RU2324877C1

RU2324877C1 - Plant for drying and baking

Info

Publication number: RU2324877C1
Application number: RU2006139904/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Сергей Савельевич Кочетов (RU); Сергей Савельевич Кочетов; Сергей Сергеевич Кочетов (RU); Сергей Сергеевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-05-20

Abstract

FIELD: heating, drying.

SUBSTANCE: invention relates to the technique of drying solutions and suspensions that allows obtaining a granulated product with improved hygroscopic properties and may be used in various branches of the chemical engineering and petrochemical industry. In a plant for drying and baking that comprises piston pump for supplying initial solution, filter for separating impurities, spray drier meant for drying and granulating, for instance, catalyst from the solution, cyclone for trapping end product and forwarding it to a screw or a band end product conveyer, fan, heat generator, exhaust fan forwards flow of recycle (off-grade fines) via a filter to a Venturi scrubber where it is collected into a tank, then the pump supplies solution to the scrubber and the fan supplies drying agent via the heat generator into a baking apparatus, wherefrom a discharger discharges end product to a pneumatic conveyer cyclone by means of a pneumatic conveyer fan via a pneumatic conveyer filter into a suspension tank. Moreover, the spray drier comprises a group of spray nozzles, each of them having the form of an acoustic spray nozzle and comprising housing that contains barrel and rod with a conical flange forming an acoustic generator with a resonator, both having the form of concentric annular slots.

EFFECT: improving the drying and baking efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сушке растворов и суспензий с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и нефтехимической промышленности.The invention relates to drying solutions and suspensions to obtain a granular product having high hygroscopicity, and can be used in various fields of chemical technology and the petrochemical industry.

Наиболее близким к заявленному объекту является способ получения гранулированного хлористого кальция безводного путем подачи в барабан порошкообразной фракции продукта (мелкая фракция и порошок после дробления), частично обезвоженного продукта и раствора (Патент РФ №2093766, F26B 3/12 - прототип).Closest to the claimed object is a method for producing granular calcium chloride anhydrous by feeding the powder fraction of the product (fine fraction and powder after crushing), partially dehydrated product and solution into the drum (RF Patent No. 2093766, F26B 3/12 - prototype).

К недостаткам данного метода следует отнести прежде всего трудность управления процессом при наличии трех потоков продукта с различной влажностью: безводный порошок, частично обезвоженный кусковой продукт и раствор. Это приводит к образованию как мелкого, так и крупнокускового продукта, что, в свою очередь, уменьшает выход товарной фракции и увеличивает нагрузку на дробильное и просеивающее оборудование.The disadvantages of this method include, first of all, the difficulty of controlling the process in the presence of three product streams with different humidity: anhydrous powder, partially dehydrated lumpy product and solution. This leads to the formation of both small and large-sized product, which, in turn, reduces the yield of product fraction and increases the load on the crushing and screening equipment.

Недостатками устройства для осуществления гранулирования CaCl₂ являются значительные капзатраты, трудности управления процессом из-за большого числа входных потоков и низкая надежность процесса из-за значительных отложений в барабане, а также невысокая производительность сушки за счет недостаточной степени распыла CaCl₂.The disadvantages of the device for granulation of CaCl ₂ are significant capex, difficulty controlling the process due to the large number of input streams and low process reliability due to significant deposits in the drum, as well as low drying performance due to the insufficient degree of atomization of CaCl ₂ .

Технический результат - повышение эффективности процессов сушки и прокалки. Он достигается тем, что в установке для сушки и прокалки, содержащей плунжерный насос для подачи исходного раствора, фильтр отделения примесей, распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции, например, катализатора из раствора, циклон для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер готового продукта, вентилятор, теплогенератор, причем дымососом через фильтр поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури для сбора его в емкость и насосом осуществляется подача раствора в скруббер, а вентилятором через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат, а из него выгружатель осуществляет подачу готового продукта в циклон пневмотранспорта посредством вентилятора пневмотранспорта через фильтр пневмотранспорта в емкость для суспензии, согласно изобретению распылительная сушилка содержит блок форсунок, каждая из которых выполнена в виде акустической форсунки, состоящей из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний с резонатором, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей.The technical result is an increase in the efficiency of drying and calcining processes. It is achieved by the fact that in the installation for drying and calcination, containing a plunger pump for supplying the initial solution, an impurity separation filter, a spray dryer designed for drying and granulation, for example, a catalyst from the solution, a cyclone for collecting the finished product and sending it to the screw or the belt conveyor of the finished product, a fan, a heat generator, and with the exhaust fan through the filter, the stream of retur (non-product stuff) is sent to the Venturi scrubber to collect it into the container and the pump feeds the solution ora into the scrubber, and the drying agent is fed through the heat generator to the calcining apparatus, and from it the unloader delivers the finished product to the pneumatic conveying cyclone through the pneumatic conveying fan through the pneumatic conveying filter to the suspension tank, according to the invention, the spray dryer contains a nozzle block, each of which is made in in the form of an acoustic nozzle consisting of a housing with a glass placed inside and a rod with a conical shoulder forming an acoustic oscillation generator st with a resonator made in the form of concentric annular slots.

Резонатор форсунки может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцем стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The nozzle resonator can be configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the glass and the rod from the side of the conical surface of the shoulder, by installing between the bottom of the glass and the end of the rod from the side opposite the conical surface of the shoulder, calibrated gaskets, whose thickness corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

На фиг.1 представлена схема предложенной установки для сушки и прокалки, например, цеолитов, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.Figure 1 presents a diagram of the proposed installation for drying and calcining, for example, zeolites, figure 2 is a General view of a pneumatic acoustic nozzle.

Установка для сушки и прокалки цеолитов (фиг.1) содержит емкость 1, плунжерные насосы 2 для подачи исходного раствора, распылительную сушилку 3, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора, вентилятор 4, теплогенератор 5, циклон 6 для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер готового продукта. Дымососом 8 через фильтр 7 поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури 9 для сбора его в емкость 10 и насосом 11 осуществляется подача раствора в скруббер 9, а вентилятором 14 через теплогенератор 15 подается сушильный агент в прокалочный аппарат 13, а из него выгружатель 16 осуществляет подачу готового высушенного продукта в циклон 17 пневмотранспорта посредством вентилятора 18 пневмотранспорта через фильтр пневмотранспорта 19 в емкость 20 для суспензии. Распылительная сушилка 3 содержит блок 21 пневматических акустических форсунок (фиг.2).The installation for drying and calcination of zeolites (Fig. 1) contains a container 1, plunger pumps 2 for supplying the initial solution, a spray dryer 3 for drying and granulating the catalyst from the solution, fan 4, a heat generator 5, cyclone 6 for collecting the finished product and dispatch it to the screw or conveyor belt of the finished product. A smoke exhauster 8 through a filter 7, a stream of reture (non-marketable trifles) is sent to a Venturi scrubber 9 to collect it into a tank 10 and a pump 11 feeds the solution into a scrubber 9, and a fan 14 passes through a heat generator 15 a drying agent into the calcining apparatus 13, and from it a unloader 16 delivers the finished dried product to the pneumatic conveying cyclone 17 by means of a pneumatic conveying fan 18 through a pneumatic conveying filter 19 into a suspension tank 20. The spray dryer 3 comprises a block 21 of pneumatic acoustic nozzles (FIG. 2).

Прокалочный аппарат 13 предназначен для создания двухступенчатого температурного режима прокалки и обеспечения регламентированного времени пребывания катализатора в каждой ступени. Установка оснащена системой очистки отработанного сушильного агента, узлом дозированного питания, транспортом продукта внутри установки, бункером готового продукта и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки.The calcination apparatus 13 is designed to create a two-stage temperature regime of calcination and to ensure a regulated residence time of the catalyst in each stage. The unit is equipped with a system for cleaning the spent drying agent, a metered-feed unit, product transport inside the unit, a finished product hopper, and other units that create the necessary infrastructure for the complete unit.

В качестве распылителя используется блок 21 акустических форсунок (фиг.2), каждая из которых содержит корпус 22 с размещенным внутри стаканом 33 с кольцевым газовым каналом 23 и стержнем 31 с коническим буртиком 32, образующим генератор акустических колебаний с резонатором, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей 25 и 26. Кольцо 27 выполнено с конической поверхностью 28, связанное с корпусом 22, а распылитель 29 закреплен в корпусе 22 посредством кольца и выполнен в виде кольцевой полости 24, ограниченной цилиндрической гильзой с площадкой 30, в которой равномерно расположены отверстия 29 для подачи жидкости. Резонатор может быть выполнен также в виде, по крайней мере, одной сферической полости 37, расположенной в теле центрального стержня 31 соосно расположенного в стакане 33, соосном корпусу 22, причем сферическая полость 37 соединена калиброванным отверстием 38 с кольцевой щелью 26, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика 32, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 22 посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками 36. Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 38, образованной торцевыми плоскостями 34 стакана 33 и стержня 31 со стороны конической поверхности буртика 32, посредством установки между днищем стакана 33 и торцем стержня 31 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 32, калиброванных прокладок 35, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.As a sprayer, a block of 21 acoustic nozzles is used (Fig. 2), each of which contains a housing 22 with a cup 33 inside which has an annular gas channel 23 and a rod 31 with a conical shoulder 32 forming an acoustic oscillator with a resonator made in the form of concentric annular slots 25 and 26. The ring 27 is made with a conical surface 28 associated with the housing 22, and the atomizer 29 is fixed in the housing 22 by means of a ring and is made in the form of an annular cavity 24 bounded by a cylindrical sleeve with a pad 30, in which the holes 29 for supplying liquid are evenly spaced. The resonator can also be made in the form of at least one spherical cavity 37 located in the body of the central rod 31 coaxially located in the cup 33, the coaxial body 22, and the spherical cavity 37 is connected by a calibrated hole 38 with an annular gap 26 formed by the end planes of the cup and the rod from the side of the conical surface of the shoulder 32, and the rod is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing 22 by means of a threaded connection fixed by locknuts 36. The resonator can b, it is possible to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap 38 formed by the end planes 34 of the cup 33 and the rod 31 from the side of the conical surface of the shoulder 32, by installing between the bottom of the cup 33 and the end of the rod 31 from the side opposite to the conical surface of the shoulder 32, calibrated gaskets 35, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

Установка для сушки и прокалки работает следующим образом.Installation for drying and calcination works as follows.

Качество катализатора окончательно формируется в прокалочном аппарате 13. Использование благоприятных физико-механических свойств микросфер продукта, в частности их высокой сыпучести, при разработке аппарата 13 с кондуктивной передачей тепла катализатору позволило реализовать три необходимых условия качественного проведения процесса, чего не удавалось сделать прежде в условиях колонны с конвективным режимом прокалки: - двухступенчатый температурный режим; - регламентированное время пребывания катализатора в каждой ступени; - парогазовая среда, контактирующая с частицами катализатора.The quality of the catalyst is finally formed in the calcining apparatus 13. Using the favorable physicomechanical properties of the product microspheres, in particular their high flowability, when developing the apparatus 13 with conductive heat transfer to the catalyst, three necessary conditions for the quality of the process were realized, which could not be done before under the conditions of the column with convective calcination mode: - two-stage temperature mode; - regulated catalyst residence time in each stage; - vapor-gas medium in contact with the catalyst particles.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 23, где встречает на своем пути сферическую полость (резонатор) 37, соединенную с щелью (соплом) 25 посредством калиброванного отверстия 38. В результате прохождения резонатора распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в полость 24, из которого жидкость вытекает в виде пленки на площадку 30, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 28 кольца 27. Основные параметры, влияющие на эффективность работы такой системы распыления: полнота заполнения живого сечения сушилки 3 мелкодисперсным продуктом, например цеолитом; продолжительность контакта цеолита и теплоносителя; плотность мелкодисперсного продукта. Акустические форсунки, применяемые в установке, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м³/мин и суспензии цеолита 1,5...2,2 л/мин. Создаваемый ими факел распыла суспензии позволяет устанавливать их в сушилках диаметром до 1600 мм. Распылительная сушилка с форсуночным распылением работает в прямоточном режиме при достаточно высокой температуре теплоносителя. Высушенный порошкообразный продукт досушивается и прокаливается в парогазовой среде во вращающемся барабане. Нормированное время пребывания и апробированные регламентные технологические параметры обеспечили высокое качество цеолита. Использование отработанного тепла прокалочной ступени в качестве вторичного тепла сушильной ступени позволило сократить приблизительно на 18% тепловые затраты в установке, а двухступенчатая система пылеулавливания и санитарной пылеочистки обеспечила "жесткие" требования по нормативным пылегазовым выбросам. Установка успешно отработала более шести лет. В развитие данного производства создана установка удвоенной мощности.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows. The spraying agent, for example air, is supplied through the gas channel 23, where it encounters a spherical cavity (resonator) 37 connected to the slot (nozzle) 25 through a calibrated hole 38. As a result of the passage of the resonator by the spraying agent (for example, air) in the latter, pressure pulsations creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. Acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the solution supplied to the cavity 24, from which the liquid flows in the form of a film to the pad 30, and then crushes under the influence of acoustic vibrations of air into small droplets, resulting in the formation of a spray torch with air, the root angle which is determined by the angle of inclination of the conical surface 28 of the ring 27. The main parameters affecting the efficiency of such a spray system: completeness of filling of the living section with litter 3 finely divided product, for example zeolite; the duration of contact of the zeolite and the coolant; the density of the fine product. The acoustic nozzles used in the installation consume 0.6 ... 0.8 m ³ / min of compressed air and zeolite suspensions of 1.5 ... 2.2 l / min. The suspension spray torch they create allows them to be installed in dryers with diameters up to 1600 mm. The spray dryer with nozzle spray operates in a direct-flow mode at a sufficiently high temperature of the coolant. The dried powder product is dried and calcined in a gas-vapor medium in a rotating drum. The normalized residence time and approved regulatory technological parameters ensured the high quality of zeolite. The use of waste heat from the calcining stage as the secondary heat of the drying stage made it possible to reduce the heat costs of the installation by about 18%, and the two-stage dust collection and sanitary dust cleaning system provided “stringent” requirements for standard dust and gas emissions. The installation successfully worked for more than six years. In development of this production, a double capacity installation was created.

Техническая характеристика: производительность по исходному продукту - 770 кг/ч, по продукту после сушки 170 кг/ч, по продукту после прокалки 125 кг/ч; влажность начальная - 84%, после сушки 25%, после прокалки 0%, установленная мощность - 175 кВт.Technical characteristic: productivity on the initial product - 770 kg / h, on the product after drying 170 kg / h, on the product after calcination 125 kg / h; initial humidity - 84%, after drying 25%, after calcination 0%, installed power - 175 kW.

Claims

1. Installation for drying and calcination, comprising a plunger pump for supplying the initial solution, an impurity separation filter, a spray dryer for drying and granulating, for example, a catalyst from the solution, a cyclone for collecting the finished product and sending it to the screw conveyor or finished product , a fan, a heat generator; moreover, through a filter, the flow of reture (non-productive stuff) is sent to a Venturi scrubber through a filter to collect it into a container and the pump feeds the solution into the scrubber, and the valve the drying agent is fed through the heat generator to the calcining apparatus, and from it the unloader delivers the finished product to the pneumatic conveying cyclone through the pneumatic conveying fan through the pneumatic conveying filter to the suspension tank, characterized in that the spray dryer contains a nozzle block, each of which is made in the form of an acoustic nozzle consisting of a housing with a glass placed inside and a rod with a conical shoulder forming an acoustic oscillator with a resonator, nnyh in the form of concentric annular gaps.

2. Installation for drying and calcination according to claim 1, characterized in that the nozzle resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the cup and the rod from the side of the conical surface of the bead, by installing between the bottom of the cup and the end face of the rod from the side opposite the conical surface of the shoulder, calibrated gaskets, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.