RU2341741C1

RU2341741C1 - Spray drier with inert head

Info

Publication number: RU2341741C1
Application number: RU2007123323/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Лиди Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Елена Владимировна Духанина (RU); Елена Владимировна Духанина; Надежда Игоревна Горнушкина (RU); Надежда Игоревна Горнушкина; Дарь Олеговна Павлова (RU); Дарья Олеговна Павлова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2008-12-20

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: spray drier with inert head contains chamber with gas grid for inert objects reduced to pseudoliquated state, and multistage stop for material removal of inert objects designed as string system fixed throughout the chamber section at its inner wall. Strings of stop are mounted in horizontal planes throughout the section of conic extending part of case and rigidly fixed on its inner walls with rims. Strings can be fixed between finger contacts to form geometrically regular figures, e.g. triangles and polygons so that to provide uniform perforation and linearity of stop strength, or radiating to form conic surfaces with its apexes directed towards each other. Each rim in the centre contains disk with fixed strings. Sprayer is acoustic and contains case with in-built ultrasonic oscillator designed as nozzle and ring resonant cavity. Case is vertical linear bushing in upper part of which there is air nozzle mounted with its axis perpendicular to liquid nozzle. And case contains in-built rigid bushing with upper and lower flange plates with lower flange plate rigidly fixed in in-case groove. Bushing contains coaxial ring resonant cavity executed in the form of cup with conic surface. Cup is inserted in resonant cavity rod of diameter d. And its tail part includes locking disks designed as elastic petals connected to internal surface of bushing. Lower flange plate contains at least one nozzle mounted at the angle 20°÷40° to axis of resonator cavity. Axis of nozzle rests on circle in midsection of conic surface. Internal surface of bushing contains formed coaxial tapered and parallel holes.

EFFECT: higher drying output.

2 cl 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое и может быть применено в анилино-красочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to techniques for drying dispersed materials in a fluidized bed and can be used in aniline-colorful, food, pharmaceutical, microbiological, food, chemical and other industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка для сушки растворов, суспензий и паст в псевдоожиженном слое по а.с. СССР №371401, F26B 17/10, 1975 г., содержащая камеру с газораспределительной решеткой для размещения инертных тел, приводимых в псевдоожиженное состояние, и отбойник многоступенчатой конструкции для очистки инертных тел от материала, выполненный в виде системы струн, расположенных по всему сечению камеры и укрепленных на ее внутренних стенках (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. 371401, F26B 17/10, 1975, containing a chamber with a gas distribution grid for accommodating inert fluidized bodies, and a multi-stage chipper for cleaning inert bodies from material, made in the form of a system of strings located throughout the chamber and mounted on its inner walls (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 за счет интенсификации тепло- и массообмена путем многоступенчатой конструкции отбойника для очистки инертных тел, который выполнен в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению камеры.EFFECT: increased drying productivity due to intensification of heat and mass transfer by means of a multi-stage design of a chipper for cleaning inert bodies, which is made in the form of a system of strings located in horizontal planes over the entire cross section of the chamber.

Это достигается тем, что в распылительной сушилке с инертной насадкой, содержащей камеру с газораспределительной решеткой для размещения инертных тел, приводимых в псевдоожиженное состояние, и отбойник многоступенчатой конструкции для очистки инертных тел от материала, выполненный в виде системы струн, расположенных по всему сечению камеры и укрепленных на ее внутренних стенках, согласно изобретению струны отбойника расположены в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части корпуса и укреплены на ее внутренних стенках с помощью ободов, при этом струны могут быть закреплены между штырями с образованием геометрически правильных фигур, например треугольников и многоугольников, таким образом, чтобы обеспечивалась равномерная перфорация и линейность сопротивления отбойника, или лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов в их центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, при этом внутри корпуса, соосно ему жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки соосно ей расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20÷40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.This is achieved by the fact that in a spray dryer with an inert nozzle containing a chamber with a gas distribution grid for accommodating inert fluidized bodies, and a multi-stage chipper for cleaning inert bodies from material, made in the form of a system of strings located over the entire cross section of the chamber and reinforced on its inner walls, according to the invention, the striker strings are located in horizontal planes over the entire cross section of the conical expanding part of the body and are mounted on its inside the front walls using rims, while the strings can be fixed between the pins with the formation of geometrically regular figures, for example triangles and polygons, so that uniform perforation and linearity of the resistance of the chipper are provided, or radially, with the formation of conical surfaces directed by the vertices towards each other moreover, on each of the rims in their center a disk is attached, to which the strings are attached, and the nozzle is made acoustic and contains a housing with a generator located inside ultrasonic vibrations in the form of a nozzle and an annular volume resonator, the case being made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube for supplying air, a tube for supplying liquid is perpendicular to its axis, while the sleeve is rigidly coaxially aligned with the sleeve the upper and lower flanges, and the lower flange is rigidly fixed in the groove made in the housing, and an annular volume resonator made in the form of a cup with the surface of the cup, while the cup is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator, and in its rear part there are fixing discs made in the form of elastic petals interacting with the inner surface of the sleeve, at least one nozzle at an angle of 20 ÷ 40 ° to the axis of the resonator, while the continuation of the axis of the nozzle lies on a circle located in the middle of the conical surface, and coaxial conical and cylindrical holes are made on the inner surface of the sleeve.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой сушилки; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1; на фиг.4 - схема акустической пневматической форсунки.Figure 1 shows a diagram of the proposed dryer; figure 2 is a section along aa of figure 1; figure 3 is a section along BB of figure 1; figure 4 is a diagram of an acoustic pneumatic nozzle.

Распылительная сушилка с инертной насадкой содержит камеру, корпус которой состоит из цилиндрической части, в которой размещены газораспределительная решетка 3, инертная насадка в виде инертных тел 4, отбойник 7 многоступенчатой конструкции в виде штырей и струн 10 для очистки инертных тел, которые расположены в горизонтальных плоскостях. Штыри укреплены на внутренних стенках цилиндрической части корпуса сушилки, которая оборудована акустической пневматической форсункой 1 и газораспределительной решеткой 3 для размещения инертных тел 4, приводимых в псевдоожиженное состояние теплоносителем, подаваемым под газораспределительную решетку 3. Для интенсификации процесса очистки инертных тел 4 от высушиваемого материала предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части 2 корпуса и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободов 5 и 6. Струны 10 могут быть закреплены между штырями так, как показано на фиг.2, то есть с образованием геометрически правильных фигур, например треугольников и многоугольников, таким образом, чтобы обеспечивалась равномерная перфорация и линейность сопротивления отбойника. Струны 10 могут быть закреплены между штырями ободов 5 и 6 так, как показано на фиг.3, то есть лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов 5 и 6 в центре закреплен диск 11, к которому присоединяются струны 10. Замена инертных тел 4 производится через патрубки 8 и 9.A spray dryer with an inert nozzle contains a chamber, the housing of which consists of a cylindrical part, in which a gas distribution grid 3 is placed, an inert nozzle in the form of inert bodies 4, a chipper 7 of a multi-stage design in the form of pins and strings 10 for cleaning inert bodies that are located in horizontal planes . The pins are mounted on the inner walls of the cylindrical part of the dryer body, which is equipped with an acoustic pneumatic nozzle 1 and a gas distribution grid 3 for accommodating inert bodies 4, brought into fluidized state by the heat carrier supplied under the gas distribution grid 3. An intensifier is provided to intensify the process of cleaning inert bodies 4 from the material to be dried made in the form of a system of strings located in horizontal planes throughout the section of the conical expanding part 2 of the body CA and mounted on its inner walls using rims 5 and 6. The strings 10 can be fixed between the pins as shown in figure 2, that is, with the formation of geometrically regular shapes, such as triangles and polygons, so that uniform perforation is ensured and linearity of the resistance of the chipper. The strings 10 can be fixed between the pins of the rims 5 and 6 as shown in figure 3, that is, radially, with the formation of conical surfaces directed by the vertices to each other, and on each of the rims 5 and 6 in the center of the fixed disk 11 to which the strings are connected 10. Replacement of inert bodies 4 is carried out through nozzles 8 and 9.

Акустическая форсунка (фиг.4) содержит полый корпус 16 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 18 и кольцевого объемного резонатора 20. Корпус 16 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 22 для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка 23 для подвода жидкости. Внутри корпуса 16, соосно ему жестко закреплена втулка 29 с фланцами 17 и 21 верхним и нижним, причем нижний фланец 21 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 16. Внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 20, выполненный в виде чашки 24 с конической поверхностью 26.The acoustic nozzle (figure 4) contains a hollow body 16 with an ultrasonic oscillation generator located inside it in the form of a nozzle 18 and an annular volume resonator 20. The body 16 is made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube 22 for supplying air, perpendicular to it axis is a tube 23 for supplying fluid. Inside the housing 16, a sleeve 29 is rigidly fixed coaxially to it, with the upper and lower flanges 17 and 21, the lower flange 21 being rigidly fixed in the groove made in the housing 16. An annular volume resonator 20, made in the form of a cup 24, is located coaxially with it with a conical surface 26.

Чашка 24 запрессована на стержне диаметром d резонатора 20, а в его хвостовой части 19 расположены фиксирующие диски 27 и 28, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 29. В нижнем фланце 21 расположено, по крайней мере, одно сопло 25 под углом 20÷40° к оси резонатора 20, причем продолжение оси сопла 25 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 26. На внутренней поверхности втулки 29 выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия 30 и 31.The cup 24 is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator 20, and in its rear part 19 there are fixing discs 27 and 28 made in the form of elastic petals interacting with the inner surface of the sleeve 29. At least one nozzle 25 is located in the lower flange 21 an angle of 20 ÷ 40 ° to the axis of the resonator 20, and the continuation of the axis of the nozzle 25 lies on a circle located in the middle of the conical surface 26. Coaxial conical and cylindrical holes 30 and 31 are made on the inner surface of the sleeve 29.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:For optimal operation of the nozzle, the following ratios of its parameters must be observed:

отношение высоты hi кольцевого объемного резонатора 20 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 26 и нижней торцевой поверхностью корпуса 16 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3;the ratio of the height hi of the annular volume resonator 20 to the distance h between the upper base of the conical surface 26 and the lower end surface of the housing 16 lies in the optimal range of values: h ₁ / h = 1 ÷ 3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;the ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 24 of the resonator 20 to the diameter d _{2 of} its outer cylindrical surface lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.7 ÷ 0.9;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;the ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 24 of the resonator 20 to the diameter d of its core lies in the optimal range of values: d ₁ / d = 1 ÷ 3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.the ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 24 of the resonator 20 to the height h _{1 of the} annular volume resonator lies in the optimal range of values: d ₁ / h ₁ = 1 ÷ 2.

Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой работает следующим образом.Spray fluidized bed dryer with an inert nozzle operates as follows.

Жидкость в виде раствора (суспензии, пульпы) подают с помощью, по крайней мере, одной акустической пневматической форсунки 1 в направленные под углом к оси корпуса сушилки потоки высокотемпературного теплоносителя. Основное удаление влаги происходит над кипящим слоем, а досушку образующихся гранул осуществляют в кипящем слое, что позволяет интенсифицировать процессы тепло- и массообмена и грануляции. При этом патрубки 8 и 9, установленные в цилиндрической части корпуса камеры, могут служить для подачи влажного консистентного материала для его досушки, а также для выгрузки готового гранулированного продукта.The liquid in the form of a solution (suspension, pulp) is supplied using at least one acoustic pneumatic nozzle 1 to the high-temperature coolant flows directed at an angle to the axis of the dryer body. The main moisture removal occurs over the fluidized bed, and the drying of the granules formed is carried out in the fluidized bed, which allows to intensify the processes of heat and mass transfer and granulation. At the same time, the nozzles 8 and 9 installed in the cylindrical part of the camera body can serve to supply moist grease for its drying, as well as to unload the finished granular product.

Исходный раствор распыляется, высушивается, скалывается и уходит через крышку сушилки в систему улавливания: сначала в акустическую установку 12, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 13 и рукавный фильтр 14 с бункером 15.The initial solution is sprayed, dried, chipped and leaves through the dryer lid to a recovery system: first to the acoustic unit 12, where the fine particles are agglomerated, and then to the cyclone 13 and bag filter 14 with hopper 15.

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

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 22, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 20. В результате прохождения резонатора 20 распиливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распиливающего агента способствуют более тонкому распыливанию жидкости, подаваемой через трубку 23 в сопло 25, откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 20, 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 26 резонатора 20. В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%.A spray agent, such as air, is supplied through a tube 22, where it encounters an annular volume resonator 20. In the latter, pressure pulsations occur in the latter, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the sawing agent contribute to a finer atomization of the liquid supplied through the tube 23 to the nozzle 25, from where it falls onto a circle located in the middle of the conical surface of the resonator 20, then crushes under the influence of acoustic air vibrations into small droplets, resulting in the formation of a spray torch solution with air, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the conical surface 26 of the resonator 20. As a result of drying, fine powders of products with moisture are obtained up to a 0,8%.

Claims

1. A spray dryer with an inert nozzle, containing a chamber with a gas distribution grid for accommodating inert fluidized bodies, and a multi-stage chipper for cleaning inert bodies from material, made in the form of a system of strings located along the entire cross section of the chamber and mounted on its internal walls, characterized in that the chipper strings are located in horizontal planes over the entire section of the conical expanding part of the body and are mounted on its inner walls with rims, while the strings can be fixed between the pins with the formation of geometrically regular figures, for example triangles and polygons, so that uniform perforation and linearity of the resistance of the chipper are provided, or radially, with the formation of conical surfaces directed by the vertices to each other, and on each of the rims in their center a disk is attached to which the strings are attached, and the nozzle is made acoustic and contains a housing with an ultrasonic oscillator located inside th in the form of a nozzle and an annular volume resonator, the case being made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube for supplying air, a tube for supplying liquid is perpendicular to its axis, while the sleeve with the upper and lower flanges, and the lower flange is rigidly fixed in the groove made in the housing, and inside the sleeve coaxially located there is an annular volume resonator made in the form of a cup with a conical surface, the cup is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator, and in its rear part there are fixing discs made in the form of elastic petals interacting with the inner surface of the sleeve, and at least one nozzle is located in the lower flange at an angle of 20 ÷ 40 ° to the axis of the resonator, while the continuation of the axis of the nozzle lies on a circle located in the middle of the conical surface, and coaxial conical and cylindrical holes are made on the inner surface of the sleeve.

2. The spray dryer according to claim 1, characterized in that the ratio of the height h _{1 of the} annular volume resonator to the distance h between the upper base of the conical surface and the lower end surface of the casing lies in the optimal range of values: h ₁ / h = 1 ÷ 3; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the diameter d _{2 of} its outer cylindrical surface lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.7 ÷ 0.9; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the diameter d of its rod lies in the optimal range of values: d ₁ / d = 1 ÷ 3; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the height h _{1 of the} annular volume resonator lies in the optimal range of values: d ₁ / h ₁ = 1 ÷ 2.