RU2290578C1

RU2290578C1 - Method of and device for drying loose materials

Info

Publication number: RU2290578C1
Application number: RU2005114122/06A
Authority: RU
Inventors: Андрей Иванович Степаненко (RU); Андрей Иванович Степаненко; Николай Алексеевич Дворников (RU); Николай Алексеевич Дворников
Original assignee: Андрей Иванович Степаненко
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; drying.

SUBSTANCE: invention relates to heat-mass exchange processes, particularly, to drying of dispersed material by vortex flow and it can be used for drying particles with surface moisture, such as sand. In proposed method of drying of loose material including tangential delivery of loose material in accompanying gas flow, formation of layer on side walls of vortex device, displacement of layer from top to bottom with fluidization of material by swirling gas flow, heating and evaporation of moisture from material by swirling gas flow, it is suggested that flow of particles of material and gas should be additionally swirled at simultaneous formation of fluidized layer by moving along preset spiral trajectory under action of gravity force and aerodynamic forces. Vortex device for drying loose material containing housing, ring gas flow swirlers installed in housing, tangentially arranged input channel for accompanying flow of gas and material, axial output of gas flow, should be furnished with spiral multistart ribs installed along ring swirlers.

EFFECT: improved efficiency of drying of loose materials.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области тепломассообменных процессов, в частности к сушке вихревым потоком дисперсного материала, и может быть использовано для сушки частиц с преимущественно поверхностной влагой, например песка.The invention relates to the field of heat and mass transfer processes, in particular to drying by a vortex stream of dispersed material, and can be used to dry particles with predominantly surface moisture, such as sand.

Наиболее близкими к предлагаемым способу и устройству являются "Способ сушки дисперсного материала и вихревая камера для его осуществления" [Патент RU №2173184 кл. F 26 B 3/10, F 26 B 17/10, 08.02 2000 г.].Closest to the proposed method and device are "Method of drying dispersed material and a vortex chamber for its implementation" [Patent RU No. 2173184 class. F 26 B 3/10, F 26 B 17/10, 08.02 2000].

Известный способ сушки дисперсного материала включает тангенциальную подачу дисперсного материала в спутном газовом потоке, формирование слоя на боковых стенках вихревой камеры, перемещение слоя сверху вниз с псевдоожижением слоя материала закрученным газовым потоком, нагрев и испарение влаги с материала закрученным потоком газа, проходящим через слой материала. При этом сформированный псевдоожиженный слой многократно переводят в разреженное состояние, закрученный поток газа после прохождения слоя частиц направляют вверх, а мелкие частицы материала подвергают дополнительной сепарации.A known method of drying dispersed material includes the tangential supply of dispersed material in a satellite gas stream, forming a layer on the side walls of the vortex chamber, moving the layer from top to bottom with fluidization of the material layer with a swirling gas stream, heating and evaporating moisture from the material with a swirling gas stream passing through the material layer. In this case, the formed fluidized bed is repeatedly transferred to the rarefied state, the swirling gas stream after passing through the particle layer is directed upward, and small particles of the material are subjected to additional separation.

Наиболее близкая к предлагаемому устройству вихревая камера содержит корпус, установленные в корпусе кольцевые завихрители потока газа, входной тангенциально расположенный канал для спутного потока газа и материала, нижний вывод отделяемой крупной фракции материала, осевой вывод потока газа. При этом выше и ниже каждого из кольцевых завихрителей установлены конические полки, внутри вихревая камера снабжена циклоном с примыкающей к внешней стенке циклона конической полкой, а в каждой конической полке вблизи завихрителя выполнено отверстие.The vortex chamber closest to the proposed device contains a housing, annular gas flow swirls installed in the housing, an inlet tangentially located channel for a satellite flow of gas and material, a lower outlet of a detachable coarse material fraction, an axial outlet of the gas flow. In this case, conical shelves are installed above and below each of the annular swirlers, inside the vortex chamber is equipped with a cyclone with a conical shelf adjacent to the outer wall of the cyclone, and an opening is made in each conical shelf near the swirl.

Известные способ и устройство для его осуществления обладают рядом существенных недостатков. Первым недостатком является ограниченная эффективность, обусловленная потерей закрутки потока и дисперсной фазы на конических полках, которая приводит к увеличению выноса мелких частиц в циклонный аппарат, что увеличивает расход воздуха, необходимого для поддержания закрутки потока газа и слоя частиц. Это приводит к увеличению потерь давления в камере. При этом для повышения закрутки потока требуется увеличение входных скоростей потока, которое сопровождается измельчением в процессе сушки материалов с низкой прочностью, что ведет к ограничению функциональных возможностей известных способа и устройства.The known method and device for its implementation have several significant disadvantages. The first drawback is the limited efficiency caused by the loss of the swirl of the flow and the dispersed phase on the conical shelves, which leads to an increase in the removal of small particles into the cyclone apparatus, which increases the air flow necessary to maintain the swirl of the gas stream and the particle layer. This leads to an increase in pressure loss in the chamber. Moreover, to increase the flow swirl, an increase in the input flow rates is required, which is accompanied by grinding materials with low strength during the drying process, which limits the functionality of the known method and device.

Изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности способа сушки сыпучих материалов и вихревого аппарата для его осуществления при одновременном расширении функциональных возможностей.The invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of the method of drying bulk materials and a vortex apparatus for its implementation while expanding the functionality.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе сушки сыпучего материала, включающем тангенциальную подачу сыпучего материала в спутном газовом потоке, формирование слоя на боковых стенках вихревого аппарата, перемещение слоя сверху вниз с псевдоожижением слоя материала закрученным газовым потоком, нагрев и испарение влаги с материала закрученным потоком газа, проходящим через слой материала, предлагается поток частиц материала и газа дополнительно закручивать при одновременном формировании псевдоожиженого слоя посредством перемещения по заданной спиральной траектории под действием силы тяжести и аэродинамических сил.The essence of the invention lies in the fact that in the method of drying bulk material, including the tangential flow of bulk material in a satellite gas stream, forming a layer on the side walls of the vortex apparatus, moving the layer from top to bottom with fluidization of the material layer with a swirling gas stream, heating and evaporation of moisture from the material swirling the gas flow passing through the layer of material, it is proposed that the flow of particles of material and gas be further twisted while forming a fluidized bed by means of movement along a given spiral path under the influence of gravity and aerodynamic forces.

Сущность изобретения заключается так же в том, что вихревой аппарат для сушки сыпучего материала, содержащий корпус, установленные в корпусе кольцевые завихрители потока газа, входной тангенциально расположенный канал для спутного потока газа и материала, осевой вывод потока газа, предлагается снабдить спиральными многозаходными ребрами, установленными вдоль кольцевых завихрителей.The invention also consists in the fact that a vortex apparatus for drying bulk material, comprising a housing, annular gas flow swirls installed in the housing, an inlet tangentially located channel for a satellite flow of gas and material, an axial outlet of the gas flow, it is proposed to provide spiral multi-pass ribs installed along ring swirls.

Основание осевого вывода потока газа может быть расположено ниже нижнего среза кольцевого завихрителя.The base of the axial outlet of the gas stream may be located below the lower cut of the annular swirler.

В предлагаемом способе сушки сыпучего материала дополнительное закручивание потока частиц материала и газа при одновременном формировании псевдоожиженого слоя посредством перемещения по заданной спиральной траектории, сформированной спиральными ребрами вихревого аппарата, под действием силы тяжести и аэродинамических сил способствует повышению эффективности способа за счет снижения выноса мелких частиц и за счет этого снижения расхода воздуха. При этом повышение закрутки потока без увеличения входных скоростей потока способствует расширению функциональных возможностей предлагаемого способа, так как обеспечивает возможность сушки материалов с низкой прочностью без их измельчения.In the proposed method of drying bulk material, additional swirling of the flow of particles of material and gas while forming a fluidized bed by moving along a predetermined spiral path formed by spiral ribs of the vortex apparatus under the action of gravity and aerodynamic forces increases the efficiency of the method by reducing the removal of small particles and due to this reduction in air consumption. Moreover, increasing the flow swirl without increasing the input flow rates helps to expand the functionality of the proposed method, as it provides the possibility of drying materials with low strength without grinding.

Снабжение предлагаемого вихревого аппарата для сушки сыпучего материала спиральными многозаходными ребрами, установленными вдоль кольцевых завихрителей, способствует повышению закрутки потока и снижению выноса мелких частиц, что ведет к повышению эффективности предлагаемого устройства при одновременном расширении его функциональных возможностей.The supply of the proposed vortex apparatus for drying bulk material with spiral multiple ribs installed along the annular swirlers helps to increase the flow swirl and reduce the removal of small particles, which leads to an increase in the efficiency of the proposed device while expanding its functionality.

Расположение основания осевого вывода потока газа ниже нижнего среза кольцевого завихрителя способствует снижению выноса мелких частиц, что ведет к повышению эффективности предлагаемого устройства.The location of the base of the axial outlet of the gas stream below the lower cut of the annular swirler helps to reduce the removal of small particles, which leads to an increase in the efficiency of the proposed device.

На чертеже приведена схема вихревого аппарата для сушки сыпучих материалов.The drawing shows a diagram of a vortex apparatus for drying bulk materials.

Вихревой аппарат для сушки сыпучего материала содержит корпус 1, установленные в корпусе 1 кольцевые завихрители 2 потока газа, спиральные многозаходные ребра 3, установленные вдоль кольцевых завихрителей 2, входной тангенциально расположенный канал 4 для спутного потока газа и материала, осевой вывод 5 потока газа, основание которого расположено ниже нижнего среза кольцевого завихрителя 2. При этом вихревой аппарат содержит бункер 6 для высушенного материала.The vortex apparatus for drying bulk material contains a housing 1, ring swirls 2 installed in the housing 1, gas flow swirls 3, spiral multi-start ribs 3 mounted along the ring swirls 2, an inlet tangentially located channel 4 for a satellite flow of gas and material, an axial outlet 5 of the gas flow which is located below the lower cut of the annular swirler 2. In this case, the vortex apparatus contains a hopper 6 for the dried material.

Вихревой аппарат для сушки сыпучего материала работает следующим образом. Материал разгоняется в спутном потоке газа и поступает в вихревой аппарат через тангенциально расположенный канал 4, образуя в вихревой камере вращающийся поток газовзвеси, из которой частицы под действием центробежных сил оседают на стенку аппарата, образуя слой. Под действием центробежных сил и силы тяжести слой движется по заданной спиральной траектории, задаваемой спиральными ребрами 3. Наличие спиральных ребер 3 не позволяет материалу сразу просыпаться вниз, в результате чего между ребрами 3 накапливается слой, который псевдоожижается, нагревается и высушивается потоком воздуха от кольцевых завихрителей 2. Высушенный материал поступает в бункер 6, а отработанный газ откачивается дымососом (на чертеже не обозначен) через осевой вывод 5 потока газа.A vortex apparatus for drying bulk material works as follows. The material accelerates in a spiral gas stream and enters the vortex apparatus through a tangentially located channel 4, forming a rotating gas suspension stream in the vortex chamber, from which particles under the action of centrifugal forces settle on the wall of the apparatus, forming a layer. Under the action of centrifugal forces and gravity, the layer moves along a given spiral path defined by spiral ribs 3. The presence of spiral ribs 3 does not allow the material to wake up immediately, as a result of which a layer accumulates between the ribs 3, which is fluidized, heated and dried by an air stream from the ring swirls 2. The dried material enters the hopper 6, and the exhaust gas is pumped out by a smoke exhauster (not indicated in the drawing) through the axial outlet 5 of the gas stream.

Таким образом, использование предлагаемых способа и устройства за счет обеспечения дополнительной закрутки потока без увеличения входных скоростей потока способствует повышению эффективности при одновременном расширении функциональных возможностей.Thus, the use of the proposed method and device by providing additional swirling flow without increasing the input flow rates contributes to increased efficiency while expanding the functionality.

Claims

1. A method of drying bulk material, including the tangential flow of bulk material in a satellite gas stream, forming a layer on the side walls of the vortex apparatus, moving the layer from top to bottom with fluidization of the material layer with a swirling gas stream, heating and evaporating moisture from the material with a swirling gas stream passing through the layer material, characterized in that the flow of particles of material and gas is additionally twisted while the formation of a fluidized bed by moving along a given spiral pipe Actoria under the influence of gravity and aerodynamic forces.

2. A vortex apparatus for drying bulk material, comprising a housing, annular gas flow swirls installed in the housing, an inlet tangentially located channel for a satellite flow of gas and material, an axial outlet of the gas flow, characterized in that it contains multi-helical spiral ribs installed along the annular swirlers.

3. The vortex apparatus according to claim 2, characterized in that the base of the axial outlet of the gas stream is located below the lower cut of the annular swirler.