RU2125217C1 - Process of drying organic and/or inorganic materials and device for realization of this process - Google Patents

Process of drying organic and/or inorganic materials and device for realization of this process Download PDF

Info

Publication number
RU2125217C1
RU2125217C1 RU96117256A RU96117256A RU2125217C1 RU 2125217 C1 RU2125217 C1 RU 2125217C1 RU 96117256 A RU96117256 A RU 96117256A RU 96117256 A RU96117256 A RU 96117256A RU 2125217 C1 RU2125217 C1 RU 2125217C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
rotor
carrying
liquids
knives
Prior art date
Application number
RU96117256A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96117256A (en
Inventor
Эллингсен Олав
Original Assignee
Термтек А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Термтек А/С filed Critical Термтек А/С
Publication of RU96117256A publication Critical patent/RU96117256A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2125217C1 publication Critical patent/RU2125217C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/02Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by using ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/16Evaporating by spraying
    • B01D1/18Evaporating by spraying to obtain dry solids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/13Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B11/00Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive
    • F26B11/12Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in stationary drums or other mainly-closed receptacles with moving stirring devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B7/00Drying solid materials or objects by processes using a combination of processes not covered by a single one of groups F26B3/00 and F26B5/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: method of drying various ground organic or inorganic materials (mainly, wastes) through conversion of part of liquid into fog acting as vapor or gas. SUBSTANCE: device has chamber with rotor inside it; rotor is provided with knives attached to it. Inner surface of this chamber is provided with stiffening ribs arranged in definite pattern. Chamber is provided with ultrasonic energy source or magnetic vibrator. method of drying organic and inorganic materials is based on use of ultrasonic energy or magnetic vibrations. Provision is also made for delivery of heat from external source. EFFECT: reduced power requirements. 11 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к методу сушки материалов, которые раскрыты в преамбуле пункта патента 1. Изобретение, кроме того относится к устройству для осуществления сушки материалов, что раскрыто в преамбуле пункта патента 3. The invention relates to a method for drying materials that are disclosed in the preamble of paragraph 1 of the patent 1. The invention also relates to a device for carrying out drying of materials that is disclosed in the preamble of paragraph 3 of a patent.

Таким образом, это изобретение относится к методу удаления жидкостей (сушка) из различных измельченных органических и неорганических материалов путем превращения части жидкости в туман, действующий как пар или газ, сохраняя таким образом теплоту испарения, существенно снижая поглощаемую энергию по сравнению с чистым испарением из тех же самых жидкостей. Thus, this invention relates to a method for removing liquids (drying) from various ground organic and inorganic materials by converting a portion of the liquid into a mist, acting as steam or gas, thus preserving the heat of vaporization, significantly reducing the absorbed energy compared to pure vaporization of those the same liquids.

В принципе, все методики или процессы предшествующего уровня техники, относящиеся к удалению жидкостей из таких измельченных материалов, основаны или на механическом отделении путем центрифугования, осаждения и т. д., или какой-то другой форме полного выпаривания жидкостей из материала. Задача этого изобретения состоит в том, чтобы показать новый путь удаления жидкостей из материалов, описанных в литературе, которые сушат, после того, как часть жидкостей была удалена с помощью вышеупомянутых методов. In principle, all prior art techniques or processes related to the removal of liquids from such ground materials are based either on mechanical separation by centrifugation, precipitation, etc., or some other form of complete evaporation of the liquids from the material. The objective of this invention is to show a new way of removing liquids from materials described in the literature that are dried after some of the liquids have been removed using the above methods.

В литературе приводится ряд различных систем сушки, в основном включающих различные пути подведения энергии к материалам с целью выпаривания жидкостей. Обоснованием этой необходимости разных методов служит тип материала, измельченность частиц, тип жидкости и не меньше, термодинамические оценки материалов во время процесса. The literature provides a number of different drying systems, mainly including various ways of supplying energy to materials in order to evaporate liquids. The rationale for this need for different methods is the type of material, particle size, type of fluid and no less, thermodynamic estimates of materials during the process.

Самый простой и наиболее тривиальный вид сушки наблюдается при сушке выстиранного белья вне помещения. Здесь одежда высыхает под воздействием солнца и ветра. The simplest and most trivial type of drying is observed when drying laundered laundry outdoors. Here, clothes dry out under the influence of the sun and wind.

Среди других, предшествующий уровень техники включает следующие способы и процессы:
роторная сушка, когда энергия подается с помощью пламени, вдуваемого в сушилку - так называемая сушилка с горячей продувкой, или с помощью термопроводящих элементов различной конструкции (труб, плит и т.д.) - так называемые масляные или паровые сушилки;
сушилка с псевдоожиженым слоем, которая обычно состоит из вертикального цилиндра с сеткой или какой-то другой перфорированной пластиной на дне, через которую продувается какой-либо нагретый газ, нагревая материал и удаляя жидкости путем выпаривания.
Among others, the prior art includes the following methods and processes:
rotary drying, when energy is supplied by means of a flame blown into the dryer - the so-called hot-air dryer, or by means of thermally conductive elements of various designs (pipes, plates, etc.) - the so-called oil or steam dryers;
a fluidized bed dryer, which usually consists of a vertical cylinder with a net or some other perforated plate at the bottom through which any heated gas is blown, heating the material and removing liquids by evaporation.

Кроме того, существует инфракрасная сушилка, где энергия доставляется в виде инфракрасного излучения, различные типы туннельных печей и так называемые "турбосушилки", где материал сушится в вертикальном цилиндре с помощью вращающихся вентиляторов и противотока горячего воздуха или какого-то другого нагретого газа. In addition, there is an infrared dryer, where the energy is delivered in the form of infrared radiation, various types of tunnel kilns and the so-called "turbo dryers", where the material is dried in a vertical cylinder with the help of rotary fans and counterflow of hot air or some other heated gas.

Процессы, которые хорошо известны из предшествующего технического опыта, детально описаны в ряде руководств, таких как Perry's Chemical Engineering Handbook, используются для сушки с разными целями. The processes, which are well known from prior technical experience, are described in detail in a number of manuals, such as the Perry's Chemical Engineering Handbook, used for drying for different purposes.

Проблема при всех этих методах состоит в том, что выпаривание жидкостей требует так много энергии, что конечный продукт должен обычно иметь значительную продажную цену, намного превышающую стоимость сушки. The problem with all these methods is that the evaporation of liquids requires so much energy that the final product should usually have a significant selling price, far exceeding the cost of drying.

Однако сейчас существует ряд различных смесей материалов/жидкостей, для которых это не так; тем не менее было очень благоприятно по различным причинам, высушить их, особенно по соображениям охраны окружающей среды. Такие смеси материалов/жидкостей могут, например, включать:
Все типы грязи от городских растений.
However, there are now a number of different mixtures of materials / liquids for which this is not so; nonetheless, it was very favorable, for various reasons, to dry them, especially for environmental reasons. Such material / liquid mixtures may, for example, include:
All types of dirt from urban plants.

Обычные сточные отбросы. Ordinary sewage.

Навоз домашнего скота. Manure of livestock.

Все типы фильтратов с центрифуг, содержащие жидкости. All types of filtrates with centrifuges containing liquids.

Различные биологические и химические жидкости от
нефтепереработки, лесопереработки и пищевой промышленности и т.д.
Various biological and chemical fluids from
oil refining, timber processing and food industry, etc.

Большинство этих материалов отличаются тем, что они обычно считаются отходами, и, таким образом, рассматриваются как не стоящие дорогого процесса сушки выпариванием. Most of these materials differ in that they are usually considered waste, and thus are considered not worth the cost of the drying process by evaporation.

Предмет данного изобретения состоит в том, чтобы показать процесс или способ сушки таких материалов с использованием менее энергоемких, чем существующие, процессов сушки, при котором жидкости не выпариваются, но удаляются путем превращения значительной части указанных жидкостей в туман. The subject of this invention is to show a process or method of drying such materials using less energy-intensive than existing drying processes in which liquids are not evaporated but removed by converting a significant portion of these liquids into fog.

При выпаривании жидкости потребность в энергии выражается следующим уравнением:
Q = m•C•dt[J],
где Q является необходимой энергией в Джоулях;
m - масса жидкости в кг;
C - удельная теплоемкость жидкости в Дж/калo;
dt является разницей между температурой выпаривания и первоначальной температурой жидкости.
When evaporating a liquid, the energy demand is expressed by the following equation:
Q = m • C • dt [J],
where Q is the necessary energy in Joules;
m is the mass of liquid in kg;
C is the specific heat of the liquid in J / cal o ;
dt is the difference between the evaporation temperature and the initial temperature of the liquid.

При выпаривании воды уравнение часто выражается так:
Q = m•dh = m(h2 - h1)+k[J],
где h2 является энтальпией пара при температуре выпаривания;
h1 является энтальпией воды при температуре подачи, то есть температурой воды, при которой она подается в процесс вместе с твердыми веществами;
k равно потерям при процессе.
When water is evaporated, the equation is often expressed as follows:
Q = m • dh = m (h 2 - h 1 ) + k [J],
where h 2 is the vapor enthalpy at the evaporation temperature;
h 1 is the enthalpy of water at the feed temperature, that is, the temperature of the water at which it is supplied to the process together with solids;
k is equal to the loss in the process.

Q = m•xs•cs•dt+m•xv(h2 - h1)+k = m[xs•cs•dt + xv(h2- h1)] +k[J],
где xs является весовым отношением твердых веществ;
cs является удельной теплоемкостью твердых веществ;
xv является весовым соотношением воды.
Q = m • x s • c s • dt + m • x v (h 2 - h 1 ) + k = m [x s • c s • dt + x v (h 2 - h 1 )] + k [J ],
where x s is the weight ratio of solids;
c s is the specific heat of solids;
x v is the weight ratio of water.

Если присутствует несколько различных твердых веществ в материале, равенство расширяется для каждого твердого ингредиента с его соответствующим весовым соотношением и удельной теплоемкостью. If there are several different solids in the material, the equality is expanded for each solid ingredient with its corresponding weight ratio and specific heat.

Обращаясь к типичным отходам от лесоперерабатывающей промышленности, содержащим 30% волокон и 70% воды, при условии, что dt = 100 - 20 = 80oC, cs = 1500 Дж/кгo C = 1,5 кДж/кгoC С, h2 = 2676000 Дж/кгoC = 2676 кДж/кгoC и h1 = 83900 Дж/кгoC = 83,9 кДж/кгoC, потребление энергии на кг будет Q = 1 [0,3•1,5•80 + 0,7(2676 -83,9)] = 1,850 кДж/кг = 1850000 кДж/т = 514 кВтч/т чистой массы.Turning to typical waste from the wood processing industry, containing 30% fiber and 70% water, provided that dt = 100 - 20 = 80 o C, c s = 1500 J / kg o C = 1.5 kJ / kg o C C , h 2 = 2,676,000 J / kg o C = 2676 kJ / kg o C and h 1 = 83,900 J / kg o C = 83.9 kJ / kg o C, energy consumption per kg will be Q = 1 [0.3 • 1.5 • 80 + 0.7 (2676 -83.9)] = 1.850 kJ / kg = 1850000 kJ / t = 514 kWh / t net weight.

В дополнение к этому будут потери при процессе, которые могут изменяться от 10% до более нескольких сотен процентов. Потребление энергии в три раза более расчетного количества не является необычным. In addition to this, there will be losses during the process, which can vary from 10% to more than a few hundred percent. Energy consumption three times the estimated amount is not unusual.

Если мы теперь рассмотрим энергию, необходимую для превращения воды в капли тумана, исходным моментом должен быть размер капелек тумана, который находится в пределах от 0,1 до 10 мкм. Если мы выберем использование (0,01 + 10)/2 = 5 мкм в качестве среднего размера, то один литр воды может образовывать число капелек тумана, выражаемое уравнением N = V/dV, где V является объемом одного литра воды = 1000003 мкм3 и dV является объемом каждой капельки = d3π/6.
Из которого
N = 1000003•6/53 мкм = 1,53•1013.
If we now consider the energy needed to turn water into droplets of fog, the starting point should be the size of the droplets of fog, which is in the range from 0.1 to 10 microns. If we choose to use (0.01 + 10) / 2 = 5 μm as the average size, then one liter of water can form the number of droplets of fog expressed by the equation N = V / dV, where V is the volume of one liter of water = 100000 3 μm 3 and dV is the volume of each droplet = d 3 π / 6.
From which
N = 100000 3 • 6/5 3 μm = 1.53 • 10 13 .

Энергия, необходимая для образования этих капелек, может быть принята равной энергии поверхностного натяжения всей поверхности между водой и воздухом. Поверхностное натяжение чистой воды составляет σv = 71,4 дин/см = 7140 дин/м = 7140 дин•м/м2 = 7140•10-5 Нм/м2 = 7145•10-5 Дж/м2. Общая поверхность капелек тумана равна
Aобщ= N•d2π = 1,53•1013•(5•10-6)2π = 1200m2.
Общая энергия равна

Figure 00000002

Это по порядку значения примерно в 20000 раз меньше, чем энергия для чистого выпаривания воды.The energy required for the formation of these droplets can be taken equal to the energy of the surface tension of the entire surface between water and air. The surface tension of pure water is σ v = 71.4 dyn / cm = 7140 dyn / m = 7140 dyn • m / m 2 = 7140 • 10 -5 Nm / m 2 = 7145 • 10 -5 J / m 2 . The total surface of the droplets of fog is
A total = N • d 2 π = 1.53 • 10 13 • (5 • 10 -6 ) 2 π = 1200m 2 .
Total energy is equal
Figure 00000002

This is in order of magnitude approximately 20,000 times less than the energy for pure evaporation of water.

Этот феномен в настоящее время используется для устройств, таких как так называемые увлажнители. Более ранние модели основывались на чистом испарении, в которых погружной электронагреватель помещался в контейнер для нагревания воды до кипения и испарения. В современных моделях погружной электронагреватель заменен пьезоэлектрическим кристаллом, вибрирующим с частотой примерно 20 кГц. Когда капелька воды попадает на кристалл, она разрывается на миллионы очень мелких капелек воды, вместе образующих туман, который увлажняет воздух в комнате при комнатной температуре. This phenomenon is currently used for devices such as so-called humidifiers. Earlier models were based on pure evaporation, in which a submersible electric heater was placed in a container for heating water to a boil and evaporation. In modern models, the immersion heater is replaced by a piezoelectric crystal vibrating at a frequency of about 20 kHz. When a drop of water hits the crystal, it breaks into millions of very small droplets of water, together forming a fog that moisturizes the air in the room at room temperature.

Частота ультразвукового источника, необходимая для достижения этого, выражена Ф.Д. Смитом (F.D. Smith) как
f = [1/(2π)]/[{3π(Po+2σ/r)}/o]0,5,
где r представляет радиус капелек;
μ является удельной теплоемкостью газа в капельках;
Po является внешним гидростатическим давлением;
o является удельным весом (плотностью) жидкости;
σ является поверхностным натяжением на границе жидкости и газа.
The frequency of the ultrasonic source necessary to achieve this is expressed by F.D. Smith (FD Smith) as
f = [1 / (2π)] / [{3π (P o + 2σ / r)} / o] 0.5 ,
where r represents the radius of the droplets;
μ is the specific heat of gas in droplets;
P o is the external hydrostatic pressure;
o is the specific gravity (density) of the liquid;
σ is the surface tension at the interface between liquid and gas.

Уравнение относится к кавитации в жидкости, когда она подвергается воздействию ультразвуковой энергии. Расчеты для капелек различного размера показывают, что частота должна находиться в области от 104 до 106 Гц.The equation refers to cavitation in a liquid when it is exposed to ultrasonic energy. Calculations for droplets of various sizes show that the frequency should be in the range from 10 4 to 10 6 Hz.

Материалы, которые нужно сушить, однако, являются неоднородной массой. Они могут состоять из ряда различных материалов, а также из жидкостей, одного или более, различных типов, хотя преобладающая часть будет, обычно, водой. The materials to be dried, however, are a heterogeneous mass. They may consist of a number of different materials, as well as liquids of one or more different types, although the predominant part will usually be water.

Общеизвестно, что жидкости в таких смесях могут существовать как в виде свободной подвижной жидкости, так и в виде жидкости, связанной физическими связями в веществах, представленными большей частью капиллярными силами. Чтобы преодолеть эти силы при нормальном процессе сушки, давление пара должно преодолевать капиллярное давление, которое увеличивается пропорционально уменьшению пористого строения. При обычном процессе высушивания это достигается путем сушки материалов при температуре такой, чтобы давление пара преодолевало капиллярное давление. Это часто будет требовать температур, намного превышающих ту, которая строго необходима для выпаривания. Другой аспект, влияющий на чисто термическую сушку, состоит в том, что термодинамические значения материалов изменяются во время процесса. Они ухудшаются. Это должно, в свою очередь, компенсироваться более высокими температурами и большей поверхностью нагревания, что приводит к более высокой стоимости оборудования и эксплуатации. It is well known that liquids in such mixtures can exist both in the form of a free mobile fluid, and in the form of a fluid bound by physical bonds in substances represented mainly by capillary forces. To overcome these forces during the normal drying process, the vapor pressure must overcome the capillary pressure, which increases in proportion to the decrease in the porous structure. In a typical drying process, this is achieved by drying the materials at a temperature such that the vapor pressure overcomes the capillary pressure. This will often require temperatures well above that which is strictly necessary for evaporation. Another aspect that affects purely thermal drying is that the thermodynamic values of materials change during the process. They are getting worse. This, in turn, must be compensated by higher temperatures and a larger heating surface, which leads to a higher cost of equipment and operation.

Чтобы достичь технического результата этого изобретения - сушки как сочетания образования тумана и выпаривания, блоки, подающие ультразвуковую и термическую энергию к материалу должны быть способны подавать ее в условиях турбулентности, когда обрабатываются все части материала. Путем приведения материала в экстремально турбулентное состояние можно получить не только условия с примерно постоянными термодинамическими показателями, но также предотвратить прилипание материала к стенкам камеры, в которой происходит процесс, и слипание его составляющих - что является главной проблемой при всех других процессах сушки предшествующего уровня техники. In order to achieve the technical result of this invention - drying as a combination of fog formation and evaporation, the units supplying ultrasonic and thermal energy to the material should be able to supply it under turbulent conditions when all parts of the material are processed. By bringing the material into an extremely turbulent state, it is possible to obtain not only conditions with approximately constant thermodynamic parameters, but also prevent the material from sticking to the walls of the chamber in which the process takes place and the components from sticking together, which is the main problem with all other drying processes of the prior art.

Для достижения вышеописанных условий процесс предполагает включение следующих элементов:
В вертикальный или горизонтальный цилиндрический контейнер устанавливается смеситель, движимый вращающим источником энергии - электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. К мешалке разработана серия ножей, которые, когда ротор вращается, отгибаются наружу центробежной силой.
To achieve the above conditions, the process involves the inclusion of the following elements:
A mixer is installed in a vertical or horizontal cylindrical container, driven by a rotating energy source - an electric motor or an internal combustion engine. A series of knives has been developed for the mixer, which, when the rotor rotates, are bent outward by centrifugal force.

На самой камере для процесса устроено входное отверстие для материала, который нужно сушить, выходное отверстие для сухого материала и отверстие для удаления пара и тумана. An inlet for the material to be dried, an outlet for dry material, and an opening for removing steam and fog are arranged on the process chamber itself.

Для подачи ультразвуковой энергии к материалу, находящемуся втурбулентном потоке, может быть применена следующая процедура:
На внутренней стороне камеры для процесса создаются ребра жесткости, проходящие по длине по всей внутренней периферии камеры. Ребрам придается такая форма, чтобы они были примерно параллельны лезвиям, там где они проходят ребра. Когда ротор, имеющий N ножей на лопасти, вращается с n об/мин, каждый поворот будет создавать n•N импульсов давления между ребром и ножом, которые передаются турбулентной массе в камере. При, например, диаметре 2 м и 179 ребрах с 35 мм интервалами, с 12 ножами вокруг ротора, вращающегося со скоростью 2500 об/мин, будут генерироваться волны давления от каждого ножа с частотой 179•2500/60 = 7458 импульсов в секунду. Эти волны давления будут разрывать жидкость и заставлять существенную ее часть кавитировать и образовывать туман. Кроме того, будет вырабатываться тепло от ножей в результате внутреннего трения в массе и, дополнительно, с помощью подачи нагретого воздуха или другого газа, например, CO2 из двигателя внутреннего сгорания. При добавлении этих газов туман будет вызывать образование чрезвычайно низкого парциального давления при процессе в камере для выпаривания части жидкости. Эксперименты показали, что парциальное давление для паров будет таким низким, что обеспечит выпаривание при 40-75oC.
To supply ultrasonic energy to a material in a turbulent flow, the following procedure can be applied:
On the inner side of the chamber for the process, stiffeners are created that extend along the length along the entire inner periphery of the chamber. The ribs are shaped so that they are approximately parallel to the blades where they pass the ribs. When a rotor with N blades on the blade rotates at n rpm, each rotation will create n • N pressure pulses between the rib and the knife, which are transmitted to the turbulent mass in the chamber. For example, with a diameter of 2 m and 179 ribs with 35 mm intervals, with 12 knives around a rotor rotating at a speed of 2500 rpm, pressure waves from each knife will be generated with a frequency of 179 • 2500/60 = 7458 pulses per second. These pressure waves will break the liquid and cause a substantial part of it to cavitate and form fog. In addition, heat from the knives will be generated as a result of internal friction in the mass and, additionally, by supplying heated air or other gas, for example, CO 2 from an internal combustion engine. When these gases are added, the fog will cause an extremely low partial pressure to form during the process in the chamber to evaporate part of the liquid. The experiments showed that the partial pressure for the vapor will be so low that it will provide evaporation at 40-75 o C.

Газы, туман и пар, отходящие из камеры процесса через выходное отверстие, можно или конденсировать или выводить в атмосферу - в зависимости от природы газов. Gases, fog and steam leaving the process chamber through the outlet can either be condensed or vented to the atmosphere, depending on the nature of the gases.

Другой способ увеличения частоты и, таким путем, механического воздействия на жидкости, состоит в использовании конструкции ножей в виде регулируемых вилок, так, чтобы они лучше настраивались на естественную вибрацию при прохождении ребер, способствуя таким образом выделению ультразвуковой энергии. В качестве альтернативы к чисто механическому действию на регулируемые вилки, они могут возбуждаться электромагнитным воздействием с помощью магнитного вибратора, установленного снаружи. Он сконструирован так, чтобы дать возможность магнитному полю проходить через стенку камеры процесса путем конструирования указанной камеры из немагнитного материала (такого, как нержавеющая сталь). Another way to increase the frequency and, in this way, mechanical effect on liquids, is to use the design of the knives in the form of adjustable forks, so that they are better tuned to the natural vibration during the passage of the ribs, thus contributing to the release of ultrasonic energy. As an alternative to the purely mechanical action on the adjustable forks, they can be excited by electromagnetic action using a magnetic vibrator mounted externally. It is designed to allow a magnetic field to pass through the wall of the process chamber by constructing said chamber from a non-magnetic material (such as stainless steel).

Магнитное поле будет воздействовать на каждый из ножей, сконструированных как элемент, вибрирующий с той же самой частотой, что и магнитное поле. Дополнительным путем усиления эффекта могло бы быть размещение на ножах магнитнострикционного материала, такого, как терфонол, изготовленный из элементов: железо, тербий и диспрозий. Под влиянием магнитного поля сплав будет расширяться примерно на 1- 2%. Это увеличение объема может прямо влиять на ножи и, таким образом, на материал, подлежащий обработке. A magnetic field will act on each of the knives designed as an element that vibrates at the same frequency as the magnetic field. An additional way to enhance the effect could be to place magnetically-strictive material on knives, such as terfonol, made from elements: iron, terbium, and dysprosium. Under the influence of a magnetic field, the alloy will expand by approximately 1–2%. This increase in volume can directly affect the knives and thus the material to be processed.

Еще один способ создания сильного ультразвукового поля в камере процесса состоит в помещении ребер на пьезоэлектрокерамические или магнитострикционные материалы. Когда устанавливается правильный импеданс между массой ребер, будет возможно посредством модулятора частоты снаружи заставить ребра колебаться с любой выбранной частотой в практическом рассматриваемом интервале. При частоте в области 20000 Гц на ребрах не будет наблюдаться никакого движения, так как они будут вибрировать примерно в диапазоне их упругости. Another way to create a strong ultrasonic field in the process chamber is to place the ribs on piezoelectric or magnetostrictive materials. When the correct impedance is established between the mass of the ribs, it will be possible to force the ribs to oscillate with any selected frequency in the practical range under consideration by a frequency modulator from the outside. At a frequency in the region of 20,000 Hz, no movement will be observed on the ribs, since they will vibrate approximately in the range of their elasticity.

Можно предусмотреть другие пути подведедения вибраций, такие, как конструирование ножей так, чтобы они издавали звук, аналогичный свисту при движении в массе. Это может быть достигнуто просто и практично путем конструкции спинок ножей таким образом, чтобы они создавали очень сильную турбулентность за указанными ножами. Кроме придания вибраций, турбулентность будет также создавать вакуум отставания, который будет способствовать более эффективному образованию тумана и выпариванию при низкой температуре. You can provide other ways of summing up vibrations, such as designing knives so that they make a sound similar to a whistle when moving in mass. This can be achieved simply and practically by designing the backs of the knives so that they create very strong turbulence behind the specified knives. In addition to imparting vibrations, turbulence will also create a lag vacuum, which will contribute to more efficient fogging and evaporation at low temperature.

Эксперименты показали, что возможно снизить потребляемую энергию до менее, чем половины теоретического потребления энергии для сушки, например, отбросов древесного волокна. Experiments have shown that it is possible to reduce energy consumption to less than half of the theoretical energy consumption for drying, for example, wood fiber waste.

При процессе автоматически регулируются следующие параметры:
температура процесса,
нагрузка на двигатель,
влажность высушенного материала.
During the process, the following parameters are automatically adjusted:
process temperature
engine load
humidity of the dried material.

Другими словами, выход высушенного материала начинается при выбранных рабочей температуре и влажности. Получаемая в результате сниженная нагрузка на двигатель будет вызывать включение загрузки до тех пор, пока нагрузка опять не достигнет предела. Во время загрузки температура падает и начинается отдача. При правильно отрегулированном оборудовании это будет непрерывным, так что загрузка будет уравновешивать выход, т.е. выход и загрузка будут непрерывными. In other words, the yield of dried material begins at the selected operating temperature and humidity. The resulting reduced engine load will cause the load to turn on until the load reaches the limit again. During loading, the temperature drops and kickback begins. With properly adjusted equipment, this will be continuous, so that loading will balance the output, i.e. output and loading will be continuous.

Процесс показан детально в последующих чертежах, где:
Фиг. 1 показывает схематический вид процесса.
The process is shown in detail in the following drawings, where:
FIG. 1 shows a schematic view of a process.

Фиг. 2 показывает деталь камеры процесса и нож в момент движения. FIG. 2 shows a detail of a process chamber and a knife at the time of movement.

Фиг. 3 показывает деталь одного из ножей, сконструированного в виде регулируемой вилки. FIG. 3 shows a detail of one of the knives designed as an adjustable fork.

Фиг. 4 показывает ту же самую вилку, предварительно напряженную магнитострикционным материалом терфонолом с вибрирующим генератором магнитного поля. FIG. 4 shows the same plug pre-stressed by the magnetostrictive material terfonol with a vibrating magnetic field generator.

Фиг. 5 показывает деталь ребра жесткости, присоединенную к пьезоэлектрическому или магнитострикционному материалу
Фиг. 6 показывает вид сбоку примера осуществления аппарата на 450 кВт.
FIG. 5 shows a detail of a stiffener attached to a piezoelectric or magnetostrictive material
FIG. 6 shows a side view of an example embodiment of a 450 kW apparatus.

Фиг. 7 показывает вид спереди того же самого примера осуществления. FIG. 7 shows a front view of the same embodiment.

Фиг. 8 показывает вид примера осуществления сверху или снизу. FIG. 8 shows a top or bottom view of an embodiment.

На фиг. 1 показана камера для проведения процесса 1 с ротором 2 и ножами 3, приводимыми в движение двигателем 4. Масса подается в камеру для проведения процесса с помощью питающего конвейера 5 из бункера 6. Питающий конвейер приводится в движение двигателем 7. Масса в камере для проведения процесса разбивается ножами 3 и подвергается воздействию ультразвуковой энергии или вибраций от ножей и ребер жесткости 8. В качестве дополнительной энергии может подаваться отчасти в форме нагретого газа из агрегата 9. Газы, туман и пары отходят из камеры для проведения процесса 1 через выходное отверстие, через вентиляционный канал с крыльчаткой 11 и или в открытую атмосферу, или в конденсатор. Высушенный материал направляется через выходное отверстие 12 через вращающийся затвор 13. In FIG. 1 shows a chamber for carrying out the process 1 with a rotor 2 and knives 3, driven by the motor 4. The mass is fed into the chamber for carrying out the process using the feed conveyor 5 from the hopper 6. The feed conveyor is driven by the motor 7. The mass in the chamber for carrying out the process broken by knives 3 and exposed to ultrasonic energy or vibrations from knives and stiffeners 8. As additional energy, partly in the form of heated gas can be supplied from unit 9. Gases, fog and vapors leave the chamber for conducting process 1 through the outlet, through the ventilation channel with the impeller 11 and either into the open atmosphere or into the condenser. The dried material is guided through the outlet 12 through the rotary shutter 13.

На фиг. 2 показана, как указывалось, деталь камеры для проведения процесса и нож в момент движения. In FIG. 2 shows, as indicated, the detail of the chamber for carrying out the process and the knife at the time of movement.

На фиг. 3 показана деталь одного из ножей, сконструированного в виде регулируемой вилки. In FIG. Figure 3 shows a detail of one of the knives designed in the form of an adjustable fork.

На фиг. 4 показана та же самая вилка, предварительно напряженная магнитострикционным материалом терфонолом 14, с вибрирующим генератором магнитного поля 15. In FIG. 4 shows the same plug pre-stressed by the magnetostrictive material terfonol 14 with a vibrating magnetic field generator 15.

На фиг. 5 показана деталь ребра жесткости 4, соединенная с пьезоэлектрическим или магнитострикционным материалом 20, получающим энергию вибрации через кабели 21 и 22 от генератора 23. In FIG. 5 shows a detail of a stiffener 4 connected to a piezoelectric or magnetostrictive material 20 that receives vibration energy through cables 21 and 22 from a generator 23.

На фиг. 6, где номера для ссылки имеют то же самое значение, что и на фиг. 1, также показан шнековый конвейер 15 для твердых веществ и рельсовый механизм 16, на котором размещается конструкция. На нем, кроме того показана выпускная труба 17 для отходящих газов и тумана, которые выводятся в открытую атмосферу. Аппарат управления процессом 18 располагается в конце двигателя. Весь агрегат встраивается в 20 - футовый (6,1 м) стандартный контейнер ISO 19. In FIG. 6, where reference numbers have the same meaning as in FIG. 1 also shows a screw conveyor 15 for solids and a rail mechanism 16 on which the structure is placed. It also shows the exhaust pipe 17 for exhaust gases and fog, which are discharged into the open atmosphere. The process control apparatus 18 is located at the end of the engine. The entire unit is integrated in a 20-foot (6.1 m) standard ISO 19 container.

На фиг. 7 показан вид спереди того же самого примера осуществления, включая выпускное отверстие 10 для отходящих газов и тумана, вентиляционный канал с крыльчаткой 11 и питающий конвейер 5 к бункеру 6. В бункере находятся 4 поперечных питающих конвейера, единственная функция которых состоит в подаче материала на питающий конвейер 5. In FIG. 7 shows a front view of the same embodiment, including an exhaust outlet 10 for exhaust gases and fog, a ventilation duct with an impeller 11, and a feed conveyor 5 to the hopper 6. There are 4 transverse feed conveyors in the hopper, the sole function of which is to feed material to the feed conveyor 5.

Claims (11)

1. Устройство для сушки органических или неорганических материалов или их смесей, содержащих одну или более жидкостей, при котором сушка происходит посредством удаления жидкости или жидкостей из твердых материалов в виде тонко измельченных капелек в форме тумана, включающее камеру для проведения процесса с входным отверстием для материала, который необходимо высушить, имеющую внутреннюю стенку, отличающееся тем, что содержит ротор, закрепленный с возможностью вращения вокруг оси камеры для проведения процесса, причем периферия ротора образует с противоположной внутренней стенкой камеры для проведения процесса кольцевой зазор, ротор снабжен размещенными по периферии вибрирующими роторными ножами, а внутренняя стенка камеры для проведения процесса имеет установленные, по существу, аксиально ребра жесткости, при этом роторные ножи при вращении обеспечивают подачу материала к входному отверстию и отгибаются наружу для обеспечения удаления жидкости или жидкостей из твердых веществ, роторные ножи размещены, по существу, близко к противостоящим ребрам для обеспечения во время вращения турбулентности жидкости, удаляемой из твердых материалов, в вибрирующие роторные ножи обеспечивают вибрацию жидкости для образования тумана. 1. Device for drying organic or inorganic materials or mixtures thereof containing one or more liquids, in which drying occurs by removing liquids or liquids from solid materials in the form of finely divided droplets in the form of a mist, including a chamber for carrying out the process with an inlet for the material , which must be dried, having an inner wall, characterized in that it contains a rotor, mounted rotatably around the axis of the chamber for the process, and the periphery of the rotor with an opposite inner wall of the chamber for carrying out the process, an annular gap is provided, the rotor is provided with peripheral vibrating rotor knives, and the inner wall of the chamber for carrying out the process has substantially axially mounted stiffening ribs, while the rotor knives provide material to the inlet during rotation and are folded outward to remove liquids or liquids from solids, the rotor blades are arranged substantially close to opposing ribs to provide while rotating fluid turbulence removed from the solids in the vibrating rotor blades provide vibration to the liquid mist. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый роторный нож закреплен с возможностью поворота на оси, параллельной оси вращения ротора. 2. The device according to claim 1, characterized in that each rotary knife is mounted rotatably on an axis parallel to the axis of rotation of the rotor. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что роторные ножи имеют спинки, создающие высокую турбулентность, видимую в направлении вращения. 3. The device according to claim 1, characterized in that the rotor knives have backs that create high turbulence, visible in the direction of rotation. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что роторные ножи выполнены в форме регулируемых вилок. 4. The device according to claim 1, characterized in that the rotary knives are made in the form of adjustable forks. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитный вибратор установлен снаружи внутренней стенки камеры для проведения процесса, а роторные ножи соединены с магнитострикционным материалом. 5. The device according to claim 1, characterized in that the magnetic vibrator is installed outside the inner wall of the chamber for carrying out the process, and the rotor knives are connected to magnetostrictive material. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ребра жесткости выполнены в виде вибрирующих элементов. 6. The device according to claim 1, characterized in that the stiffeners are made in the form of vibrating elements. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что ребра жесткости расположены на пьезоэлектрическом керамическом или магнитострикционном материале. 7. The device according to claim 6, characterized in that the stiffeners are located on a piezoelectric ceramic or magnetostrictive material. 8. Способ сушки органических или неорганических материалов или их смесей, содержащих жидкость или жидкости, включающий подачу материала в камеру для проведения процесса между роторными ножами, расположенными по периферии, причем ротор вращается вокруг оси камеры для проведения процесса, имеющей внутреннюю стенку, отличающийся тем, что внутреннюю стенку камеры для проведения процесса выполняют с, по существу, аксиально расположенными ребрами жесткости, вращающийся ротор обеспечивает подачу материала с возможностью движения его радиально наружу вокруг оси вращения и удаления жидкости или жидкостей из материала, а вибрирующие роторные ножи и противостоящие ребра обеспечивают возникновение вибрационных сил и турбулентности для воздействия на внешний поток жидкости с тем, чтобы образовать туман. 8. A method of drying organic or inorganic materials or mixtures thereof, containing liquid or liquids, comprising supplying material to a chamber for carrying out a process between rotor knives located at the periphery, the rotor rotating about the axis of the chamber for carrying out a process having an inner wall, characterized in that the inner wall of the chamber for carrying out the process is performed with essentially axially spaced stiffeners, the rotating rotor provides the material with the possibility of movement of its radial but outward about the axis of rotation and removal of the liquid or liquids from the material, and the vibrating rotor knives and opposing ribs provide the occurrence of vibrational forces and turbulence to affect the external fluid flow in order to form a fog. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что включает подачу нагретого газа в камеру для проведения процесса для обеспечения дополнительной энергии для сушки материала. 9. The method according to claim 8, characterized in that it includes the supply of heated gas to the chamber for carrying out the process to provide additional energy for drying the material. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что материалом являются отходы. 10. The method according to claim 8, characterized in that the material is waste. 11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что для обеспечения вибрации на ребра жесткости воздействуют магнитным вибратором, установленным снаружи камеры для проведения процесса. 11. The method according to p. 8, characterized in that to ensure vibration, the stiffeners are exposed to a magnetic vibrator mounted outside the chamber for carrying out the process.
RU96117256A 1992-11-17 1994-01-07 Process of drying organic and/or inorganic materials and device for realization of this process RU2125217C1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO924421A NO176006C (en) 1992-11-17 1992-11-17 Process of drying materials
NOPST/NO94/00005 1994-01-07
PCT/NO1994/000005 WO1995018946A1 (en) 1992-11-17 1994-01-07 A process and a device in drying of organic and/or unorganic materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96117256A RU96117256A (en) 1998-12-27
RU2125217C1 true RU2125217C1 (en) 1999-01-20

Family

ID=26648379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96117256A RU2125217C1 (en) 1992-11-17 1994-01-07 Process of drying organic and/or inorganic materials and device for realization of this process

Country Status (3)

Country Link
NO (1) NO176006C (en)
RU (1) RU2125217C1 (en)
WO (1) WO1995018946A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008085080A1 (en) * 2007-01-12 2008-07-17 Pamir Enterprises Limited Method for drying plant raw material or materials
RU2650912C1 (en) * 2017-03-10 2018-04-18 Вячеслав Вениаминович Костин Method of grinding and drying thermolabile materials and screw mixer for its implementation

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2149130B1 (en) * 1999-03-05 2001-05-16 Goterris Manuel Fortuno RECOVERY AND USE OF THE MUDS CONTAINED IN THE WASTEWATER OF THE CERAMIC INDUSTRY.
NO322684B1 (en) * 2001-05-16 2006-11-27 Stord Bartz As Method and apparatus for drying glue-containing materials
DE102017010890A1 (en) * 2017-11-25 2019-05-29 Martin Wilke Method and device for removing water from the manure
DE102018205677A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-17 Shukhrat Balabekov Apparatus and method for drying, crushing and separating drying material
CN110482826A (en) * 2019-07-19 2019-11-22 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 Sludge step anhydration system and method based on MVR Yu vacuum combination technique

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH535413A (en) * 1971-07-01 1973-03-31 Luwa Ag Device for drying a flowable substance
GB1458312A (en) * 1973-04-02 1976-12-15 Simon V Dehydration of manure
DE9114967U1 (en) * 1991-12-02 1993-04-01 Buss Ag, Basel Evaporator system for the treatment of sludge

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008085080A1 (en) * 2007-01-12 2008-07-17 Pamir Enterprises Limited Method for drying plant raw material or materials
RU2650912C1 (en) * 2017-03-10 2018-04-18 Вячеслав Вениаминович Костин Method of grinding and drying thermolabile materials and screw mixer for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
NO176006B (en) 1994-10-10
NO924421L (en) 1994-05-18
NO176006C (en) 1995-01-18
WO1995018946A1 (en) 1995-07-13
NO924421D0 (en) 1992-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5724751A (en) Process and apparatus for drying organic or inorganic materials
US3273631A (en) Ultrasonic fluid heating, vaporizing, cleaning and separating apparatus
EP1402222B1 (en) Process for drying of sticky materials
RU2125217C1 (en) Process of drying organic and/or inorganic materials and device for realization of this process
KR101365734B1 (en) The dehydration and aridity of the constructional sludge
US20050000108A1 (en) Sludge dryer
CN114929356A (en) Method for continuous thermal separation of multicomponent substances
KR20000052013A (en) Dry apparatus of sludge
US2838107A (en) Apparatus for evaporating and concentrating liquids
JPS5814241B2 (en) Hakusou Shiyori Souchi
EP1601920B1 (en) A process for drying finely divided organic substances capable of producing explosive reactions
KR20110044700A (en) Sludge treating apparatus
RU96117256A (en) PROCESS AND DEVICE FOR DRYING OR ORGANIC AND / OR INORGANIC MATERIALS
KR940701293A (en) Flue gas purification system
JP2002350053A (en) Agitating heat transmitting type drying apparatus having blower vanes
US20230013608A1 (en) Apparatus for continuous thermal separation of a multi-component substance
RU2305237C1 (en) Drum type vertical drier
JP2000018821A (en) Dehydrating drier
CA2180102A1 (en) A process and a device in drying of organic and/or unorganic materials
US2188220A (en) Apparatus for concentrating solutions, particularly black liquors
EP1185346A1 (en) An apparatus for rectification of liquid mixtures and/or for scrubbing of gases
WO1999027316A1 (en) Device and method for separating liquid and solid constituents of a flow of material
KR101197434B1 (en) Device for drying and pulverization of sludge
RU2272550C2 (en) Method and apparatus for concentration of liquid product
JP2000018820A (en) Dehydrating drier