RU2328673C1

RU2328673C1 - Plant for drying of solutions and suspensions in boiling layer of inertial bodies

Info

Publication number: RU2328673C1
Application number: RU2007100053/06A
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; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-10

Abstract

FIELD: procedure of dispersed materials drying.

SUBSTANCE: plant consists of drying chamber with nozzle, movable gas distributing grid in its bottom part, which is made as rotating hollow perforated cylinder, which is fixed with toothed drum, the profile of teeth of which corresponds to the shape of cylinder perforation, and in the cavity of the latter milling bodies are installed, at that in the plant additionally impingement plate is stipulated, which is made in the form of system of strings that are installed in horizontal planes along the whole cross section of conical expanding part of drying chamber, and fixed in its internal walls with the help of rims, at that strings are fixed between dowels in actinoid manner, with formation of conical surfaces that are directed to each other with their tops, at that on every rim in the centre disk is fixed, to which strings are attached, and spent dusted gases are subject to preliminary acoustic treatment in acoustic plant, optimal parameters of which for sonic treatment of medium-dispersed dust are the following: level of sound pressure of 140 dB and more, frequency of oscillating motion is 900 Hz, concentration of dust in the flow at least 2 g/m³, time of acoustic treatment is 1.5...2 sec.

EFFECT: increase of drying efficiency.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to techniques for drying dispersed materials and can be used in microbiological, food, chemical and other industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка по а.с. СССР №534624, F26B 3/12, 1964 г., содержащая сушильную камеру с подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a dryer by.with. USSR No. 534624, F26B 3/12, 1964, containing a drying chamber with a movable gas distribution grid in its lower part, made in the form of a rotating hollow perforated cylinder meshed with a gear drum, the tooth profile of which corresponds to the shape of the cylinder perforation, and in cavities of the latter are placed grinding bodies (prototype).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.The disadvantage of the prototype is the relatively low productivity of drying the final product.

Технический результат - повышение производительности сушки.The technical result is an increase in drying performance.

Это достигается тем, что в установке для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел, содержащей сушильную камеру с форсункой, подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела, при этом дополнительно предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры, и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободов, причем струны закреплены между штырями лучеобразно с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов в центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м³, время озвучивания 1,5...2 с, после чего газовый поток направляется в циклон с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре с бункером.This is achieved by the fact that in the installation for drying solutions and suspensions in a fluidized bed of inert bodies, containing a drying chamber with a nozzle, a movable gas distribution grid in its lower part, made in the form of a rotating hollow perforated cylinder meshed with a gear drum, the tooth profile of which corresponds to the shape of the perforation of the cylinder, and grinding bodies are placed in the cavity of the latter, with an additional chipper provided in the form of a system of strings located in horizontal planes speeds along the entire cross section of the conical expanding part of the drying chamber, and mounted on its inner walls with the help of rims, the strings being fixed between the pins radially with the formation of conical surfaces directed by the vertices towards each other, with a disk attached to each rim in the center strings, and exhaust dusty gases are subjected to preliminary acoustic treatment in an acoustic installation, the optimal parameters of which for sound processing of medium-fine dust are There are: sound pressure level of 140 dB or more, vibrational frequency of 900 Hz, dust concentration in the stream of at least 2 g / m ³ , scoring time 1.5 ... 2 s, after which the gas stream is sent to a cyclone with a hopper, where the bulk of the dry material carried away by the gases is released, and the final cleaning of the gases takes place in a bag filter with a hopper.

Форсунка может быть выполнена в виде акустической форсунки для распыления жидкостей, содержащей резонатор, выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя, равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.The nozzle can be made in the form of an acoustic nozzle for spraying liquids, containing a resonator made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing facing the distribution head, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole with a gap between the vertical hole in the end wall of the housing and the rod of the distribution head, and in a section perpendicular to the axis of the rod, the gap has an annular section, and the distribution head is made in the idea of a case with a cover in the form of truncated cones connected by large bases, and in the case there is a collector in the form of a cylindrical cavity, connected by an annular channel formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the cover and body of the distribution head, with at least three channels for solution exit, evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod, with a hole cut located on the horses the surface of the cap of the distribution head, the angle of which determines the root angle of the spray torch.

Резонатор может быть выполнен в виде тороидальной полости, ось которой расположена соосно стержню распределительной головки, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием с кольцевым зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки.The resonator can be made in the form of a toroidal cavity, the axis of which is located coaxially with the rod of the distribution head, and the cavity is connected by at least one calibrated hole with an annular gap between the vertical hole in the end wall of the housing and the rod of the distribution head.

Канал для выхода раствора может представлять собой радиальный кольцевой зазор, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси стержня распределительной головки, и образованный в ее крышке посредством пластины, жестко прикрепленной к стержню, перпендикулярно его оси и связанной с крышкой, по крайней мере, тремя крепежными элементами с образованием радиального кольцевого зазора.The solution exit channel may be a radial annular gap lying in a plane perpendicular to the axis of the distribution head rod and formed in its cover by means of a plate rigidly attached to the rod, perpendicular to its axis and connected to the cover by at least three fasteners with the formation of a radial annular gap.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - схема акустической пневматической форсунки.Figure 1 shows a diagram of the proposed installation; figure 2 is a section along aa of figure 1; figure 3 is a diagram of an acoustic pneumatic nozzle.

Установка содержит сушильную камеру 1, питатель 2 (форсунку), патрубки ввода 3 теплоносителя и вывода 4 газовзвеси, полый перфорированный цилиндр 5, размещенный в цилиндрической части 10 сушильной камеры 1, зубчатый барабан 6, привод 7, инертные тела 8 и мелющие тела 9.The installation comprises a drying chamber 1, a feeder 2 (nozzle), nozzles for the inlet 3 of a coolant and an outlet 4 of a gas suspension, a hollow perforated cylinder 5 located in the cylindrical part 10 of the drying chamber 1, a gear drum 6, a drive 7, inert bodies 8 and grinding bodies 9.

Для интенсификации процесса очистки инертных тел 8 от высушиваемого материала предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры 1 и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободов 11 и 12. Струны 15 могут быть закреплены между штырями 13, так как показано на фиг.3, то есть лучеобразно с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов 11 и 12 в центре закреплен диск 14, к которому присоединяются струны 15.To intensify the process of cleaning inert bodies 8 from the material to be dried, a chipper is provided, made in the form of a system of strings located in horizontal planes over the entire cross section of the conical expanding part of the drying chamber 1 and mounted on its inner walls with rims 11 and 12. The strings 15 can be fixed between the pins 13, as shown in figure 3, that is, radially with the formation of conical surfaces directed by the vertices to each other, with a disk 14 attached to each of the rims 11 and 12 in the center mu joining strings 15.

Отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке 17, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м³, время озвучивания 1,5...2 с, после чего газовый поток направляется в циклон 18 с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре 19 с бункером 20.Exhaust dusty gases are subjected to preliminary acoustic treatment in acoustic installation 17, the optimal parameters of which for sound processing of fine dust are: sound pressure level of 140 dB or more, vibrational frequency of 900 Hz, dust concentration in the stream of at least 2 g / m ³ , dubbing time 1.5 ... 2 s, after which the gas stream is sent to the cyclone 18 with a hopper, where the bulk of the dry material carried away by the gases is released, and the final cleaning of the gases takes place in a bag filter 19 from the bun Kerom 20.

Акустическая форсунка (фиг.3) содержит полый корпус 21 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями с размещенным в нем резонатором 29 и полостью 25 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 23 в коллектор 22, связанный через отверстия 24 с полостью 25, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.The acoustic nozzle (Fig. 3) contains a hollow body 21 with walls formed by a conical and end surfaces with a resonator 29 and a cavity 25 for a spraying agent entering through the nozzle 23 into the manifold 22 connected through openings 24 to the cavity 25, which is made in the form of a truncated cone with a larger and smaller base.

На полом цилиндрическом стержне 27, жестко связанным с корпусом 21, установлена распределительная головка 37 для подачи исходного раствора через штуцер 26, при этом между стержнем 27 и корпусом 21 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 25, имеется кольцевой зазор 28. Резонатор 29 выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 21, обращенной к распределительной головке 37, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 30 с зазором 28 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 21 и стержнем 27 распределительной головки 37. В сечении, перпендикулярном оси стержня 27, зазор 28 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 37 выполнена в виде корпуса 34 с крышкой 33 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 37 расположен коллектор 30 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 38, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 27 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 33 и корпусе 34 распределительной головки 37, с, по крайней мере, тремя, равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 27 каналами 32 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 32 расположен на конической поверхности крышки 33 распределительной головки 37, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.A distribution head 37 is mounted on the hollow cylindrical rod 27, rigidly connected with the housing 21, for supplying the initial solution through the nozzle 26, and there is an annular gap 28 between the rod 27 and the housing 21 from the smaller base of the truncated cone forming the cavity 25. Resonator 29 made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing 21 facing the distribution head 37, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole 30 with a gap 28 between the vertical tverstiem in the end wall body 21 and the rod 27 of the dispensing head 37. In a section perpendicular to the axis of the rod 27, the gap 28 has an annular cross section and the dispensing head 37 is formed as a housing 34 with cover 33 in the form of truncated cones, connected large bases. A manifold 30 in the form of a cylindrical cavity is located in the housing of the distribution head 37, connected by an annular channel 38 formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod 27 and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the cover 33 and the housing 34 of the distribution head 37, with at least , three channels 32 32, evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod 27, for the solution to exit. A cut of the openings of the channels 32 is located on the conical surface of the cover 33 of the distribution head 37, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray plume.

Резонатор 29 может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно стержню 27 распределительной головки 37, а его полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 30 с кольцевым зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 21 и стержнем 27 распределительной головки 37. Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 27 распределительной головки 37, и образованный в ее крышке 33 посредством пластины 31, жестко прикрепленной к стержню 27, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 33, по крайней мере, тремя крепежными элементами 39 с образованием радиального кольцевого зазора.The resonator 29 can be made in the form of a toroidal cavity (not shown), the axis of which is located coaxially with the rod 27 of the distribution head 37, and its cavity is connected by at least one calibrated hole 30 with an annular gap between the vertical hole in the end wall of the housing 21 and the rod 27 of the distribution head 37. The channel for the exit of the solution can be made in the form of a radial annular gap (not shown) lying in a plane perpendicular to the axis of the rod 27 of the distribution head 37, and formed in its roofs ke 33 by means of a plate 31, rigidly attached to the rod 27, perpendicular to its axis, and connected with the cover 33, at least three fasteners 39 with the formation of a radial annular gap.

Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел работает следующим образом.Installation for drying solutions and suspensions in a fluidized bed of inert bodies works as follows.

В сушилке достигается высокая интенсивность испарения влаги за счет тонкого распыления высушиваемого материала в сушильной камере, через которую движется сушильный агент (нагретый воздух или топочные газы). При сушке в распыленном состоянии удельная поверхность испарения становится столь большой, что процесс высушивания завершается чрезвычайно быстро (примерно за 15...30 сек).A high evaporation rate of moisture is achieved in the dryer due to fine atomization of the dried material in the drying chamber through which the drying agent (heated air or flue gases) moves. When spray drying, the specific evaporation surface becomes so large that the drying process is completed extremely quickly (in about 15 ... 30 sec).

В сушильную камеру 1 загружают необходимое количество инертных тел 8 и через патрубок 3 подают газы (теплоноситель). После разогрева установки через питатель 2 (или форсунку) подают высушиваемый материал, который наносится на инертные тела 8, высушивается на их поверхности, скалывается и в виде газовзвеси отводится через патрубок 4. В процессе сушки полый перфорированный цилиндр 5 вращается вокруг горизонтальной оси от привода 7. При помощи зубьев находящегося в зацеплении с цилиндром 5 зубчатого барабана 6 осуществляется прокапывание и очистка перфорации цилиндра 5 от налипшего материала. Попавший внутрь цилиндра 5 материал подсушивается и размалывается мелющими телами 9. Измельченный материал выносится теплоносителем через перфорацию цилиндра 5 в верхнюю часть 16 камеры 1.The required amount of inert bodies 8 is loaded into the drying chamber 1 and gases are supplied through the nozzle 3 (coolant). After heating the installation, the material to be dried is fed through the feeder 2 (or nozzle), which is applied to inert bodies 8, dried on their surface, chipped and discharged through the nozzle 4 as a gas suspension. During drying, the hollow perforated cylinder 5 rotates around a horizontal axis from the drive 7 Using the teeth of the gear drum 6, which is meshed with the cylinder 5, the sticking and cleaning of the perforation of the cylinder 5 from sticking material is carried out. Once inside the cylinder 5, the material is dried and grinded by grinding media 9. The crushed material is carried out by the coolant through the perforation of the cylinder 5 to the upper part 16 of the chamber 1.

Предлагаемая сушилка позволяет повысить надежность работы газораспределительной решетки, выполненной в виде вращающегося перфорированного цилиндра 5, благодаря непрерывной очистке ее перфорации. Равномерное распределение теплоносителя по сечению камеры 1 способствует интенсификации процессов сушки и измельчению. Выполнение мелющих тел 9 из несмачивающегося материала, например фторопласта, уменьшает налипание на них высушиваемого материала.The proposed dryer can improve the reliability of the gas distribution grill, made in the form of a rotating perforated cylinder 5, due to the continuous cleaning of its perforation. The uniform distribution of the coolant over the cross section of the chamber 1 contributes to the intensification of drying processes and grinding. The implementation of the grinding bodies 9 of non-wettable material, such as fluoroplastic, reduces the sticking of dried material on them.

Акустическая форсунка для распыления жидкостей работает следующим образом.The acoustic nozzle for spraying liquids is as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 23 в коллектор 22, связанный через отверстия 24 с полостью 25, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 25 воздух направляется в кольцевой зазор 28 между стержнем 27 и корпусом 21, где встречает на своем пути резонатор 29, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 28 посредством калиброванного отверстия 30. В результате прохождения резонатора 29 распыляющим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыляющего агента способствуют более тонкому распылению раствора, подаваемого в распределительную головку 37 через полый стержень 27, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыляющего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 29. Эта пленка 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 крышки 33 распределительной головки 37.A spraying agent, for example air, is supplied through a nozzle 23 to a manifold 22 connected through openings 24 to a cavity 25, which is made in the form of a truncated cone. From the cavity 25, air is directed into the annular gap 28 between the rod 27 and the housing 21, where it meets a resonator 29 made in the form of a spherical cavity connected to the gap 28 by means of a calibrated hole 30. As a result of the passage of the resonator 29 by a spray agent (for example, air ) in the latter, pressure pulsations arise, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. Acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer spraying of the solution supplied to the distribution head 37 through the hollow shaft 27, from which the solution is supplied in the form of a liquid film blocking the output of the spraying agent from the sound vibration generator formed by the resonator 29. This film is crushed by acoustic air vibrations into small drops, as a result of which a torch of a sprayed solution with air forms, the root angle of which is determined by the value of the angle of inclination of the conical the surface of the cover 33 of the distribution head 37.

Пневматические форсунки работают по принципу распыления жидкости высокоскоростной струей газа или пара, подаваемого под давлением 0,1...1,0 МПа. Производительность пневмофорсунок достигает 12 т/ч; они отличаются высокой универсальностью в отношении регулирования формы факела, производительности, дисперсности распыла и возможностей распыления высоковязких паст и суспензий.Pneumatic nozzles operate on the principle of spraying a liquid with a high-speed jet of gas or steam supplied under a pressure of 0.1 ... 1.0 MPa. The performance of pneumatic nozzles reaches 12 t / h; they are highly versatile in regulating the shape of the torch, productivity, dispersion of the spray and the ability to spray high viscosity pastes and suspensions.

Распылительные сушилки такого типа применяются для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов.This type of spray dryer is used to dry solutions, suspensions and pasty materials.

Claims

1. Installation for drying solutions and suspensions in a fluidized bed of inert bodies, containing a drying chamber with a nozzle, a movable gas distribution grid in its lower part, made in the form of a rotating hollow perforated cylinder meshed with a gear drum, the tooth profile of which corresponds to the shape of the cylinder perforation and in the cavity of the latter grinding bodies are located, characterized in that an additional chipper is provided, made in the form of a system of strings located in horizontal planes along this section of the conical expanding part of the drying chamber and mounted on its inner walls with the help of rims, and the strings are fixed between the pins radially, with the formation of conical surfaces directed by the vertices to each other, and on each of the rims in the center a disk is attached to which the strings are attached, and the exhaust dusty gases are subjected to preliminary acoustic treatment in an acoustic installation, the optimal parameters of which for sound processing of medium-fine dust are: s sound pressure of 140 dB or more, the frequency of the vibrational motion of 900 Hz, the concentration of dust in the stream of at least 2 g / m ^3, while the audio 1.5-2 seconds, after which the gas stream is directed into the cyclone to the hopper, wherein the base part stands out entrained gases of dry material, and the final purification of gases occurs in a bag filter with a hopper.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the nozzle is made in the form of an acoustic nozzle for spraying liquids containing a resonator made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing facing the distribution head, moreover, spherical the cavity is connected by a calibrated hole with a gap between the vertical hole in the end wall of the housing and the rod of the distribution head, and in a section perpendicular to the axis of the rod, the gap has an annular section, and the distribution The integral head is made in the form of a body with a cover in the form of truncated cones connected by large bases, and a collector in the form of a cylindrical cavity is located in the body, connected by an annular channel formed by the external cylindrical surface of the hollow rod and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the cover and the housing of the distribution head, with at least three channels for solution exit, evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod, h holes located on the conical surface of the cover of the distribution head, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray gun.

3. The installation according to claim 1, characterized in that the resonator is made in the form of a toroidal cavity, the axis of which is located coaxially with the rod of the distribution head, and the cavity is connected by at least one calibrated hole with an annular gap between the vertical hole in the end wall of the housing and the rod distribution head.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the solution outlet channel is a radial annular gap lying in a plane perpendicular to the axis of the rod of the distribution head and formed in its lid by means of a plate rigidly attached to the rod, perpendicular to its axis, and connected with a cover with at least three fasteners with the formation of a radial annular gap.