.

Jak wynika z fig. 1, w ściankach 5 komór suszących 6 znajdują się otwory 62, przez które nieosuszony materiał może przechodzić z jednej komory suszącej 6 do drugiej. Wymiary tych otworów 62, albo niektórych znich, mniejszają iię w kierunku materiału.

Jak widać na fig. 6 skośne płyty prowadzące 11 mogą składać się z płyty przednijj 70 i pofalowanej płyty tylnej 71, przyspawanej do płyty przedniej 70 w oddzielnych strefach 72. Pokazana płyta prowadząca 11 jest połączona z rurą (nie pokazaną) doprowadzającą przegrzaną parę wodną oraz z rurą (nie pokazaną) odprowadzającą kondensat i parę wodną.

Górna powierzchnia płyty prowadzącej pokazanej na fig. 7 jest zaopatrzona w dwa boczne kołnierze 75 i cztery listwy prowadzące 76, umieszczone w taki sposób, że poruszający się

166 755 ku dołowi, po górnej powierzchni płyty prowadzącej, rozdrobniony materiał jest kierowany na jeden z kołnierzy bocznych 75. Najniższa część wspomnianego kołnierza bocznego jest wycięta, dzięki czemu powstaje otwór 12 prowadzący do sąsiedniej komory suszącej 6.

Sposób działania urządzenia jest następujący:

Wyjściowy rozdrobniony materiał jest doprowadzany do górnej części pierwszej z połączonych szeregowo komór suszących 6 za pomocą przenośnika ślimakowego 15 i rury zasilającej 16. W komorze suszącej dostarczony materiał jest poddawany działaniu przegrzanej pary wodnej, doprowadzanej do komory suszącej przez perforowane dno 6. Elementy dystansowe 9 wymuszają ruch wirowy materiału, co pokazano na fig. 5. Część materiału jest zbyt ciężka, żeby mogła utworzyć zawiesinę i porusza się w kierunku dna 8 komory. Podczas tego ruchu ku dołowi, który zachodzi głównie w części centralnej komory, materiał uderza w pochyloną górną część elementu dystansowego 9 i ześlizguje się po niej w dół. Po ześlizgnięciu się materiału po pochylonej powierzchni elementu dystansowego 9 na dno komory 8, część tego materiału, o stosunkowo dużych cząstkach, przechodzi otworem 62 w ściance 5 do następnej (drugiej) komory suszącej 6.

Wchodzący do drugiej komory suszącej 6 materiał o stosunkowo dużych cząstkach, będzie kierowany ku trzeciej komorze suszącej w taki sam sposób jak poprzednio, i tak dalej.

Podczas suszenia materiału w komorach 6 cząstki stopniowo tracą na wadze i najlżejsze z nich przechodzą do stożkowej części 3 urządzenia. Po dojściu do tej części urządzenia część materiału osiądzie na górnej powierzchni płyt prowadzących 11, gdzie skierowany ku górze przepływ gazu jest słaby. Dzięki temu materiał jest nadal ogrzewany i suszony i po osuszeniu ześlizguje się w dół ku cylindrycznej części 2 urządzenia. W przypadku kiedy na górnej powierzchni płyt prowadzących 11 znajdują się listwy prowadzące 76, jak widać na fig. 7, suchy materiał jest kierowany ku otworom 12 i do następnej komory. Korzystnie, cząstki o dużych wymiarach pozostają w najniższej części komory 6. W praktyce stwierdzono, że ponad 90% materiału (w odniesieniu do masy suchej) przechodzi otworami 62 w dolnych partiach komór i otworami 12 w strefie przejściowej, znajdującej się pomiędzy częścią stożkową 3 a cylindryczną 2. Zatem tylko stosunkowo niewielka część materiału przechodzi do strefy przelotowej, natomiast większa jego część płynie ku górze i wpływa do komory centralnej 31. W przestrzeni ponad komorą wylotową 7 nie ma przepływu pary wodnej ku górze, ponieważ jej dno jest zamknięte. Po przedostaniu się do komory wylotowej 7 suche cząstki zaczynają opadać na jej dno.

Materiał, który przedostał się do komory wylotowej 7 otworami 62 znajdującymi się w najniższej partii komór suszących, albo otworami 12 znajdującymi się w strefie przejściowej pomiędzy częścią cylindryczną 2 a stożkową 3, albo przez komorę przejściową 32, jest odprowadzany w dolnej części komory wylotowej 7 za pomocą przenośnika ślimakowego 13, zainstalowanego w rurze wylotowej 14.

Strumień pary z komory suszącej 6 przepływa do komory przejściowej 32 i wpływa do komory centralnej 31, a następnie przepływa między łopatkami prowadzącymi 34, wymuszającymi jego wirowy ruch po wewnętrznej powierzchni płyt 30, wskutek czego unoszone przez parę cząstki są kierowane na płytę 30 i po dojściu do otworu 41 wpływają do cyklonu 40, a następnie osiadają na jego dnie. Z cyklonu cząstki są wprowadzane do komory wylotowej 17 za pomocą gazu doprowadzanego rurą 44. Para uwolniona od cząstek stałych jest przetłaczana za pomocą dmuchawy odśrodkowej 51 z komory centralnej 31 w dół przez wymiennik ciepła 20. Podczas przepływu przez wymiennik ciepła 20 para jest ogrzewana do stanu pary przegrzanej za pomocą pary albo innego czynnika grzejnego, doprowadzanego do wymiennika ciepła 20 rurą 21. Para wytłaczana z dmuchawy odśrodkowej 51 jest przedmuchiwana przez komorę rozprowadzającą 59 do przestrzeni znajdującej się pod perforowanymi dnami 8 w komorach suszących 6, a stamtąd do góry do komór suszących 6.

Nadmiar pary wodnej, powstający wskutek parowania cieczy z rozdrobnionego materiału, jest odprowadzany rurą 45, znajdującą się w górnej części 4 urządzenia.

Wynalazek opiera się na odkryciu, że podgrzewanie płyt prowadzących umożliwia eliminację lub co najmniej znaczne zmniejszenie skłonności rozdrobnionego materiału do przywierania do górnych powierzchni płyt prowadzących. Nie jest znana przyczyna eliminacji tego przywierania ale zakłada się, że wskutek zetknięcia się zawierających wodę cząstek rozdrobnionego materiału z rozgrzanymi płytami cząstki zaczynają tańczyć na płytach w taki sam sposób jak krople wody na rozgrzanej płycie, albo że w pobliżu powierzchni płyt powstaje strefa stosunkowo gorącej pary wodnej, powodująca wysychanie powierzchni cząstek.

166 755

Skośne płyty prowadzące według wynalazku są, korzystnie, wydrą2one w środku, a ich wnętrza są połączone z urządzeniem doprowadzającym do nich parę wodną. Jednakże, istnieje również możliwość innego sposobu ich ogrzewania, na przykład za pomocą umieszczonych w nich elektrycznych elementów grzejnych.

Podczas eksploatacji urządzenia według wynalazku temperatura powierzchni płyt prowadzących jest utrzymywana, korzystnie, na poziomie o 293 - 353 K wyższym niż punkt rosy pary wodnej stosowanej w urządzeniu, mającej zadane ciśnienie. Zatem w przypadku stosowania przegrzanej pary wodnej o ciśnieniu 3.7 barów, co odpowiada punktowi rosy na poziomie 413 K, temperatura płyt prowadzących jest korzystnie utrzymywana na poziomie 433 - 493 K.

W opisanym powyżej przykładzie wykonania urządzenia według wynalazku, w którym sąsiednie komory suszące są połączone otworami znajdującymi się w ich ściankach w strefę przejściową pomiędzy częścią stożkową a cylindryczną, na górnych powierzchniach płyt prowadzących znajdują się prowadnice, korzystnie, są one umieszczone w taki sposób, że stykający się z górnymi powierzchniami płyt prowadzących rozdrobniony materiał jest kierowany do otworów sąsiednich komór suszących po tej stronie urządzenia, która znajduje się w kierunku zgodnym z przepływem materiału. Zatem prowadnice te, mające postać metalowych listew przymocowanych do górnych powierzchni płyt prowadzących, wspomagają ruch postępowy rozdrobnionego materiału w urządzeniu i przyczyniają się do zmniejszenia czasu jego przebywania w urządzeniu.

□o suszenia rozdrobnionych materiałow zawierających wodę stosowana jest przegrzana para wodna, natomiast podczas suszenia materiałów zawierających inne płyny, w których składzie nie ma wody, stosowane są przegrzane pary tych płynów.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do suszenia przegrzaną parą wodną wilgotnych materiałów rozdrobnionych o niejednorodnej wielkości cząstek, które to urządzenie składa się z dolnej, cylindrycznej części z pewną liczbą równoległych, umieszczonych pierścieniowo, w zasadzie wydłużonych w pionie komór, z których to komór jedna albo kilka posiada zamknięte dno, natomiast dna pozostałych komór są przepuszczalne dla pary, przy czym komory sąsiadujące ze sobą są połączone otworami znajdującymi się w ściankach w ich dolnej części, oraz z górnej, stożkowej części również podzielonej na komory, która dolnym końcem łączy się z cylindryczną częścią komór urządzenia a górną ze strefą przelotową, przy czym komory znajdujące się w części stożkowej są podzielone na mniejsze komory za pomocą pochylonych płyt prowadzących, urządzenia podającego wilgotny materiał rozdrobniony do komory, której dno jest przepuszczalne dla pary, urządzenia odprowadzającego wysuszony materiał z komory posiadającej zamknięte dno urządzenia doprowadzającego przegrzaną parę wodną do obszaru znajdującego się pod dnami komór przepuszczalnymi dla pary, urządzenia odprowadzającego parę ze strefy przelotowej oraz urządzenia podgrzewającego odprowadzoną parę i włączającego ją w obieg w obszarze znajdującym się pod dnami komór przepuszczalnymi dla pary, znamienne tym, że co najmniej część skośnych płyt prowadzących (11) w stożkowej części (3) urządzenia jest zaopatrzona w urządzenia (70, 71) do podgrzewania płyt (11).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że płyty prowadzące (11) są wydrążone w środku i zaopatrzone w elementy doprowadzające parę wodną do ich wnętrza.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że sąsiednie komory suszące (6) są połączone otworami (12) w swoich ściankach (11) w strefie przejściowej pomiędzy częścią stożkową (3) a cylindryczną częścią (2) urządzenia, przy czym górne powierzchnie płyt prowadzących (11) są zaopatrzone w prowadnice (76).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że prowadnice (76) są rozmieszczone w taki sposób, że znajdujący się na górnych powierzchniach płyt prowadzących (11) rozdrobniony materiał jest kierowany ku otworom (12) prowadzącym do sąsiednich komór suszących, znajdujących się po tej stronie urządzenia, która leży w kierunku przepływu materiału.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3 i 4, znamienne tym, że prowadnice (76) zawierają metalowe listwy przymocowane do górnych powierzchni płyt prowadzących (11).