RU2220389C2 - Method of drying fluid and suspension materials and plant for realization of this method - Google Patents
Method of drying fluid and suspension materials and plant for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2220389C2 RU2220389C2 RU2001117131/06A RU2001117131A RU2220389C2 RU 2220389 C2 RU2220389 C2 RU 2220389C2 RU 2001117131/06 A RU2001117131/06 A RU 2001117131/06A RU 2001117131 A RU2001117131 A RU 2001117131A RU 2220389 C2 RU2220389 C2 RU 2220389C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coolant
- drying
- rotating drum
- ballast
- duct
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к технике скоростной сушки различных влагонасыщенных жидкотекучих и суспензионных материалов и может быть использовано в различных областях промышленности, например для сушки шлама при производстве цементного клинкера в промышленности строительных материалов, для сушки ортофосфатов при производстве триполифосфата калия и натрия и сушки композиции при производстве синтетических моющих средств в химической промышленности, для сушки органических веществ повышенной вязкости (молоко, кровь, альбумин и др.).The invention relates to techniques for rapid drying of various moisture-saturated fluid and suspension materials and can be used in various industries, for example, for drying sludge in the production of cement clinker in the building materials industry, for drying orthophosphates in the production of potassium and sodium tripolyphosphate, and drying the composition in the manufacture of synthetic detergents means in the chemical industry, for drying organic substances of high viscosity (milk, blood, albumin, etc.).
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ сушки жидкотекучих и суспензионных минеральных и органических материалов и веществ, распыляемых в поток горячего сушильного теплоносителя. Благодаря большой удельной поверхности распыленного материала процесс испарения влаги происходит интенсивно, время сушки мало (15-30 сек). При весьма быстрой сушке температура поверхности частиц, даже при высокой температуре теплоносителя, близка к температуре адиабатического испарения чистой жидкости. Высушиваемый материал (в виде эмульсий, суспензий, растворов) распыляется механическими или пневматическими форсунками.A known method of drying a fluid and suspension of mineral and organic materials and substances sprayed into a stream of hot drying heat carrier. Due to the large specific surface area of the sprayed material, the process of moisture evaporation occurs intensively, the drying time is short (15-30 sec). With very fast drying, the surface temperature of the particles, even at a high coolant temperature, is close to the temperature of adiabatic evaporation of a pure liquid. The dried material (in the form of emulsions, suspensions, solutions) is sprayed with mechanical or pneumatic nozzles.
Способ осуществляют в распылительных сушилках, оснащенных фильтрами для удаления абразивных включений, камерой сжигания беззольного горючего, форсунками и системой газоочистки (Большая советская энциклопедия, М.: Советская энциклопедия, т.25, 1976, c.108).The method is carried out in spray dryers equipped with filters for removing abrasive inclusions, an ashless fuel combustion chamber, nozzles and a gas purification system (Big Soviet Encyclopedia, M .: Soviet Encyclopedia, v.25, 1976, p. 108).
Недостатками способа являются трудоемкая очистка жидкотекучей суспензии от механических абразивных включений с применением высоконапорных (более 200 атм) насосов, сложность пылеочистки отходящих газов и низкая удельная производительность распылительных сушилок (30-40 кг/м3·ч).The disadvantages of the method are the time-consuming cleaning of a fluid suspension from mechanical abrasive inclusions using high-pressure (more than 200 atm) pumps, the difficulty of dust removal of exhaust gases and the low specific productivity of spray dryers (30-40 kg / m 3 · h).
Известен способ сушки жидкотекучего шлама цементной, сырьевой смеси в цепной завесе вращающейся печи. При вращении печи часть цепей находится в потоке газов, а остальная часть погружена в шлам. В начале цепной завесы шлам покрывает цепи, находящиеся в газовом потоке, и благодаря этому возрастает поверхность соприкосновения шлама и газов. Когда в процессе высушивания содержание воды в шламе снижается до 24-26 %, он превращается в вязкую массу, которая налипает на цепи и образует комья. Достигнув влажности 16-18%, шлам теряет пластичность и не налипает на цепи, которые играют роль регенератора. В этой части зоны сушки цепи при вращении печи размалывают высушенный материал (Е.И. Ходоров Печи цементной промышленности. - Л.: Изд-во лит-ры по строительству, 1968, c.59-61).A known method of drying a fluid slurry of cement, raw material mixture in a chain curtain of a rotary kiln. When the furnace rotates, some of the chains are in the gas stream, and the rest is immersed in the sludge. At the beginning of the chain curtain, the sludge covers the chains in the gas stream, and due to this, the contact surface of the sludge and gases increases. When, during the drying process, the water content in the sludge decreases to 24-26%, it turns into a viscous mass, which adheres to the chain and forms clods. Having reached a moisture content of 16-18%, the sludge loses its plasticity and does not adhere to the chains, which play the role of a regenerator. In this part of the drying zone of the chain during rotation of the furnace, the dried material is grinded (EI Khodorov Kilns of the cement industry. - L .: Publishing house of construction literature, 1968, p. 59-61).
Недостатками способа и установки по сушке цементного шлама являются низкая удельная производительность (паропроизводительность - 50 кг/м3·ч) и высокая материалоемкость цепной завесы.The disadvantages of the method and installation for drying cement sludge are low specific productivity (steam production - 50 kg / m 3 · h) and high material consumption of the chain curtain.
В силу указанных недостатков, присущих вышеназванным способам, дальнейшая интенсификация процесса сушки жидкотекучих материалов и снижение капитальных и эксплуатационных затрат становятся затруднительными, а для ряда материалов невозможными.Due to these drawbacks inherent in the above methods, further intensification of the drying process of fluid materials and lower capital and operating costs become difficult, and impossible for a number of materials.
Основной задачей изобретения является создание интенсивного скоростного способа сушки жидкотекучих и суспензионных материалов.The main objective of the invention is to provide an intensive high-speed method for drying fluid and suspension materials.
Другой задачей изобретения является создание высокопроизводительного способа скоростной сушки материалов.Another objective of the invention is to provide a high-performance method for high-speed drying of materials.
Также задачей изобретения является увеличение коэффициента полезного действия процесса сушки.Another objective of the invention is to increase the efficiency of the drying process.
И, наконец, задачей изобретения является создание установки, реализующей способ скоростной сушки жидкотекучих и суспензионных материалов, характеризующейся простотой конструкции, высокой производительностью и рациональностью компоновки ее узлов.And, finally, the object of the invention is to provide an installation that implements a method for high-speed drying of fluid and suspension materials, characterized by simplicity of design, high productivity and rationality of the layout of its nodes.
Раскрытие изобретенияDisclosure of Invention
В основу изобретения положена задача усовершенствования способа скоростной сушки жидкотекучих и суспензионных материалов при их пленочном контакте с теплоносителем в гравитационно нисходящем слое при организованной и интенсивной фильтрации и равномерной сушке по всему объему каждого слоя, а также создания установки для реализации этого способа, характеризующейся высокой производительностью и низкой материалоемкостью, пониженным расходом топлива и электроэнергии, компактностью и простотой конструкции.The basis of the invention is the task of improving the method of high-speed drying of fluid and suspension materials during their film contact with a coolant in a gravitationally descending layer with organized and intensive filtration and uniform drying throughout the volume of each layer, as well as creating an installation for implementing this method, characterized by high productivity and low material consumption, reduced fuel and electricity consumption, compactness and simplicity of design.
Эта задача решается посредством способа сушки жидкотекучих и суспензионных материалов, включающего нанесение пленок материала на баласт и фильтрацию сквозь эту массу теплоносителя с последующим отделением баласта и измельчением высушенного продукта, по которому согласно изобретению, жидкотекучий и суспензионный материал подают в гравитационно нисходящий слой баласта, а фильтрацию в нем теплоносителя производят одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях.This problem is solved by a method of drying liquid and suspension materials, including applying films of material to the ballast and filtering through this mass of coolant, followed by separating the ballast and grinding the dried product, according to which, according to the invention, the liquid and suspension material is fed into the gravitationally descending layer of the ballast, and filtering in it, the coolant is produced simultaneously in a direct-flow, counter-current and cross-flow directions.
Возможен вариант, когда баласт с материалом и теплоноситель разделяют на вертикально ориентированные и параллельные ряды потоков с последующей фильтрацией теплоносителя в каждом потоке материала.It is possible that the ballast with the material and the coolant are divided into vertically oriented and parallel rows of flows, followed by filtration of the coolant in each material stream.
Рационально материал после слоевой сушки подавать во вращающийся барабан, из которого на выходе отделять измельченный продукт от баласта, следующего затем на рециркуляцию, а аспирационный воздух, выходящий из барабана, смешивать с теплоносителем.Rationally, the material after layer drying is fed into a rotating drum, from which the crushed product is separated from the ballast at the outlet, which is then recycled, and the aspiration air leaving the drum is mixed with the coolant.
Рационально теплоноситель подавать с двух противоположных сторон газохода.It is rational to supply the heat carrier from two opposite sides of the duct.
Целесообразно теплоноситель подавать при двухразовом его повороте в газоходе на 90°, причем перед каждым поворотом теплоноситель разделять на потоки.It is advisable to supply the coolant when it is rotated twice by 90 ° in the gas duct, and before each turn, the coolant should be divided into streams.
Рационально сушку вести при газопроницаемости 0,3-2 м/с.It is rational to carry out drying at a gas permeability of 0.3-2 m / s.
Желательно применять баласт фракции 5-30 мм.It is advisable to use a ballast fraction of 5-30 mm.
Возможен вариант, когда в качестве баласта применяют шары из алунда.It is possible that balls from alunda are used as ballast.
Целесообразно сжигание горючего производить в атмосфере аспирационного воздуха, выходящего из вращающегося барабана.It is advisable to combust the fuel in an atmosphere of aspiration air emerging from a rotating drum.
Рационально в способе производить двухстадийную слоевую сушку при подаче в слой в начальной стадии высокотемпературного теплоносителя и подаче в слой на конечной стадии сушки низкотемпературного теплоносителя.It is rational in the method to produce two-stage layered drying when a low-temperature coolant is fed into the layer at the initial stage and low-temperature coolant is fed into the layer at the final stage of drying.
Желательно при слоевой сушке неорганических материалов применять высокотемпературный теплоноситель с температурой 500-1100°С и для слоевой сушки органических и термически нестабильных материалов применять высокотемпературный теплоноситель с температурой 200-500°C.It is advisable to use a high-temperature coolant with a temperature of 500-1100 ° C for layer drying of inorganic materials and to use a high-temperature coolant with a temperature of 200-500 ° C for layer drying of organic and thermally unstable materials.
Целесообразно при слоевой сушке неорганических материалов применять высокотемпературный теплоноситель с температурой 200-500°С и для слоевой сушки органических материалов применять низкотемпературный теплоноситель с температурой 100-200°С.It is advisable to use a high-temperature coolant with a temperature of 200-500 ° C for layer drying of inorganic materials and to use a low-temperature coolant with a temperature of 100-200 ° C for layer drying of organic materials.
Рационально ширину потоков материала создавать в 5-20 раз больше диаметра шаров баласта.It is rational to create a width of material flows 5-20 times larger than the diameter of ballast balls.
Задача также решается посредством установки, включающей вращающийся барабан, подачу жидкотекучего материала и выгрузку измельченного высушенного продукта, в которой, согласно изобретению, вращающийся барабан газоходом соединен с вертикальной камерой, оснащенной продольными стенками и перфорированными стенками из установленных друг над другом полок, образующих вертикальные параллельные ряды, причем полки закреплены в продольных стенках и соединены через окна поочередно с газоходом вращающегося барабана с газоходами отходящих газов.The problem is also solved by means of an installation including a rotating drum, feeding a fluid material and unloading the crushed dried product, in which, according to the invention, the rotating drum is connected by a duct to a vertical chamber equipped with longitudinal walls and perforated walls from shelves mounted on top of each other, forming vertical parallel rows moreover, the shelves are fixed in the longitudinal walls and connected through the windows in turn with the flue of the rotating drum with flue gas ducts .
Рационально чтобы вращающийся барабан с разгрузочного конца был оснащен грохотом.It is rational that the rotating drum from the discharge end be equipped with a roar.
Возможен вариант, когда газоход вращающегося барабана с двух противоположных сторон соединен с окнами в продольных стенках вертикальной камеры.A variant is possible when the gas duct of the rotating drum is connected to the windows in the longitudinal walls of the vertical chamber from two opposite sides.
Целесообразно, чтобы в газоходе вращающегося барабана были установлены горелки.It is advisable that burners be installed in the duct of the rotating drum.
Желательно, чтобы под вертикальной камерой был установлен бункер с питателями.It is advisable that a hopper with feeders be installed under the vertical chamber.
Возможен вариант, когда в газоходах отходящих газов на высоте 0,1-0,5 от полной высоты перфорированных стенок установлена перегородка, разделяющая газоход на верхнюю и нижнюю части, оснащенные автономными дымососами, причем горелки в газоходе установлены ниже и выше перегородки.A variant is possible when a partition is installed in the exhaust gas ducts at a height of 0.1-0.5 from the full height of the perforated walls, dividing the duct into the upper and lower parts, equipped with autonomous smoke exhausters, and burners in the duct are installed lower and higher than the partition.
Желательно, чтобы полки, соединенные через окна с газоходом вращающегося барабана выше перегородки, были изготовлены из жаростойкого металла.It is desirable that the shelves connected through the windows to the gas duct of the rotating drum above the partition be made of heat-resistant metal.
Рационально ряды перфорированных стенок расположить друг от друга на расстоянии, равном высоте окон в продольных стенках.It is rational to arrange the rows of perforated walls from each other at a distance equal to the height of the windows in the longitudinal walls.
Целесообразно обечайку вращающегося барабана выполнить внутри с ячейками круглого сечения.It is advisable to circle the rotating drum inside with cells of circular cross section.
Рационально ячейки вращающегося барабана с торцов выполнить с подпорными шайбами.It is rational to carry out the cells of the rotating drum from the ends with retaining washers.
Желательно в ячейках вращающегося барабана радиально закрепить металлические стержни.It is advisable to radially fix metal rods in the cells of a rotating drum.
Такое выполнение способа позволяет интенсивно осуществлять сушку жидкотекучих и суспензионных материалов с получением равномерно высушенного продукта при широком диапазоне производительности с низкими капитальными и эксплуатационными затратами.This embodiment of the method allows you to intensively carry out the drying of fluid and suspension materials with obtaining uniformly dried product with a wide range of performance with low capital and operating costs.
Конструктивные особенности изобретения позволяют быстро нагревать и сушить материал, сжигать горючее в газоходе вращающегося барабана, рационально распределять в слое теплоноситель и тем самым обеспечить равномерную сушку и высокую производительность.The design features of the invention allow to quickly heat and dry the material, burn fuel in the duct of the rotating drum, rationally distribute the coolant in the layer, and thereby ensure uniform drying and high productivity.
Сущность способа скоростной сушки жидкотекучих материалов заключается в разделении материала и теплоносителя на многочисленные вертикально ориентированные и параллельные ряды потоков и организованной фильтрации теплоносителя одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях с материалом, нанесенным в виде пленок на баласт.The essence of the method of rapid drying of fluid materials is to separate the material and the coolant into numerous vertically oriented and parallel rows of flows and organized filtration of the coolant simultaneously in a direct-flow, counter-current and cross-flow directions with the material applied in the form of films on the ballast.
На фиг.1 схематически показана динамика материальных потоков при поочередной подаче в вертикально ориентированные и параллельные слои материала и баласта теплоносителя по каналам со знаком (+) и отводе из вертикально ориентированных слоев по каналам со знаком (-) отходящих газов. Градиент давления газов в каждом слое создают вентиляторы. Материал в виде пленок на поверхности баласта распределяется по стрелкам А на вертикально ориентированные параллельные потоки между вертикально расположенными рядами каналов и движется вниз под действием гравитации и после сушки выгружается потоками вместе с баластом по стрелкам В. Теплоноситель в слои материала поступает по каналам (+) и фильтруется в материале по стрелкам С в перекрестноточном направлении, по стрелкам Т в прямоточном направлении и по стрелкам Е в противоточном направлении, и благодаря всесторонней фильтрации в слое газов интенсифицируется теплообмен, создается равномерный нагрев и сушка материалов и повышается производительность. Этому также способствует возможность расширения зоны сушки за счет увеличения количества каналов и площади фильтрующих слоев по горизонтали и вертикали.Figure 1 schematically shows the dynamics of material flows when alternately feeding vertically oriented and parallel layers of material and coolant ballast through channels with a (+) sign and exhausting vertically oriented layers through channels with a (-) sign of exhaust gases. The pressure gradient of gases in each layer is created by fans. Material in the form of films on the surface of the ballast is distributed along arrows A into vertically oriented parallel flows between vertically arranged rows of channels and moves downward under the influence of gravity and, after drying, is unloaded by flows along with ballast along arrows B. The coolant enters the layers of material through the channels (+) and Filtered in the material by arrows C in the cross-flow direction, by arrows T in the direct-flow direction and by arrows E in the counter-current direction, and due to comprehensive filtration in the layer basics of intensified heat exchange creates uniform heating and drying of materials and increased productivity. This is also facilitated by the possibility of expanding the drying zone by increasing the number of channels and the area of the filter layers horizontally and vertically.
Ввод в слой потоков теплоносителя с чередующимся выводом из слоя потоков насыщенных влагой отходящих газов по всему объему материала позволяет, не изменяя скорости в слое газов по отношению к однонаправленной фильтрации в слое газов, в 3-4 раза повысить подачу теплоносителя и увеличить производительность (паросъем). Возможность уменьшения толщины каждого фильтрующего слоя за счет повышения плотности (количества) потоков ввода теплоносителя и вывода из слоя потоков отходящих газов позволяет снизить гидравлическое сопротивление, что обусловливает возможность уменьшения размера шаров баласта. Это способствует повышению удельной поверхности контакта материала с теплоносителем, что интенсифицирует теплообмен и обеспечивает рост производительности.The introduction of coolant flows into the layer with alternating removal of moisture-saturated exhaust gases from the layer over the entire volume of the material allows, without changing the velocity in the gas layer with respect to unidirectional filtration in the gas layer, to increase the coolant flow by 3-4 times and increase productivity (steam removal) . The possibility of reducing the thickness of each filter layer by increasing the density (quantity) of coolant inlet flows and exhaust gas flows from the layer allows reducing hydraulic resistance, which makes it possible to reduce the size of ballast balls. This helps to increase the specific contact surface of the material with the coolant, which intensifies heat transfer and ensures an increase in productivity.
Подача материала с баластом после сушки во вращающийся барабан позволяет без применения мелющих тел отделить высушенный материал от баласта и измельчить материал, а подача аспирационного воздуха из вращающегося барабана с теплоносителем в зону сушки позволяет без применения специальных пылеосадительных систем очищать в слое аспирационный воздух и пылевидный материал возвращать в продукт.The supply of material with a ballast after drying into a rotating drum allows you to separate the dried material from the ballast and grind the material without the use of grinding media, and the supply of aspiration air from a rotating drum with a coolant to the drying zone allows you to clean aspiration air and dusty material in the layer without using special dust precipitation systems into the product.
На фиг.2 показан вариант увеличения производительности в два раза при подаче теплоносителя по стрелкам F с двух противоположных сторон газохода против подачи теплоносителя с одной стороны газохода, а на фиг.3 показан вариант двухразового поворота теплоносителя на 90° в газоходе с разделением теплоносителя на потоки перед каждым поворотом. Это позволяет разделить теплоноситель и материал на какое угодно количество потоков с обеих сторон газохода перед его подачей в слой, что и обеспечивает повышение производительности при высокой компактности.Figure 2 shows an option to increase the productivity by a factor of two when supplying the coolant according to the arrows F from two opposite sides of the duct against the flow of the coolant on one side of the duct, and figure 3 shows the option of turning the
Осуществление сушки пленок материала на поверхности баласта при газопроницаемости 0,3-2 м/с обеспечивает высокую производительность, и паросъем определяется величиной газопроницаемости при определенной температуре теплоносителя. Высокая газопроницаемость (2 м/с) возможна при сушке материала с применением крупных фракций баласта, которые создают относительно большие межзеренные пустоты в слое и минимальный межкусковой контакт. Это обусловливает незначительный пылеунос.The drying of the film of material on the surface of the ballast with a gas permeability of 0.3-2 m / s provides high performance, and steam removal is determined by the value of gas permeability at a certain temperature of the coolant. High gas permeability (2 m / s) is possible when drying the material with the use of large fractions of ballast, which create relatively large intergranular voids in the layer and minimal inter-musk contact. This causes a slight pyleunos.
При уменьшении размера фракции баласта от 30 до 5 мм пропорционально снижается газопроницаемость с 2 м/с до 0,3 м/с. Это создает высокий паросъем (500-1300 кг/м3·ч) без дополнительных затрат на пылеочистку отходящих газов.With a decrease in the size of the ballast fraction from 30 to 5 mm, the gas permeability proportionally decreases from 2 m / s to 0.3 m / s. This creates a high steam removal (500-1300 kg / m 3 · h) without additional costs for dust removal of exhaust gases.
Граничные значения размера фракций баласта (5-30 мм) выбраны из расчета высокой проходимости потоков материала при минимальном количестве баласта. С уменьшением размера фракции баласта снижается его расход, повышается поверхность контакта теплоносителя с материалом, но и повышается адгезионная прочность между пленками материала, что снижает проходимость и приводит к комообразованию особенно при сушке материалов с высокой вязкостью. Это ограничивает нижний предел диаметра баласта до 5 мм. При увеличении диаметра баласта от 5 до 30 мм увеличивается проходимость потоков материала, снижается гидравлическое сопротивление и повышается толщина пленки жидкотекучего материала на поверхности баласта, но снижается паросъем и увеличивается доля баласта в слое. Поэтому применение баласта с диаметром выше 30 мм не рационально.The boundary values of the size of the ballast fractions (5-30 mm) were selected from the calculation of the high throughput of material flows with a minimum amount of ballast. With a decrease in the size of the ballast fraction, its consumption decreases, the contact surface of the coolant with the material increases, but also the adhesive strength between the films of the material increases, which reduces patency and leads to co-formation, especially when drying materials with high viscosity. This limits the lower limit of the diameter of the ballast to 5 mm. With an increase in the diameter of the ballast from 5 to 30 mm, the permeability of the material flows increases, the hydraulic resistance decreases and the film thickness of the fluid material on the surface of the ballast increases, but the steam removal decreases and the proportion of the ballast in the layer increases. Therefore, the use of ballast with a diameter above 30 mm is not rational.
Как один из вариантов возможно в качестве баласта применение шаров из алунда. Это обусловлено высокой прочностью алунда и его низкой истираемой способностью. Использование баласта шарообразной формы наиболее рационально для обеспечения высокой газопроницаемости при минимальных энергозатратах с дутьем.As one of the options, it is possible to use balls from alunda as a ballast. This is due to the high strength of alunda and its low abrasion ability. The use of a ball-shaped ballast is most rational for ensuring high gas permeability with minimal energy consumption with blast.
Подача аспирационного воздуха, выходящего из вращающегося барабана, для сжигания горючего, поступающего затем с теплоносителем в потоки материала в зону сушки с использованием тепла аспирационного воздуха, позволяет также его очищать от пылевидного материала, который затем возвращается в продукт. Это повышает экологическую безопасность и термический КПД и снижает материальные затраты.The supply of aspiration air leaving the rotating drum for burning fuel, which then enters the drying zone with the heat carrier into the drying zone using the heat of aspiration air, also allows it to be cleaned of dusty material, which is then returned to the product. This increases environmental safety and thermal efficiency and reduces material costs.
Двухстадийная сушка материала при подаче в начальной стадии высокотемпературного теплоносителя обеспечивает увеличение паросъема без существенного повышения температуры материала с баластом. Это снижает теплозатраты. Дальнейшее снижение температуры теплоносителя на второй стадии сушки позволяет досушивать материал с применением низкотемпературного теплоносителя, что также незначительно повышает температуру баласта и обеспечивает применение рядовых сортов стали для изготовления конструкции сушильных установок.Two-stage drying of the material when a high-temperature coolant is supplied in the initial stage provides an increase in steam removal without a significant increase in the temperature of the material with the ballast. This reduces heat consumption. A further decrease in the temperature of the coolant in the second stage of drying allows to dry the material using low-temperature coolant, which also slightly increases the temperature of the ballast and provides the use of ordinary grades of steel for the manufacture of the design of drying plants.
Применение высокотемпературного и низкотемпературного теплоносителя в граничных значениях температуры обусловлено получением наиболее высокого паросъема при минимальных теплопотерях с отходящими газами и высушенным продуктом. Эти температуры теплоносителя устанавливают из расчета получения высушенного продукта с температурой 100-120°С при температуре отходящих газов, не превышающей 150°С.The use of high-temperature and low-temperature coolant in the boundary temperature values is due to the receipt of the highest steam removal with minimal heat loss with exhaust gases and dried product. These coolant temperatures are set based on obtaining a dried product with a temperature of 100-120 ° C at a temperature of exhaust gases not exceeding 150 ° C.
Ширина потоков материала превышает в 5-20 раз диаметр баласта. Это обусловлено необходимостью обеспечения проходимости материала без образования сводов, нарушающих газодинамику и снижающих производительность.The width of the material flows exceeds 5-20 times the diameter of the ballast. This is due to the need to ensure patency of the material without forming arches that violate gas dynamics and reduce productivity.
Применение вертикальной камеры, соединенной газоходом с вращающимся барабаном, и установка в камере перфорированных стенок параллельными вертикально ориентированными рядами позволяет разделить материал с баластом и теплоноситель на множество потоков, а поочередное соединение через окна каналов под полками с газоходами вращающегося барабана и газоходами отходящих газов обеспечивает фильтрацию теплоносителя в каждом потоке (слое) материала одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях, что необходимо для обеспечения равномерной сушки материала по всему объему и высокой производительности.The use of a vertical chamber connected by a flue to a rotating drum and installation of perforated walls in a chamber with parallel vertically oriented rows allows you to divide the material with ballast and coolant into many flows, and the alternate connection through the channel windows under the shelves with the rotary drum ducts and exhaust gas ducts provides filtering of the coolant in each flow (layer) of material simultaneously in a straight-through, counter-current and cross-flow directions, which is necessary for To ensure uniform drying of the material throughout the entire volume and high productivity.
Установка грохота в разгрузочном конце вращающегося барабана позволяет отделить высушенный пылевидный продукт от баласта с возвратом последнего в процесс сушки.Installing the screen at the discharge end of the rotating drum allows you to separate the dried dust product from the ballast with the return of the latter to the drying process.
Установка продольных стенок с окнами с двух противоположных сторон газохода вращающегося барабана позволяет в два раза увеличить количество потоков газа и материала, что обусловливает получение двойной производительности и снижение внешних теплопотерь из-за снижения теплопроводящей поверхности газохода.The installation of longitudinal walls with windows on two opposite sides of the duct of the rotating drum allows you to double the number of gas and material flows, which leads to double productivity and lower external heat loss due to a decrease in the heat-conducting surface of the duct.
Установка горелок в газоходе вращающегося барабана повышает оперативность при получении теплоносителя требуемого температурного потенциала без применения специальной выносной топки. Это повышает компактность и снижает теплопотери в окружающую среду.The installation of burners in the flue of a rotating drum increases the efficiency in obtaining the coolant of the required temperature potential without the use of a special remote furnace. This increases compactness and reduces heat loss to the environment.
Установка бункера под вертикальной камерой предотвращает подсос холодного воздуха и упрощает конструкцию за счет снижения количества питателей, подающих высушенный материал с баластом из каждого слоя во вращающийся барабан. Это повышает термический КПД установки, снижает энергозатраты и повышает компактность.Installing a hopper under a vertical chamber prevents the intake of cold air and simplifies the design by reducing the number of feeders that supply dried material with ballast from each layer to the rotating drum. This increases the thermal efficiency of the installation, reduces energy consumption and increases compactness.
Установка перегородки в газоходе отходящих газов на высоте 0,1-0,5 от полной высоты перфорированных стенок необходима для создания двухступенчатой сушки с разделением теплоносителя на высокотемпературный и низкотемпературный. Это обеспечивает повышение производительности и термического КПД установки. Соотношение высот каждой ступени зависит от влагосодержания материала, его вязкости и толщины образующихся пленок на баласте, диаметра баласта и газопроницаемости. Это соотношение принимают из расчета получения отходящих газов с температурой, не превышающей 150°С, которую регулируют количеством сжигаемого топлива горелками, установленными выше и ниже перегородки.The installation of a partition in the exhaust gas duct at a height of 0.1-0.5 from the full height of the perforated walls is necessary to create a two-stage drying with separation of the coolant into high temperature and low temperature. This provides increased productivity and thermal efficiency of the installation. The ratio of the heights of each step depends on the moisture content of the material, its viscosity and the thickness of the films formed on the ballast, the diameter of the ballast and gas permeability. This ratio is taken from the calculation of the production of exhaust gases with a temperature not exceeding 150 ° C, which is regulated by the amount of fuel burned by burners installed above and below the partition.
Применение жаростойкого металла для изготовления полок над окнами, соединенными с газоходом вращающегося барабана, обусловлено тем, что самая высокая температура соприкосновения высокотемпературного теплоносителя приходится на эти полки и для повышения эксплуатационной надежности установки применяют жаростойкий металл.The use of heat-resistant metal for the manufacture of shelves above windows connected to the gas duct of a rotating drum is due to the fact that the highest contact temperature of the high-temperature coolant falls on these shelves and heat-resistant metal is used to increase the operational reliability of the installation.
Выбор расстояния между рядами перфорированных стенок равным высоте окон в продольных стенках обусловлен необходимостью создания одинаковых скоростей газов в слое при фильтрации в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях. Это создает равномерную сушку материала по всему объему каждого слоя.The choice of the distance between the rows of perforated walls equal to the height of the windows in the longitudinal walls is due to the need to create the same gas velocities in the layer during filtration in the direct-flow, counter-current and cross-flow directions. This creates uniform drying of the material throughout the volume of each layer.
Применение обечайки вращающегося барабана, выполненной внутри с ячейками, позволяет в 3-4 раза увеличить производительность установки, в которой узким местом является вращающийся барабан.The use of a shell of a rotating drum, made inside with cells, allows 3-4 times to increase the productivity of the installation, in which the rotating drum is a bottleneck.
Изготовление вращающегося барабана с подпорными шайбами в торцах обеспечивает повышение уровня заполнения ячеек материалом, что повышает производительность.The manufacture of a rotating drum with retaining washers at the ends provides an increase in the level of filling the cells with material, which increases productivity.
Применение стержней, закрепленных в ячейках радиально, интенсифицирует перемешивание материала, что ускоряет измельчение высушенного материала и повышает производительность вращающегося барабана.The use of rods mounted radially in the cells intensifies the mixing of the material, which accelerates the grinding of the dried material and increases the productivity of the rotating drum.
Достоинствами способа скоростной сушки жидкотекучих и суспензионных материалов в нисходящем плотном фильтрующем слое и установки для его осуществления являются высокая производительность, низкий расход металла, компактность, простота конструкции, низкие эксплуатационные затраты и высокая экологическая безопасность (пылеунос менее 0,1 %).The advantages of the method of high-speed drying of fluid and suspension materials in a downward dense filter layer and installation for its implementation are high productivity, low metal consumption, compactness, simplicity of design, low operating costs and high environmental safety (dust extraction less than 0.1%).
Ниже описаны конкретные примеры реализации предложенного способа посредством установки для скоростной сушки жидкотекучих и суспензионных материалов.The following are specific examples of the implementation of the proposed method through the installation for high-speed drying of fluid and suspension materials.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
В дальнейшем изобретение поясняется конкретными вариантами его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The invention is further explained by specific options for its implementation with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг.4 изображает установку для сушки жидкотекучих и суспензионных материалов согласно изобретению в продольном разрезе;figure 4 depicts a drying apparatus for fluid and suspension materials according to the invention in longitudinal section;
фиг.5 - разрез I-I, на фиг.4;figure 5 - section I-I, figure 4;
фиг.6 - разрез II-II на фиг.5;6 is a section II-II in figure 5;
фиг.7 изображает вариант выполнения вращающегося барабана в поперечном разрезе.Fig.7 depicts an embodiment of a rotating drum in cross section.
Установка для сушки жидкотекучих и суспензионных материалов включает вращающийся барабан 1, который газоходом 2 соединен с вертикальной камерой 3, оснащенной продольными стенками 4 и перфорированными стенками 5 из установленных друг над другом полок 6, образующих параллельные вертикальные ряды 7, причем полки 6 закреплены в продольных стенках 4 и соединены через окна 8 с газоходом 2 вращающегося барабана 1 и газоходами 9 отходящих газов.The installation for drying fluid and suspension materials includes a
Вращающийся барабан 1 с разгрузочного конца оснащен грохотом 10. Газоход 2 вращающегося барабана 1 с двух противоположных сторон соединен с окнами 8 в продольных стенках 4 вертикальной камеры 3. В газоходе 2 установлены горелки 11. Под вертикальной камерой 3 установлен бункер 12 с питателями 13.The
В газоходах 9 отходящих газов на высоте 0,1-0,5 от высоты перфорированных стенок 5 установлена перегородка 14, разграничивающая газоходы 9 на верхнюю и нижнюю части, оснащенные автономными дымососами 15 и 16, причем горелки 11 в газоходе 2 установлены ниже и выше перегородки 14.In the
В установке полки 6, соединенные через окна 8 с газоходом 2 вращающегося барабана 1 выше перегородки 14, изготовлены из жаростойкого металла. Ряды 7 перфорированных стенок 5 расположены друг от друга на расстоянии, равном высоте окон в продольных стенках 4.In the installation, the shelves 6, connected through
В установке обечайка вращающегося барабана 1 выполнена внутри с ячейками 17 круглого сечения, которые с торцов оснащены подпорными шайбами 18. В ячейках 17 радиально закреплены металлические стержни 19.In the installation, the shell of the
Установка для скоростной сушки жидкотекучих и суспензионных материалов работает следующим образом. Баласт фракции 5-30 мм в виде шаров из прочного материала подают в бункер 20 и шары распределяются между рядами 7 перфорированных стенок 5. Сверху форсунками 21 на баласт набрызгивают жидкотекучий материал. Горелками 11 в газоходе 2 вращающегося барабана 1 сжигают горючее. Дымососами 15 и 16 поддерживают газопроницаемость в потоках (слоях) материала с баластом, равную 0,3-2 м/с. Воздух на горение топлива подают через вращающийся барабан. Вертикальную скорость гравитационно нисходящего материала с баластом регулируют питателями 13. Заданную температуру дымовых газов регулируют избытком воздуха и количеством сжигаемого горючего в верхней (выше перегородки 14) и нижней (ниже перегородки 14) частях вертикальной камеры 3 в газоходе 2, где дымовые газы поворачивают на 90° и через окна 8 поступают под полки 6, поворачивают в них и истекают в потоки материала, нанесенного в виде пленок на поверхность баласта. Далее газы фильтруются в материале в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях за счет разрежения, создаваемого дымососами 15 и 16, и, пройдя слой материала, газы поступают под рядом расположенные полки 6, которые окнами 8 соединены с газоходами 9 отходящих газов. Под этими полками отходящие газы поворачивают в направлении окон и далее через газоходы 9 удаляются в атмосферу, минуя пылеочистку, которая не требуется в результате полной пылеочистки в слое, являющемся высокоэффективным зернистым фильтром.Installation for high-speed drying of fluid and suspension materials works as follows. Ballast fractions of 5-30 mm in the form of balls of durable material are fed into the
Высушенный материал вместе с баластом питателями 13 из бункеров 12 выгружают по течке 22 в ячейки 17 вращающегося барабана 1, в котором материал отделяется от баласта и истирается в порошок, и далее баласт и порошок поступают в грохот 10, где разделяются продукт и баласт. Продукт поступает на склад, а баласт возвращается в процесс сушки. Запыленный аспирационный воздух, нагретый от материала и баласта из вращающегося барабана 1, поступает в газоход 2 и далее с дымовыми газами следует в потоки материала, где очищается в слое от пыли, возвращающейся затем с баластом во вращающийся барабан 1.The dried material together with the ballast by the
Для лучшего понимания сущности изобретения рассмотрим конкретные примеры осуществления способа.For a better understanding of the invention we consider specific examples of the method.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Сырьевую смесь для получения цементного клинкера с влажностью 38% разбрызгивают на баласт диаметром 25 мм и подают между рядами перфорированных стенок, образующих 8 потоков материала. Высокотемпературный теплоноситель при 1100°С подают в верхнюю часть потоков, а низкотемпературный теплоноситель при 500°C подают в нижнюю часть потоков. После сушки материал вместе с баластом выгружают во вращающийся барабан при скорости вращения 12 об./мин. Паросъем составляет 1,2 т/м3·ч. Расход тепла - 950 ккал/кг воды, температура отходящих газов - 100°С.The raw material mixture for the production of cement clinker with a moisture content of 38% is sprayed onto a ballast with a diameter of 25 mm and served between rows of perforated walls forming 8 material flows. A high-temperature coolant at 1100 ° C is supplied to the upper part of the flows, and a low-temperature coolant at 500 ° C is fed to the lower part of flows. After drying, the material together with the ballast is discharged into a rotating drum at a rotation speed of 12 rpm. Steam removal is 1.2 t / m 3 · h. Heat consumption - 950 kcal / kg of water, exhaust gas temperature - 100 ° C.
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
Композицию для моющего порошка "Лотос" подают в установку по примеру 1. Высокотемпературный теплоноситель подают при температуре 900°C, a низкотемпературный теплоноситель подают при 400°C. Конечная влажность продукта - 9% при норме 10%, паросъем - 1,3 т/м3·ч. Расход тепла - 900 ккал/кг воды. Температура отходящих газов - 80°C.The composition for the detergent powder "Lotus" is fed to the installation according to example 1. High-temperature coolant is supplied at a temperature of 900 ° C, and a low-temperature coolant is served at 400 ° C. The final moisture content of the product is 9% at a rate of 10%, steam removal is 1.3 t / m 3 · h. Heat consumption - 900 kcal / kg of water. The temperature of the exhaust gases is 80 ° C.
ПРИМЕР 3.EXAMPLE 3
Раствор ортофосфатов натрия для производства триполифосфата натрия подают в установку как и в примерах 1 и 2. Высокотемпературный теплоноситель подают при температуре 1100°C, а низкотемпературный теплоноситель подают при 500°С. Получают частично прокаленный триполифосфат натрия. Паросъем - 0,9 т/м3·ч.A solution of sodium orthophosphates for the production of sodium tripolyphosphate is supplied to the installation as in examples 1 and 2. A high-temperature coolant is supplied at a temperature of 1100 ° C, and a low-temperature coolant is fed at 500 ° C. Partially calcined sodium tripolyphosphate is obtained. Steam removal - 0.9 t / m 3 · h.
Само собой разумеется, что настоящее изобретение не ограничивается описанными здесь примерами его выполнения и что возможны различные модификации и другие варианты осуществления установки для скоростной сушки различных материалов при их нанесении на баласт в плотном нисходящем фильтрующем слое без отклонения от объема и существа настоящего изобретения.It goes without saying that the present invention is not limited to the examples described here and that various modifications and other embodiments of the apparatus for high-speed drying of various materials when applied to the ballast in a dense descending filter layer without deviating from the scope and essence of the present invention are possible.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
На основе данного изобретения могут быть разработаны и изготовлены различные конструкции установок для скоростной сушки жидкотекучих и суспензионных материалов при их нанесении на баласт и фильтрации газов в плотном слое производительностью до и более 500 тонн в час. Такие установки предназначены для сушки сырьевых смесей при производстве цементного клинкера, синтетических моющих средств, растворов ортофосфатов натрия и калия, для сушки органических веществ повышенной вязкости и различных пищевых продуктов (молоко, яичный порошок, томаты и прочее).Based on the present invention, various constructions of plants for high-speed drying of fluid and suspension materials when applied to ballast and filtering gases in a dense layer with a capacity of up to and more than 500 tons per hour can be developed and manufactured. Such plants are designed for drying raw mixes in the production of cement clinker, synthetic detergents, solutions of sodium and potassium orthophosphates, for drying organic substances of high viscosity and various food products (milk, egg powder, tomatoes, etc.).
Настоящая конструкция характеризуется высокой производительностью, низким расходом металла, компактностью, простотой конструкции, низким расходом топлива и электроэнергии и повышенной экологической безопасностью.This design is characterized by high performance, low metal consumption, compactness, simplicity of design, low fuel and energy consumption and increased environmental safety.
Claims (23)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001117131/06A RU2220389C2 (en) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Method of drying fluid and suspension materials and plant for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001117131/06A RU2220389C2 (en) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Method of drying fluid and suspension materials and plant for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001117131A RU2001117131A (en) | 2003-03-20 |
| RU2220389C2 true RU2220389C2 (en) | 2003-12-27 |
Family
ID=32065389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001117131/06A RU2220389C2 (en) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Method of drying fluid and suspension materials and plant for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2220389C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505764C2 (en) * | 2012-04-26 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ОАО "ВУХИН") | Drying method of granular carbonaceous or mineral materials, and drying plant of granular carbonaceous or mineral materials (versions) |
| CN110017673A (en) * | 2019-04-26 | 2019-07-16 | 河南工业大学 | A kind of pneumatic conveying drying separator |
| CN110328775A (en) * | 2019-07-18 | 2019-10-15 | 南京汇科高分子材料有限公司 | It is a kind of for producing the drying box of glass edge-wrapping polyurethane combined material |
| CN114543493A (en) * | 2022-04-28 | 2022-05-27 | 江西农业大学 | Integrated hot air drying equipment of many drying modes of granule solid material |
| CN110017673B (en) * | 2019-04-26 | 2024-04-26 | 郑州精华实业有限公司 | Air flow drying and separating device |
-
2001
- 2001-06-22 RU RU2001117131/06A patent/RU2220389C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ХОДОРОВ Е.И. Печи цементной промышленности. Издательство литературы по строительству. - Л., 1968, с.59-61. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505764C2 (en) * | 2012-04-26 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ОАО "ВУХИН") | Drying method of granular carbonaceous or mineral materials, and drying plant of granular carbonaceous or mineral materials (versions) |
| CN110017673A (en) * | 2019-04-26 | 2019-07-16 | 河南工业大学 | A kind of pneumatic conveying drying separator |
| CN110017673B (en) * | 2019-04-26 | 2024-04-26 | 郑州精华实业有限公司 | Air flow drying and separating device |
| CN110328775A (en) * | 2019-07-18 | 2019-10-15 | 南京汇科高分子材料有限公司 | It is a kind of for producing the drying box of glass edge-wrapping polyurethane combined material |
| CN110328775B (en) * | 2019-07-18 | 2024-04-05 | 南京汇科高分子材料有限公司 | A drying cabinet for producing glass is bordured and is used polyurethane combined material |
| CN114543493A (en) * | 2022-04-28 | 2022-05-27 | 江西农业大学 | Integrated hot air drying equipment of many drying modes of granule solid material |
| CN114543493B (en) * | 2022-04-28 | 2022-07-22 | 江西农业大学 | Integrated hot air drying equipment of many drying modes of granule solid material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kudra et al. | Special drying techniques and novel dryers | |
| US4273750A (en) | Flue gas desulfurization apparatus and method | |
| US3565408A (en) | Production of alumina from aluminum hydroxide | |
| CN108892349A (en) | A kind of sludge drying and incineration system and its treatment process | |
| CN101952203A (en) | Method and apparatus for pressurized calcination of gypsum | |
| US6880263B2 (en) | Fluid/solid interaction apparatus | |
| CN107449286B (en) | A kind of pellet calcination rotary kiln product waste heat direct absorbing type recovery method | |
| CN1227179C (en) | Method and apparatus for manufacturing cement clinker from particulate cement raw material | |
| CN105670709A (en) | Raw gas purification plant | |
| RU2220389C2 (en) | Method of drying fluid and suspension materials and plant for realization of this method | |
| JPH0868596A (en) | Rotary type heat transfer and heating type purifier applied to exhaust gas | |
| JPH07505823A (en) | Method and apparatus for removing airborne particulates from gases and liquids | |
| RU2228496C2 (en) | Gear to remove liquid from disperse material | |
| CN108314335A (en) | A kind of light-burned MgO suspension kilns coproduction Mg (OH)2Production technology and device | |
| US3360866A (en) | Method and apparatus for dehydrating, drying and heat-treating granular substances | |
| US4523906A (en) | Device for drying gypsum | |
| CN102851048A (en) | Gas purification system capable of utilizing slag heat | |
| CN104764036B (en) | Direct-type biomass fuel hot air stove including high-temperature purification device | |
| CN100546707C (en) | Rotary drum fluid-bed heat-converter granulating method | |
| RU2652036C1 (en) | Filter stone-heat recovery unit with movable bed | |
| RU2283687C1 (en) | Filtering plant for cleaning hot gases | |
| CN206555998U (en) | A kind of desulfuration boiler | |
| WO2003001131A1 (en) | Fluid/solid interaction apparatus | |
| US4335663A (en) | Thermal processing system | |
| JPH06185705A (en) | Fluidized-bed furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040623 |