RU159289U1

RU159289U1 - CONTACT DRUM DRYER

Info

Publication number: RU159289U1
Application number: RU2015115367/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Вячеслав Александрович Балашов; Светлана Борисовна Воротнева; Ирина Михайловна Шандыбина; Кристина Олеговна Суслова; Александра Николаевна Гончаренко
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2016-02-10

Abstract

Контактная барабанная сушилка, включающая вращающийся барабан, на внутренней поверхности которого выполнены ребра радиатора, с приводом, сушильной полостью и элементами нагрева в виде ТЭНов, подводящую и отводящую течки для материала, при этом начало сушильной полости сообщено с подводящей течкой материала, а конец сушильной полости - с отводящей течкой, отличающаяся тем, что ребра радиатора выполнены в виде пустотелых лопастей, на внутренних поверхностях которых закреплены плоские ТЭНы.A contact drum dryer, including a rotating drum, on the inner surface of which are made radiator fins, with a drive, a drying cavity and heating elements in the form of heating elements, supply and exhaust heat for the material, while the beginning of the drying cavity is communicated with the supply heat of the material, and the end of the drying cavity - with a discharge chute, characterized in that the radiator fins are made in the form of hollow blades, on the inner surfaces of which flat heating elements are fixed.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к оборудованию для сушки твердых и твердообразных материалов и может найти применение в горноперерабатывающей, строительной, химической, нефтехимической, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах переработки вторичных твердых отходов.The proposed technical solution relates to equipment for drying solid and solid materials and can be used in mining, construction, chemical, petrochemical, agricultural and other industries, as well as in environmental processes of processing secondary solid waste.

Известны конструкции барабанных сушилок, состоящие из наклонно установленного вращающегося барабана, на который надеты два бандажа и зубчатый венец привода. На обоих концах барабана имеются камеры: одна -для ввода сушильного агента - газа или воздуха - и загрузки влажного материала, другая - для вывода сухого продукта и отвода отработанного сушильного агента. В зависимости от свойств высушиваемого материала применяют различные внутренние устройства барабана: в виде винтовых лопастей, наклонных или прямолинейных лопаток, дугообразной подъемно-лопастной насадки и т.д. (Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. - М.: Химия, 1970, С.187-188; Шаповалов Ю.Н., Шеин В.С. Машины и аппараты общехимического назначения. Учебное пособие. - Воронеж: Издательство Воронежского университета, 1982, С. 192-193; Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учеб. для вузов - изд. 14-е, стер. - М.: Альянс, 2008, С. 655-656; Тимонин А.С. Основы расчета и конструирования химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник, Т. 2. 2-е изд.- Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002, С. 779-780; Тимонин А.С. Машины и аппараты химических производств. - Калуга: Ноосфера, 2014, С. 669, 670, 672).Known designs of drum dryers, consisting of an obliquely mounted rotating drum, on which are put two braces and a gear ring drive. There are chambers at both ends of the drum: one for introducing the drying agent — gas or air — and loading the wet material, the other for conveying the dry product and discharging the spent drying agent. Depending on the properties of the material being dried, various internal devices of the drum are used: in the form of screw blades, inclined or straight blades, an arc-shaped lifting-blade nozzle, etc. (Lykov MV Drying in the chemical industry. - M.: Chemistry, 1970, P.187-188; Shapovalov Yu.N., Shein V.S. Machines and apparatuses of general chemical purpose. Textbook. - Voronezh: Voronezh Publishing House University, 1982, S. 192-193; Kasatkin A.G. Main processes and apparatuses of chemical technology: textbook for universities - ed. 14th, eras. - M .: Alliance, 2008, S. 655-656; Timonin A.S. Fundamentals of calculation and design of chemical-technological and environmental equipment: a Handbook, T. 2. 2nd ed .- Kaluga: Publishing House N. Bochkareva, 2002, S. 779-780; Timonin A.S. Machines and Devices chemically their production. - Kaluga: Noosphere, 2014, S. 669, 670, 672).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невысокая интенсивность процесса сушки при высокой степени удаления влаги из высушиваемого материала.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the low intensity of the drying process with a high degree of moisture removal from the dried material.

Известна конструкция барабанной сушилки для сыпучих термочувствительных материалов, содержащая вращающийся корпус с встроенной насадкой с радиальными перегородками, расположенными в сушильном пространстве, сообщенной с системой подачи теплоносителя, загрузочные и разгрузочные устройства, установленные на противоположных сторонах корпуса, при этом насадка выполнена в виде сетчатых радиальных перегородок, соединенных в центре корпуса одним общим ребром и расположенных под углом 90° каждая последующая относительно предыдущей (патент на полезную модель РФ 50644 F26B 11/04, 2006).A known design of a drum dryer for bulk thermosensitive materials, comprising a rotating casing with a built-in nozzle with radial partitions located in the drying space in communication with the coolant supply system, loading and unloading devices installed on opposite sides of the casing, while the nozzle is made in the form of mesh radial partitions connected in the center of the housing by one common rib and located at an angle of 90 ° each subsequent relative to the previous one (patent for a utility model of the Russian Federation 50644 F26B 11/04, 2006).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невысокая интенсивность процесса сушки из-за недостаточной поверхности четырех сетчатых радиальных перегородок, из которых выполнена насадка, особенно при необходимости высокой степени удаления влаги из высушиваемого материала.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include the low intensity of the drying process due to the insufficient surface of the four mesh radial partitions from which the nozzle is made, especially if a high degree of moisture removal from the material to be dried is necessary.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип, является контактная барабанная сушилка, включающая корпус, вращающийся барабан с приводом и элементами нагрева в сушильной полости, подводящую и отводящую течки для материала, канал для отвода паров воды, радиатор из металла высокой теплопроводности, причем ребра радиатора расположены по винтовой линии с образованием между ребрами винтовой сушильной полости, начало сушильной полости сообщено с течкой подводящего материала, а конец сушильной полости с отводящей течкой, а центральная часть барабана соединена с каналом для отвода паров воды, и между корпусом, выполненном с теплоизоляционным покрытием, и вращающимся барабаном смонтированы элементы нагрева, например в виде ТЭНов (авт.свидетельство №10448, F26B 11/04, 1999).The closest technical solution for the totality of features to the claimed object and adopted as a prototype is a contact drum dryer, including a housing, a rotating drum with a drive and heating elements in the drying cavity, supply and exhaust heat for the material, a channel for the removal of water vapor, a metal radiator high thermal conductivity, and the radiator fins are located along a helical line with the formation between the ribs of the screw drying cavity, the beginning of the drying cavity is communicated with the flow of the supply material, the end of the drying cavity with a discharge chute, and the central part of the drum is connected to the channel for the removal of water vapor, and heating elements are mounted between the housing made with a heat-insulating coating and the rotating drum, for example, in the form of heating elements (certificate №10448, F26B 11/04 , 1999).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная интенсивность процесса сушки при высокой степени удаления влаги из высушиваемого материала из-за отсутствия контакта между элементами нагрева ТЭНов с вращающейся поверхностью барабана и передачей тепловой энергии от ТЭНов к вращающейся поверхности барабана через газовый (воздушный) сушильный агент, имеющий низкую теплопроводность. Кроме того, известная контактная барабанная сушилка сложна по конструкции.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include insufficient drying process with a high degree of moisture removal from the material being dried due to the lack of contact between the heating elements of the heating elements with the rotating surface of the drum and the transfer of thermal energy from the heating elements to the rotating surface of the drum through gas (air) a drying agent having low thermal conductivity. In addition, the known contact drum dryer is complex in design.

Техническим результатом предлагаемой конструкции контактной барабанной сушилки является увеличение интенсивности процесса сушки при высокой степени удаления влаги из высушиваемого материала за счет создания контакта между поверхностью ТЭНов и поверхностью высушиваемого материала.The technical result of the proposed design of the contact drum dryer is to increase the intensity of the drying process with a high degree of moisture removal from the dried material by creating contact between the surface of the heating elements and the surface of the dried material.

Технический результат достигается тем, что в контактной барабанной сушилке, включающей вращающийся барабан, на внутренней поверхности которого выполнены ребра радиатора, с приводом, сушильной полостью и элементами нагрева в виде ТЭНов, подводящую и отводящую течки для материала, при этом начало сушильной полости сообщено с подводящей течкой материала, а конец сушильной полости - с отводящей течкой, отличающейся тем, что ребра радиатора выполнены в виде пустотелых лопастей, на внутренних поверхностях которых закреплены плоские ТЭНы.The technical result is achieved by the fact that in a contact drum dryer, including a rotating drum, on the inner surface of which are made radiator fins, with a drive, a drying cavity and heating elements in the form of heating elements, inlet and outlet heat for the material, while the beginning of the drying cavity is communicated with the inlet material flow, and the end of the drying cavity - with a discharge heat, characterized in that the radiator fins are made in the form of hollow blades, on the inner surfaces of which flat heating elements are fixed.

Выполнение ребер радиатора в виде пустотелых лопастей позволяет интенсивно перемешивать частицы или куски высушиваемого материала и равномерно распределять его по сечению барабана, а также его тесное соприкосновение при пересыпании с сушильным агентом (воздухом или дымовым и топочным газом). Это способствует интенсификации процесса сушки за счет высокой скорости конвективной теплопередачи от сушильного агента к высушиваемому материалу.The implementation of the radiator fins in the form of hollow blades allows you to intensively mix particles or pieces of the dried material and evenly distribute it over the cross section of the drum, as well as its close contact when pouring with a drying agent (air or flue and flue gas). This contributes to the intensification of the drying process due to the high rate of convective heat transfer from the drying agent to the material to be dried.

Кроме того, применение на разных участках барабана различной конструкции (винтовых, наклонных или прямолинейных) лопастей позволяет учитывать форму, размеры и свойства высушиваемого материала в зависимости от влажности (слипаемость) частиц, адгезии к материалу лопастей самого барабана, что предотвращает перегрев части объема высушиваемого материала и повышает качество сушки.In addition, the use of different designs (screw, inclined or straight) blades in different parts of the drum allows you to take into account the shape, size and properties of the dried material depending on the moisture content (adhesion) of the particles, adhesion to the material of the blades of the drum itself, which prevents overheating of part of the volume of the dried material and improves the quality of drying.

Выполнение лопастей пустотелыми и закрепление на их внутренних поверхностях плоских ТЭНов позволяет распространять поверхность контакта на внутренние поверхности лопастей и осуществлять контактную передачу тепловой энергии от ТЭНов к лопастям. Такое увеличение теплопередающей поверхности интенсифицирует теплоперенос от наружной поверхности лопастей к перемешиваемым ими высушиваемым материалам, а установка ленточных ТЭНов внутри пустотелых лопастей сберегает их от истирания и взаимодействия с частицами или кусками высушиваемого материала, так как внутренние поверхности лопастей не являются рабочими и подъем, и перемешивание высушиваемого материала в основном осуществляются на наружных поверхностях лопастей.The implementation of the blades hollow and fixing on their inner surfaces flat TENOV allows you to extend the contact surface to the inner surfaces of the blades and to carry out contact transfer of thermal energy from the TENOV to the blades. Such an increase in the heat transfer surface intensifies the heat transfer from the outer surface of the blades to the materials to be dried, and the installation of tape heating elements inside the hollow blades protects them from abrasion and interaction with particles or pieces of the material to be dried, since the inner surfaces of the blades are not working and the lifting and mixing of the dried material is mainly carried out on the outer surfaces of the blades.

Таким образом, передача тепловой энергии от плоских ТЭНов к высушиваемому материалу осуществляется за счет контакта теплопередающей поверхности плоских ТЭНов и внутренних поверхностей пустотелых лопастей, от которых нагреваются за счет теплопроводности материалов пустотелых лопастей наружные их поверхности. А передача тепла от наружных поверхностей пустотелых лопастей к частицам или кускам высушиваемого материала осуществляется при контакте поверхностей частиц или кусков с нагретыми наружными поверхностями лопастей. Эта контактно-конвективная передача тепла от плоских ТЭНов к высушиваемому материалу и сушильному агенту интенсифицирует процесс сушки особенно, когда необходимо обеспечить высокую степень обезвоживания высушиваемого материала.Thus, the transfer of thermal energy from flat heating elements to the material to be dried is due to the contact of the heat transfer surface of the flat heating elements and the inner surfaces of the hollow blades, from which their outer surfaces are heated due to the thermal conductivity of the materials of the hollow blades. And heat transfer from the outer surfaces of the hollow blades to the particles or pieces of the material to be dried occurs when the surfaces of the particles or pieces come in contact with the heated outer surfaces of the blades. This contact-convective heat transfer from flat heating elements to the material to be dried and the drying agent intensifies the drying process, especially when it is necessary to ensure a high degree of dehydration of the material to be dried.

На фиг. 1 представлен в продольном разрезе общий вид предлагаемой конструкции контактной барабанной сушилки, на фиг. 2 - поперечный разрез барабана.In FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a general construction of a contact drum dryer; FIG. 2 - cross section of the drum.

Контактная барабанная сушилка состоит из вращающегося барабана 1 с приводом 2 и сушильной полостью 3, подводящей течки 4 для влажного материала и отводящей течки 5 для высушиваемого материала. Барабан 1 установлен наклонно на опорных рамках 6 и опорно-упорных рамках 7. Труба 8 служит для подачи горячего сушильного агента (воздуха, дымовых или топочных газов) в камеру 9. Разгрузочное устройство 10 служит для выгрузки высушенного материала, регулирования его расхода из барабана 1 и является затвором для подаваемого в камеру 9 сушильного агента. Камера 11 служит для выхода отработанного сушильного агента и направления его в дымовую трубу через циклон (на фиг. 1 не показаны). На внутренней поверхности барабана 1 установлены пустотелые лопасти 12. Возможна секторная установка указанных лопастей различного типа (винтовых, наклонных или прямолинейных) в зоне загрузки, в центральной зоне и в зоне выгрузки по длине барабана 1. На внутренних поверхностях этих лопастей закреплены плоские ТЭНы 13.Contact drum dryer consists of a rotating drum 1 with a drive 2 and a drying cavity 3, inlet heat 4 for wet material and exhaust heat 5 for the material to be dried. Drum 1 is mounted obliquely on the supporting frame 6 and supporting-supporting framework 7. The pipe 8 serves to supply a hot drying agent (air, flue or flue gases) to the chamber 9. The unloading device 10 serves to unload the dried material, regulate its flow from the drum 1 and is a shutter for the drying agent supplied to the chamber 9. The chamber 11 serves to exit the spent drying agent and direct it into the chimney through a cyclone (not shown in Fig. 1). Hollow blades 12 are installed on the inner surface of the drum 1. It is possible to sector-mount these blades of various types (screw, inclined, or straight) in the loading zone, in the central zone and in the unloading zone along the length of the drum 1. Flat heating elements 13 are fixed on the inner surfaces of these blades.

Контактная барабанная сушилка работает следующим образом.Contact drum dryer operates as follows.

Влажный материал по течке 4 подают внутри барабана 1 на наружные поверхности пустотелых лопастей 12, а сушильный агент противотоком подают по трубе 8 в камеру 9, а из нее направляют в барабан 1. Включают привод 2, приводящий барабан 1 во вращение, а плоские ТЭНы 13 соединяют с источником тока. Тепловая энергия плоских ТЭНов передается поверхностям пустотелых лопастей 12, которые дополнительно нагреваются до температуры, превышающей температуру сушильного агента.Wet material for estrus 4 is fed inside the drum 1 to the outer surfaces of the hollow blades 12, and the drying agent is fed countercurrently through the pipe 8 into the chamber 9, and from it is directed to the drum 1. The drive 2 is turned on, which drives the drum 1 into rotation, and the flat heating elements 13 connected to a current source. The thermal energy of flat heating elements is transferred to the surfaces of the hollow blades 12, which are additionally heated to a temperature exceeding the temperature of the drying agent.

Так как барабан 1 установлен под наклоном, то высушиваемый материал поднимается пустотелыми лопастями 12 с плоскими ТЭНами из нижней части барабана 1 вверх, при этом дополнительно нагревается за счет контакта с горячими наружными поверхностями лопастей 12. В верхней части барабана 1 высушиваемый материал под действием силы тяжести сбрасывается вниз в сушильную полость 3, где взаимодействуя с движущимся потоком горячего сушильного агента, передает ему испаряющуюся влагу. Высушенный материал по отводящей течке 5 отводят наружу через разгрузочное устройство 10, а отработанный сушильный агент выводят из барабана 1 через камеру 11 в циклон и дымовую трубу.Since the drum 1 is installed at an angle, the material to be dried is lifted by the hollow blades 12 with the flat heating elements from the lower part of the drum 1 upwards, while additionally heating due to contact with the hot outer surfaces of the blades 12. In the upper part of the drum 1, the material to be dried is subjected to gravity discharged down into the drying cavity 3, where, interacting with a moving stream of hot drying agent, it transfers evaporated moisture to it. The dried material is discharged through the discharge chute 5 outward through the discharge device 10, and the spent drying agent is taken out of the drum 1 through the chamber 11 into a cyclone and a chimney.

Таким образом, выполнение ребер радиатора в виде пустотелых лопастей 12 и закрепление плоских ТЭНов 13 на их внутренних поверхностях позволяет помимо основного потока сушильного агента, участвующего в нагревании высушиваемого материала и удаления из него влаги, дополнительно нагревать высушиваемый материал на горячих наружных поверхностях пустотелых лопастей 12 с помощью плоских ТЭНов 13, закрепленных на внутренних поверхностях этих пустотелых лопастей 12. Это увеличивает интенсивность процесса сушки при высокой степени удаления влаги из высушиваемого материала. Последнее особенно важно в конце стадии сушки на выходе высушиваемого материала из барабана 1, когда скорость удаления остаточной влажности резко снижается. Добавочное нагревание высушиваемого материала, находящегося при вращении барабана 1, на наружных поверхностях пустотелых лопастей 12, способствует увеличению скорости испарения влаги, находящейся внутри частиц или кусков высушиваемого материала, за счет непосредственного контакта наружных теплопередающих поверхностей пустотелых лопастей 12 с поверхностью высушиваемого материала. Кроме того, тепловая энергия плоских ТЭНов дополнительно нагревает за счет теплопроводности внутреннюю стенку барабана 1 и сушильный агент за счет теплоотдачи, это также способствует интенсификации процесса сушки.Thus, the implementation of the radiator fins in the form of hollow blades 12 and fixing the flat heating elements 13 on their inner surfaces allows, in addition to the main flow of the drying agent involved in heating the dried material and removing moisture from it, additionally heating the dried material on the hot outer surfaces of the hollow blades 12 s using flat heating elements 13 mounted on the inner surfaces of these hollow blades 12. This increases the intensity of the drying process with a high degree of moisture removal and h dried material. The latter is especially important at the end of the drying stage at the outlet of the dried material from the drum 1, when the rate of removal of residual moisture is sharply reduced. The additional heating of the dried material, which is located during the rotation of the drum 1, on the outer surfaces of the hollow blades 12, helps to increase the rate of evaporation of moisture inside the particles or pieces of the dried material, due to the direct contact of the external heat transfer surfaces of the hollow blades 12 with the surface of the dried material. In addition, the thermal energy of flat TENOV additionally heats the inner wall of the drum 1 and the drying agent due to heat transfer due to heat conduction, this also contributes to the intensification of the drying process.

Предлагаемую конструкцию контактной барабанной сушилки можно реализовать в типовых промышленных барабанных сушилках. Для этого достаточно к внутренним поверхностям пустотелых лопастей 12 плотно прикрепить плоские ТЭНы. Плоские ТЭНы не дефицитны и изготовляются в промышленных масштабах. Например, компания «Форвард-Комплект» выпускает плоские ТЭНы типа ЭНП (электронагреватель плоский) различной ширины и длины по заявке заказчика (компания «Форвард-Комплект» [Электронный ресурс]. - [2014]. - Режим доступа: http://www.forkom.ru).The proposed design of the contact drum dryer can be implemented in a typical industrial drum dryer. To do this, it is enough to tightly attach flat heating elements to the inner surfaces of the hollow blades 12. Flat heating elements are not scarce and are manufactured on an industrial scale. For example, the Forward-Komplekt company produces flat heating elements of the type of electric power heater (electric heater flat) of various widths and lengths at the request of the customer (Forward-Komplekt company [Electronic resource]. - [2014]. - Access mode: http: // www .forkom.ru).

Claims

A contact drum dryer, including a rotating drum, on the inner surface of which are made radiator fins, with a drive, a drying cavity and heating elements in the form of heating elements, supply and exhaust heat for the material, while the beginning of the drying cavity is communicated with the supply heat of the material, and the end of the drying cavity - with a discharge chute, characterized in that the radiator fins are made in the form of hollow blades, on the inner surfaces of which flat heating elements are fixed.