RU2332626C1

RU2332626C1 - Installation to dry solutions and suspensions in inert bodies boiling layer

Info

Publication number: RU2332626C1
Application number: RU2007109089/06A
Authority: RU
Inventors: Борис Степанович Сажин (RU); Борис Степанович Сажин; Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; н Геворг Арутюнович Кесо (RU); Геворг Арутюнович Кесоян; Алексей Викторович Лопаков (RU); Алексей Викторович Лопаков; Марина Борисовна Сажина (RU); Марина Борисовна Сажина; Михаил Викторович Чунаев (RU); Михаил Викторович Чунаев; Елена Сергеевна Бородина (RU); Елена Сергеевна Бородина; Маргарита Алексеевна Апарушкина (RU); Маргарита Алексеевна Апарушкина; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2008-08-27

Abstract

FIELD: drying installation.

SUBSTANCE: invention is related to installations designed to dry solutions and suspensions and can be used in chemical, food and other industries. The installation to dry solutions and suspensions in the inert bodies layer incorporates a chamber with a gas distributing grate and a gas inlet duct housing a secondary heat carrier feed branch pipe with a slot nozzle fitted on the drive shaft, rotary nozzles fitted on a crossbar and in the inert bodies layer. Note that the gas distributing represents a perforated washer coupled with a perforated displacing cone, the said washer outer diameter being attached between the chamber and the gas feed duct and the said washer inner diameter being attached to the displacing cone base. The said cone houses a coaxial secondary heat carrier feed tapered branch pipe furnished with, at least, one slot nozzle arranged along the generating line and with the gap relative to the cone surface.

EFFECT: higher efficiency of drying, ruling out the sticking of dried material onto inert bodies.

2 dwg

Description

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к установкам для сушки растворов и суспензий, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to drying equipment, in particular to installations for drying solutions and suspensions, and can be used in chemical, food and other industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка для сушки растворов, суспензий и паст в кипящем слое по а.с. СССР №583358, F26В 17/10, 1976 г., содержащая камеру с газораспределительной решеткой, под которой расположен газоподводящий короб, и форсунки, размещенные в слое инертных тел, причем форсунки укреплены на траверсе, установленной на вертикальном полом приводном валу с возможностью вращения, а в газоподводящем коробе расположен патрубок (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a dryer for drying solutions, suspensions and pastes in a fluidized bed by.with. USSR No. 583358, F26В 17/10, 1976, containing a chamber with a gas distribution grill, under which a gas supply box is located, and nozzles placed in a layer of inert bodies, the nozzles mounted on a traverse mounted on a vertical hollow drive shaft to rotate, and in the gas supply duct there is a pipe (prototype).

Недостаток известных установок заключается в том, что при подаче исходного материала (раствора, суспензии) через фиксированную форсунку не удается достигнуть равномерного орошения всего слоя инертных тел, вследствие чего происходит залипание отдельных участков слоя, что вызывает неравномерность псевдоожижения и снижение производительности установок.A disadvantage of the known installations is that when supplying the source material (solution, suspension) through a fixed nozzle, it is not possible to achieve uniform irrigation of the entire layer of inert bodies, as a result of which sticking of individual sections of the layer occurs, which causes uneven fluidization and a decrease in the productivity of the installations.

Технический результат - повышение производительности установки и уменьшение налипания высушиваемого материала на инертные тела.EFFECT: increased installation productivity and reduced sticking of the dried material to inert bodies.

Это достигается тем, что в установке для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел, содержащая камеру с газораспределительной решеткой, под которой расположен газоподводящий короб, и форсунки, размещенные в слое инертных тел, причем форсунки укреплены на траверсе, установленной на вертикальном полом приводном валу с возможностью вращения, а в газоподводящем коробе расположен патрубок подвода вторичного теплоносителя со щелевым соплом, укрепленный на приводном валу, газораспределительная решетка выполнена в виде перфорированной шайбы, соединенной с перфорированным вытеснительным конусом, которая закреплена по внешнему диаметру между камерой и газоподводящим коробом, а по внутреннему диаметру соединена с основанием вытеснительного конуса, при этом промежуточной опорой вала является подшипниковая пара трения, установленная в верхней части вытеснительного конуса.This is achieved by the fact that in the installation for drying solutions and suspensions in a fluidized bed of inert bodies, it contains a chamber with a gas distribution grill, under which a gas supply box is located, and nozzles placed in a layer of inert bodies, and the nozzles are mounted on a crosshead mounted on a vertical hollow drive the shaft is rotatable, and in the gas supply duct there is a secondary coolant supply pipe with a slotted nozzle mounted on the drive shaft, the gas distribution grill is made in the form of perforations a washer connected to a perforated displacement cone, which is fixed in outer diameter between the chamber and the gas supply box, and in inner diameter is connected to the base of the displacement cone, with an intermediate shaft support being a friction bearing pair mounted in the upper part of the displacement cone.

На фиг.1 изображена установка в продольном разрезе; на фиг.2 - вариант установки с дополнительным патрубком подвода вторичного теплоносителя.Figure 1 shows the installation in longitudinal section; figure 2 - installation with an additional nozzle for supplying a secondary coolant.

Установка содержит цилиндроконическую камеру 1, снабженную в нижней части газораспределительной решеткой 2, под которой расположен газоподводящий короб 3 с патрубком 4 для подвода свежего теплоносителя. Сверху камера 1 закрыта крышкой 5, имеющей патрубок 6 для отработанного теплоносителя. На решетке 2 закреплен вытеснительный конус 7, который выполнен перфорированным с коэффициентом перфорации, большим, чем у газораспределительной решетки 2, которая выполнена в виде перфорированной шайбы, закрепленной по внешнему диаметру между камерой 1 и газоподводящим коробом 3, а по внутреннему диаметру соединена с основанием вытеснительного конуса 7.The installation comprises a cylinder-conical chamber 1, equipped in the lower part with a gas distribution grill 2, under which a gas supply box 3 with a pipe 4 is located for supplying fresh coolant. On top of the chamber 1 is closed by a cover 5, having a pipe 6 for waste heat carrier. A displacement cone 7 is fixed on the grill 2, which is made perforated with a perforation coefficient greater than that of the gas distribution grill 2, which is made in the form of a perforated washer, fixed by the outer diameter between the chamber 1 and the gas supply duct 3, and connected by the inner diameter to the base of the displacer cone 7.

По оси установки размещен полый приводной вал 8, который с помощью сальникового устройства 9 соединен с камерой 10 подвода исходного материала. На валу 8 укреплена траверса 11, на которой при помощи вертикальных трубок 12 установлены форсунки 13, прикрепленные к трубкам либо непосредственно, либо с помощью угольника, причем форсунки 13 можно расположить как в слое инертных тел, так и над слоем за счет перемещения траверсы 11 в вертикальном направлении.A hollow drive shaft 8 is placed along the installation axis, which is connected to the chamber 10 for supplying the source material using the stuffing box 9. A traverse 11 is mounted on the shaft 8, on which nozzles 13 are mounted using vertical tubes 12, attached to the tubes either directly or using a square, and nozzles 13 can be placed both in a layer of inert bodies and above the layer by moving the traverse 11 in vertical direction.

К нижней части вала 8 (фиг.1) жестко прикреплен стакан 17, который через сальник 18 выведен из газоподводящего короба 3. При этом сальник 18 являйся нижней опорой вала 8. Сальником 19 стакан 17 соединен с подводящим трубопроводом 20 вторичного теплоносителя. Промежуточной опорой вала 8 является подшипниковая пара трения 24, установленная в верхней части вытеснительного конуса 7. К стакану 17 в месте его соединения с валом 8, перпендикулярно его оси, подсоединен патрубок 14 подвода вторичного теплоносителя, имеющий по верхней образующей щелевое сопло 15, размещенное под газораспределительной решеткой 2 с зазором 0,5...1,0 мм. Вся система, состоящая из вала 8, траверсы 11, стакана 17 и патрубка 14, вращается в подшипниковом узле 21 и через пару конических зубчатых колес 22 и 23 соединена с приводом переменного числа оборотов (на чертежах не показан).A cup 17 is rigidly attached to the lower part of the shaft 8 (Fig. 1), which, through the gland 18, is removed from the gas supply duct 3. At the same time, the gland 18 is the lower support of the shaft 8. The gland 19 is connected to the supply pipe 20 of the secondary coolant. An intermediate support of the shaft 8 is a friction bearing pair 24 installed in the upper part of the displacement cone 7. To the nozzle 17 in the place of its connection with the shaft 8, perpendicular to its axis, a secondary coolant supply pipe 14 is connected, having a slotted nozzle 15 located at the upper gas distribution grill 2 with a gap of 0.5 ... 1.0 mm. The entire system, consisting of a shaft 8, a yoke 11, a cup 17 and a nozzle 14, rotates in the bearing assembly 21 and is connected to a variable speed drive (not shown) in a pair of bevel gears 22 and 23.

На фиг.2 приведен вариант предложенной установки с реализацией подвода вторичного теплоносителя в перфорированный вытеснительный конус 7. Для этого внутри вытеснительного конуса 7 и соосно ему установлен конический патрубок 16, нижнее основание которого соединено со стаканом 17, а вершина с концом вала 8, выходящим из промежуточной опоры 24. Конический патрубок 16 подвода вторичного теплоносителя имеет по образующей, по крайней мере, одно щелевое сопло 25, размещенное с зазором 0,75...1,5 мм относительно перфорированной поверхности вытеснительного конуса 7.Figure 2 shows a variant of the proposed installation with the implementation of the supply of the secondary coolant in the perforated displacement cone 7. For this, inside the displacement cone 7 and coaxially mounted conical pipe 16, the lower base of which is connected to the glass 17, and the top with the end of the shaft 8, coming out intermediate support 24. The conical pipe 16 for supplying the secondary coolant has at least one slotted nozzle 25 along the generatrix, which is placed with a gap of 0.75 ... 1.5 mm relative to the perforated surface of the displacer about cone 7.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Камера 1 заполняется инертными телами. Через патрубок 4 в газоподводящий короб 3 подают основную часть свежего теплоносителя, откуда последний через газораспределительную решетку 2, выполненную в виде перфорированной шайбы, соединенной с перфорированным вытеснительным конусом 7, попадает в камеру 1 и создает кольцевой кипящий слой инертных тел. Исходный материал из камеры 10 через полый вал 8 подают к форсункам 13 для распыления в слой инертных тел или, при необходимости, на зеркало кипящего слоя. Благодаря вращению траверсы 11 происходит равномерное орошение всего слоя. Синхронно с форсунками 13 вращаются и патрубки 14 и 16, в которые через трубопровод 20 и стакан 17 подводят вторичный теплоноситель с температурой более высокой, чем у основной части свежего теплоносителя. Проходя через сопла 15 и 25 и отверстия газораспределительной решетки 2, поток вторичного теплоносителя создает в слое инертных тел зону локального фонтанирования. Благодаря высокой температуре и большой относительной скорости теплоносителя и инертных тел процесс тепло- и массообмена в этой зоне идет весьма интенсивно, что приводит к почти мгновенной сушке пленки исходного материала на поверхности инертных тел. В остальной массе слоя в это время происходит досушка материала и отделение высушенного материала от инертных тел вследствие их соударений.Chamber 1 is filled with inert bodies. The main part of the fresh coolant is fed through the pipe 4 to the gas supply box 3, from where the latter passes through the gas distribution grid 2, made in the form of a perforated washer connected to the perforated displacement cone 7, into the chamber 1 and creates an annular fluidized bed of inert bodies. The source material from the chamber 10 through the hollow shaft 8 is fed to the nozzles 13 for spraying into a layer of inert bodies or, if necessary, on a mirror of a fluidized bed. Due to the rotation of the beam 11, uniform irrigation of the entire layer occurs. In parallel with the nozzles 13, the nozzles 14 and 16 also rotate, into which a secondary coolant with a temperature higher than that of the main part of the fresh coolant is supplied through the pipe 20 and the cup 17. Passing through the nozzles 15 and 25 and the openings of the gas distribution grid 2, the flow of the secondary coolant creates a zone of local gushing in the layer of inert bodies. Due to the high temperature and high relative velocity of the coolant and inert bodies, the process of heat and mass transfer in this zone is very intense, which leads to an almost instantaneous drying of the film of the starting material on the surface of inert bodies. In the remaining mass of the layer at this time, the material is dried and the dried material is separated from inert bodies due to their collisions.

Предлагаемая установка обеспечивает более полное орошение слоя инертных тел, а также его перемешивание. Кроме того, подвод дополнительного вторичного теплоносителя создает зону локального фонтанирования, что не только предотвращает залипание слоя в месте орошения исходным материалом, но и способствует более эффективному протеканию процессов тепло- и массообмена в этой зоне. Все это приводит к увеличению удельной производительности установки, а также позволяет повысить гидродинамическую устойчивость режима кипящего слояThe proposed installation provides a more complete irrigation of a layer of inert bodies, as well as its mixing. In addition, the supply of an additional secondary coolant creates a zone of local gushing, which not only prevents the layer from sticking at the irrigation site with the source material, but also contributes to a more efficient flow of heat and mass transfer in this zone. All this leads to an increase in the specific productivity of the installation, and also allows to increase the hydrodynamic stability of the fluidized bed regime

Claims

Installation for drying solutions and suspensions in a fluidized bed of inert bodies, containing a chamber with a gas distribution grill, under which a gas supply box is located, and nozzles placed in a layer of inert bodies, the nozzles mounted on a crosshead mounted on a vertical hollow drive shaft to rotate, and in the gas supply duct there is a secondary coolant supply pipe with a slotted nozzle mounted on the drive shaft, and the gas distribution grill is made in the form of a perforated washer, connected connected to the base of the displacement cone, characterized in that, inside the perforated displacement cone of the gas distribution grill, coaxially mounted, there is a conical nozzle for supplying the secondary coolant, which has along the generatrix, at least one slotted nozzle placed with a gap of 0.75 ... 1.5 mm relative to the perforated surface of the displacing nusa, while the lower base of the nozzle is connected to the glass, and the top with the end of the shaft extending from the intermediate support, and the intermediate bearing of the shaft is a friction bearing pair installed in the upper part of the displacement cone.