PL60761B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 31.1.1966 Wlochy Opublikowano: 15.X.1970. 60761 KI. 82 a, 1/08 MKP F 26 b, 7/00 Wlasciciel patentu: Snam Progetti S.p.A., Mediolan (Wlochy) Sposób ciaglego suszenia materialów stalych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego su¬ szenia materialów stalych oraz urzadzenie do sto¬ sowania tego sposobu.Znane jest usuwanie wody z materialów stalych za pomoca destylacji w obecnosci cieczy nie miesza¬ jacej sie z woda przy czym ciecz ta tworzy z woda mieszanine azeotropowa lub mieszanine o minimal¬ nej temperaturze wrzenia.Celem wynalazku jest podanie ciaglego sposobu suszenia materialów stalych, w którym temperatura suszenia jest dokladnie regulowana, w celu uniknie¬ cia przegrzania materialu poddawanego suszeniu i w którym jednoczesnie stopniowo usuwa sie wode bez wywolywania spekan lub rys oraz urzadzenia do stosowania tego sposobu.Sposób wedlug wynalazku, przy uzyciu obrotowego bebna, pozwala na suszenie sposobem ciaglym lat¬ wo kruszacych sie cial stalych, które po wysusze¬ niu maja zachowac swój geometryczny ksztalt. W urzadzeniu zachodzi kontrolowana destylacja bez przegrzania, przez co unika sie spiekania materialu i zapobiega powierzchownemu spaleniu materialu na ogrzewanej powierzchni. Srodek dyspergujacy uzyty w sposobie wedlug wynalazku oprócz zapobiegania spiekania materialu jednoczesnie spelnia role nosni¬ ka ciepla pomiedzy zródlem ciepla a suszonym ma¬ terialem.Sposób wedlug wynalazku polega na zdyspergo- waniu mokrego stalego materialu, który ma byc pod¬ dany suszeniu w cieczy, nie mieszajacej sie z woda, 25 a która tworzy z nia mieszanine azeotropowa. Otrzy¬ mana mieszanine wprowadza sie do ogrzewanego, obracajacego sie przenosnika slimakowego, gdzie przechodzi ona przez trzy kolejne strefy, w których nastepuje calkowite wysuszenie materialu. Suszenie materialu stalego sposobem wedlug wynalazku obej¬ muje nastepujace operacje: zdyspergowanie stalego materialu poddawanego suszeniu w cieczy nie mie¬ szajacej sie z woda, przy czym ciecz ta zdolna jest do wytworzenia razem z woda mieszaniny o mini¬ malnej temperaturze wrzenia, a mieszanina ta jest albo rzeczywista mieszanina azeotropowa, albo tak zwana mieszanina „pseudoazeotropowa", która w dalszym ciagu opisu nazywac sie bedzie mieszanina azeotropowa.Mieszanine powyzsza wprowadza sie do urzadze¬ nia, w którym przechodzi ona przez kolejne strefy; w pierwszej nastepuje destylacja azeotropowa pod chlodnica zwrotna z adciskiem rozpuszczalnika nie mieszajacego sie z woda, w drugiej strefie odbywa sie destylacja bez chlodnicy zwrotnej, bez odcieku, a w trzeciej ostatniej strefie przed wyladowaniem materialu, dokonuje sie calkowitego wysuszenia ma¬ terialu z pozostalosci wody i rozpuszczalnika stosu¬ jac destylacje lub inne odpowiednie metody roz¬ dzielania o charakterze fizycznym, takie jak prze¬ saczenie, dekantacja lub inne.Sposób ten umozliwia uzyskanie w pierwszej stre¬ fie temperatury niskiej (bliskiej temperatury wrze¬ nia mieszaniny azeotropowej) i usuniecie wiekszej 60761, * 3 ' '¦"''¦¦.¦¦' ¦ czesci wody zawartej w materiale, podczas gdy w drugiej strefie (bez chlodnicy zwrotnej) bez odcieku usuwa sie reszte wody, razem z nadmiarem rozpusz¬ czalnika. Rozpuszczalnik dobiera Sie sposród subs¬ tancji niezdolnych do wiazania sie z materialem pod¬ dawanym suszeniu i taki który daje usuwac sie bez wywolywania spekan lub innych uszkodzen materialu stalego.Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wy¬ nalazku sklada sie z obrotowego przenosnika sli¬ makowego, zaopatrzonego w przegrody zwojowe i nachylonego tak, aby material mógl przesuwac sie przez jego trzy strefy. Przenosnik slimakowy w swej,A góruaj iffisffi posiada przewód, którym dopro- "^a suszenia z rozpuszczalnikiem nie mieszajacym sie z woda oraz rozdzielacz faz cieklych, z którego od- pjppradztf sie rozpuszczalnik i zawraca do obiegu, a w-swej dolnej czysci posiada skraplacz uchodzacych par.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku przedstawiono schematycznie na rysunku, na którym 1 oznacza przewód do wprowadzania mie¬ szaniny materialu stalego przenaczonego do susze¬ nia, z ciecza nie mieszajaca sie z woda. Mieszanine te doprowadza sie do obrotowego, nachylonego, wy¬ drazonego przenosnika slimakowego 2, zaopatrzo¬ nego w plaszcz grzejny 3. ~ W pierwszej strefie 4 przenosnika slimakowego zachodzi destylacja azeotropowa mieszaniny (woda- -rozpuszczalnik nie mieszajacy sie z woda) z odcie¬ kiem rozpuszczalnika; w drugiej strefie 5 odbywa sie oddestylowanie, rozpuszczalnika i wody bez od¬ cieku, a nastepnie w koncowej, trzeciej strefie 6 na¬ stepuje calkowite wysuszenie materialu ziarnistego, który nastepnie wyladowuje sie i zbiera w zbiorni¬ ku 7. W celu unikniecia skraplania par w zbiorniku 7 mozna zastosowac odpowiednie ogrzewanie lub zawór dozujacy do wyladowywania wysuszonego materialu.Mieszanina azeotropowa oddestylowana w pierw¬ szej strefie suszenia ulega skropleniu w komorze 13 i gromadzi sie w rozdzielaczu 14, gdzie rozdziela sie na 2 fazy. Warstwe górna stanowi rozpuszczalnik, który rura przelewowa 8 zawraca sie do obiegu po odwodnieniu go, o ile to konieczne, a warstwe doi-, na¦:.— wode usuwa sie spustem 9. Przenosnik Z po¬ siada slimak wewnetrzny 10, a w koncowej czesci urzadzenie 11 do zgarniania wysuszonego materialu.Przenosnik slimakowy obracany jest za pomoca urzadzenia obrotowego 12.Koncowe usuniecie rozpuszczalnika mozna, jak wspomniano wyzej, przeprowadzic oddzielnie, takze przy zastosowaniu innych konwencjonalnych metod.W celu uzyskania pozadanego efektu ze stosowa¬ nia sposobu wedlug wynalazku nalezy uwzglednic nastepujace parametry: rodzaj suszonego materialu, zastosowany rozpuszczalnik, szybkosc obrotu prze¬ nosnika slimakowego, skok przenosnika slimakowe¬ go, nachylenie osi przenosnika slimakowego, które okresla rózna pojemnosc przestrzeni miedzyzwojo- wych przenosnika i ogrzewanie uzyskiwane za po¬ moca srodków grzejnych.Odpowiednie dobranie wymienionych parametrów wiaze sie z mozliwoscia otrzymania takich warun- 60761 * ków technicznych, w których uzyskuje sie doskonale wysuszone stale czasteczki bez zadnych rys lub zmian fizycznych, odznaczajace sie wytrzymaloscia mechaniczna i podatnoscia na dalsza obróbke, któ- 5 ra czesto prowadzona jest w ostrych warunkach — bardzo wysokie temperatury, wstrzasy cieplne itp.Wspomniany sposób suszenia jest procesem cal¬ kowicie ogólnym i mozna go stosowac do usuwania polarnych cieczy nasycajacych staly material, jak io równiez do cieczy niepolarnych i do wszelkiego ro¬ dzaju materialu poddawanego suszeniu.Zwlaszcza korzystne jest stosowanie sposobu we¬ dlug wynalazku do suszenia wodorotlenków i/lub tlenków Al, Fe, Mg, Be, Cr, Ce, Zr i tak dalej, w 15 celu wytworzenia kulek i tym podobnych, stosowa¬ nych jako katalizatory lub nosniki katalizatorów.Wazne znaczenie ma zastosowanie tego sposobu do suszenia materialów zawierajacych Th, U, Pu dla produkcji sferoidalnych paliw do celów nuklearnych. jo Jesli chodzi o paliwa nuklearne, to korzysc ze sto¬ sowania sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze otrzymany wysuszony material wyfcazuje duza podatnosc przy równoczesnie malej gestosci, w po¬ równaniu z materialem otrzymywanym z procesów 25 suszenia metodami konwencjonalnymi (suszenie po¬ wietrzem i tak dalej).Wysoka porowatosc pozwala nastepnie na obrób¬ ke cieplna (wypalanie) bez kruszenia sie kulek (dzie¬ ki wydzielaniu sie gazu z wnetrza kulek), natomiast 30 po wypaleniu, gestosc kulek jest bardzo duza.W tych przypadkach rozpuszczalnik nie miesza¬ jacy sie z woda dobiera sie sposród weglowodorów alifatycznych, aromatycznych i cykloalifatycznych o temperaturze wrzenia zawartej w granicach 60— 35 130°C, które zdolne sa do tworzenia z woda miesza¬ nin azeotropowych o temperaturze wrzenia w grani¬ cach 60—99°C. Najkorzystniej jest stosowac weglo¬ wodory, które tworza mieszanine azeotropowa z wieksza iloscia wody nasycajacej material, jednak 40 z zastrzezeniem, ze temperatura wrzenia takiej mie¬ szaniny bedzie wyzsza od minimalnej z podanego wyzej zakresu, tak aby proces mozna bylo prowa¬ dzic w racjonalnym i ekonomicznie dogodnym okre¬ sie czasu. 45 Po okresleniu surowca zasilajacego (to jest w praktyce ilosci materialu stalego i ilosci rozpuszczal¬ nika) ustala sle najkorzystniejsze wartosci predko¬ sci obrotowej przenosnika slimakowego,. przegrody zwojowe przenosnika slimakowego oraz ógrzewa- 50 nie lacznie z innymi parametrami. Te parametry nalezy dobrac tak, aby w pierwszej strefie prze¬ nosnika slimakowego uzyskac jak uprzednio poda¬ no, destylacje z odciekiem.Przytoczony przyklad wyjasnia wynalazek nie ss ograniczajac jego zakresu.Przyklad. Przenosnik slimakowy o zewnetrz¬ nej srednicy 80 mm, o dlugosci 1300 mm, o skoku gwintu 53 mm, przy czym slimak ma otwór 20 mm, a maksymalna pojemnosc przestrzeni miedzyzwojo- 6o weJ Przy poziomym polozeniu przenosnika slimako¬ wego wynosi 90 ml, a przy jego nachyleniu pod ka¬ tem 25° wynosi 62 ml, o predkosci obrotowej 0,8 obrotu na minute, i o mocy cieplnej 20—40 W/cm zasila sie zawiesina w ilosci 160 ml/minuta 65 mana z 50 ml objetosci nasypowej wilgotnych ku-5 leczek wodorotlenku toru i o srednicy 2 mm, co odpowiada 33 ml istotnej objetosci, przy czym pozo¬ stalosc stanowi ksylen.Zawartosc wody w kuleczkach wynosi 29 ml.W normalnych warunkach prowadzenia procesu JJ50 ml przenosnika slimakowego, co odpowiada 16 przestrzeniom miedzyzwojowym, pracuje jako apa¬ rat destylacyjny z chlodnica zwrotna (z odciekiem), a nastepnie 9 przestrzeni miedzyzwojowych pracuje jako aparat destylacyjny bez chlodnicy zwrotnej (bez odcieku) i jako suszarka.Kuleczki zgromadzone u wylotu przenosnika sli¬ makowego zawieraja tylko slady wody, a gestosc ich wynosi 2,5 g/ml. Po wypaleniu gestosc ich wy¬ nosi 9,8 g/ml. Ten sam material suszony sposobem konwencjonalnym (to jest suszony powietrzem) ma gestosc 4,2 g/ml. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego suszenia materialów stalych na¬ syconych woda, znamienny tym, ze mokry staly ma¬ terial dysperguje sie w cieczy nie mieszajacej sie z woda, a która tworzy z nia mieszanine azeotropowa, nastepnie otrzymana mieszanine wprowadza sie do ogrzewanego, obracajacego sie przenosnika slima- 6 kowego, w którego pierwszej strefie ulega odparo¬ waniu (z odciekiem) wieksza czesc mieszaniny azeo- tropowej, która zostaje odprowadzona w kierunku przeciwnym do ruchu nadawy, po czym w drugiej 5 jego strefie nastepuje odparowanie pozostalej czesci wody i nadmiaru rozpuszczalnika (bez odcieku), zas w trzeciej, ostatniej strefie zachodzi calkowite wy¬ suszenie materialu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze io jako rozpuszczalnik nie mieszajacy sie z woda sto¬ suje sie rozpuszczalnik, którego temperatura wrze¬ nia miesci sie w granicach 60—180°C i który zdolny jest do tworzenia z woda mieszaniny azeotropowej o temperaturze wrzenia 60—99°C. 15

3. Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug zastrz. 1 skladajace sie z obrotowego przenosnika slimakowego zaopatrzonego w przegrody zwojowe i nachylonego tak, aby material mógl przesuwac sie poprzez jego trzy strefy, znamienne tym, ze przenos- 20 nik slimakowy (2) w swej górnej czesci posiada prze¬ wód (1) doprowadzajacy mieszanine materialu prze¬ znaczonego do suszenia z rozpuszczalnikiem nie mieszajacym sie z woda oraz rozdzielacz (14) faz cieklych z rura przelewowa (8), która zawraca sie 25 rozpuszczalnik nie mieszajacy sie z woda do obiegu, a w swej górnej czesci posiada skraplacz par (13) uchodzacych z przenosnika slimakowego. L? KI. 82 a, 1/Utf 60761 MKP F 26 b, 7/00 WZA-:. Zr.m. ZZ2-1. Naklad 2:0 PL PL