SU994880A1

SU994880A1 - Method of drying dispersed and pasty materials and dryer for performing same

Info

Publication number: SU994880A1
Application number: SU813328720A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Суровцев; Валентин Гургенович Восканянц; Александра Алексеевна Березинец; Зоя Владимировна Андрейчева; Владимир Федорович Колокольчиков; Валерий Васильевич Токарев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2262
Priority date: 1981-08-04
Filing date: 1981-08-04
Publication date: 1983-02-07

Description

(54) СПОСОБ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ И ПАСТООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СУШИЛКА ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ(54) METHOD FOR DRYING DISPERSED AND PASTE MATERIALS AND DRYER FOR IMPLEMENTING IT

1one

Изобретение относитс к тепло-и массообменным процессам, а более конкретно к сушке продуктов химической, пищевой, микробиологической и др. отраслей промышленности , в частности к сушке осадков сточных вод, шламов, активного ила и т. д., особенно, когда необходимо получить продукт в гранулированном виде и уменьшить его унос с сушильным агентом.The invention relates to heat and mass transfer processes, and more specifically to drying products of the chemical, food, microbiological and other industries, in particular to drying sewage sludge, sludge, activated sludge, etc., especially when it is necessary to obtain a product in granular form and reduce its entrainment with drying agent.

Известен способ сушки дисперсных и пастообразных материалов в тонкослойных центробежных роторных сушилках, заключаюш ,ийс в нагреве продукта с помош,ью сушильного агента или греющих поверхностей в центробежном поле, создаваемом вращающимс в цилиндрическом или коническом аппарате ротором с транспортирующими и перемешивающими элементами. Этот способ реализуетс в конструкци х тонкослойных роторных, сушилок, содержащих неподВИЖ1ЫЙ обогреваемый барабан и размещенный внутри него ротор с радиально укрепленными на нем лопатками дл перемещени высушиваемого материала от загрузочного устройства к разгрузочному; к ротору прикреплены секционирующие элементы, размещенные в плоскости, перпендикул рнойA known method of drying dispersed and pasty materials in thin-layer centrifugal rotary dryers involves heating the product with help, drying agent or heating surfaces in a centrifugal field created by a rotor rotating with a transporting and mixing elements. This method is implemented in designs of thin-layer rotary dryers containing an immobile heated drum and a rotor placed inside it with blades radially fixed on it to transfer the dried material from the loading device to the unloading one; attached to the rotor sectioning elements placed in a plane perpendicular

оси ротора, и прилегающие вплотную к боковым торцам лопаток 1.the rotor axes, and adjacent closely to the lateral ends of the blades 1.

Недостатком этого способа и работающих по нему сушилок вл етс сильное истирание материала ротором в процессе сушки и большой унос образующейс при истирании мелкой фракции, а также необходимость испар ть влагу, выдел ющуюс в процессе отжима продукта, наход щегос в центробежном поле.The disadvantage of this method and the dryers working on it is the strong abrasion of the material by the rotor during the drying process and large entrainment resulting from the abrasion of the fine fraction, as well as the need to evaporate the moisture released during the pressing process of the product located in the centrifugal field.

Известна также роторна сушилка, содержаща неподвижный обогреваемый барабан с ротором внутри в виде вала с раз .мещенными снаружи по винтовой линии лопатками и расположенными между ними лопаст ми, выполненными в виде двух15 створчатых пластин 2.A rotary dryer is also known, containing a stationary heated drum with a rotor inside in the form of a shaft with blades located outside the helix and blades arranged between them, made in the form of two15 folding plates 2.

Несмотр на то, что данна сушилка вследствие дополнительного обогрева барабана и наличи лопаток и лопастей обеспечивает более интенсивный процесс сушки, она обладает всеми недостатками предыдущих .Despite the fact that this dryer due to additional heating of the drum and the presence of blades and blades provides a more intensive drying process, it has all the drawbacks of the previous ones.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс способ сушки дисперсных и пастообразных материалов, заключающийс в том, что в центробежном поле осуществл ют предварительное обезвоживание материала путем его отжима и удалени влаги , а окончательную досушку ведут также в центробежном поле при контактном нагреве с помощью греющих поверхностей или газообразным теплоносителем. Устройство дл сущки дисперсных и пастообразных материалов содержит частично обогреваемый корпус, выполненный в виде поверхности вращени с торцов закрытой крышками и имеющий патрубки дл загрузки материала и разгрузки готового продукта . Внутри корпуса соосно расположен ротор, выполненный в виде полого вала с прикрепленными к нему транспортирующими и перемешивающими элементами. На роторе имеютс также сопла дл подачи в сущилку промывной жидкости. Ротор вращаетс внутри корпуса со скоростью, обеспечивающей перемещение материала в тонком слое от загрузочного патрубка к разгрузочному . Корпус сушилки снабжен греющей рубашкой и устройством дл отвода отжатой жидкости в виде отверстий в корпусе и гидрозатвора. Отбор отжатой центробежным полем жидкости позвол ет уменьщить тепловую нагрузку на сушилку 3. Недостатком указанных способа сушки « сушилки дл его осуществлени вл етс истирание продукта ротором, в результате чего образующа с при истирании мелка фракци ухудшает товарное качество продукта и увеличивает унос продукта с парами жидкости. При осуществлении процесса сушки важно получить монодисперсный продукт в гранулированном виде. Такой продукт лучше хранитс , меньше слеживаетс , удобнее при транспортировке и перегрузке. Целью изобретени вл етс повышение качества сушки при получении гранулированного готового продукта путем подачи дополнительного теплоносител через полость вала. Цель достигаетс тем, что согласно способу сушки дисперсных и пастообразных материалов, осуществл емому путем предварительного отжима материала под воздействием центробежной силы и последующей его досущки при контактном или конвективном нагреве с сохранением в зоне сушки центробежного пол , по оси зоны досушки на ее конечном участке с помощью дополнительного ввода теплоносител создают разрежение , под действием которого возвращают часть высушенного материала в виде газовзвеси в начальный участок зоны досушки . Возврат осуществл ют в пределах, составл ющих 5-30% от общего количества высушенного материала.. Сушилка дл дисперсных и пастообразных материалов, содержаща частично обогреваемый корпус с патрубками на его загрузочном и разгрузочном концах, соосно размещенный в корпусе ротор в виде полого вала с перемешивающими и транспортирующими элементами и установленными на нем соплами, и устройство дл отвода отжатой жидкости, в полости вала со стороны разгрузочного конца корпуса установлено сопло Лавал , горловина которого сообщена с полостью корпуса, по крайней мере с помощью одного патрубка. На чертеже изображена сушилка, продольный разрез, включающа три технологические зоны А, Б. В. Сушилка содержит цилиндрический корпус 1, расположенный горизонтально с торцовыми крышками 2, через которые проходит ротор 3 с транспортирующими и перемещивающими элементами 4.. На корпусе 1 имеетс также загрузочный патрубок 5 и разгрузочный патрубок 6. В средней части корпуса 1 располагаетс влагоотделительное устройство (дл отвода отжатой жидкости), представл ющее собой перфорированный участок корпуса 1 с прикрепленной снаружи корпуса 1 рубашкой 7 дл сбора и удалени отжатой жидкости. Корпус 1 на участке между влагоотделительным устройством и разгрузочным патрубком 6 снабжен паровой рубашкой 8 со штуцерами 9 и 10 подачи пара и вывода конденсата, соответственно. Внутри корпуса 1 установлена подпорна шайба 11 дл увеличени времени пребывани материала в сушилке. Внутри ротора 3 имеетс сопло 12 Лавал . Зона разрежени сопла 12 (горловина) посредством патрубка 13 сообщаетс с зоной В сухого материала перед подпорной щайбой 11. В начале зоны Б сушки на роторе 3 имеютс сопла 14 дл опудривани влажного материала. Ротор 3 приводитс во вращение от электродвигател 15 через редуктор 16. Сушилка работает следующим образом. Внутрь вращающегос от электродвигател 15 через редуктор 16 ротора 3 подаетс газообразный теплоноситель (стрелка Г). Влажный материал загружаетс в зоне А отжима через патрубок 5. Под действием центробежной силы, создаваемой ротором 3 с установленными на нем транспортирующими и перемешивающими элементами 4, поверхностна влага отдел етс от материала , а затем удал етс через отверсти вл.агоотделительного устройства в рубашку 7 в зоне А. Влажный материал от загрузочного патрубка 5 к разгрузочному патрубку 6 перемещаетс по внутренней стенке корпуса 1 сушилки по винтовой линии. Теплоноситель , поступающий в ротор 3, проходит через сопло 12 и создает разрежение, под действием которого сухой продукт из зоны В перед подпорной шайбой 11 попатрубку 13 увлекаетс в полость вала ротора 3. Образующа с там газовзвесь через сопла 14 выводитс в зону Б досущки сразу после влагоотделительного устройства.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a method of drying dispersed and pasty materials, which consists in the fact that in the centrifugal field the preliminary dehydration of the material is carried out by pressing and removing moisture, and the final drying is also carried out in a centrifugal field during contact heating with the help of heating surfaces or gaseous coolant. The device for the substance of dispersed and pasty materials contains a partially heated body, made in the form of a surface of revolution at the ends of the closed lids and having connections for loading the material and unloading the finished product. Inside the housing there is a coaxially arranged rotor, made in the form of a hollow shaft with transporting and mixing elements attached to it. There are also nozzles on the rotor for feeding the washing liquid into the tank. The rotor rotates inside the casing at a speed that allows the material to move in a thin layer from the loading pipe to the unloading one. The dryer body is equipped with a heating jacket and a device for draining the squeezed liquid in the form of holes in the body and a hydraulic seal. Selection of the liquid pressed by the centrifugal field reduces the heat load on the dryer 3. The disadvantage of this method of drying the dryer for its implementation is product abrasion by the rotor, as a result of which the fine fraction formed during abrasion degrades the product's marketable quality and increases the entrainment of the product with liquid vapor. In the implementation of the drying process, it is important to obtain a monodisperse product in granular form. Such a product is better stored, less caking, more convenient during transport and reloading. The aim of the invention is to improve the quality of drying upon receipt of the granulated finished product by supplying additional heat transfer fluid through the shaft cavity. The goal is achieved by the fact that according to the method of drying dispersed and pasty materials, carried out by pre-pressing the material under the influence of centrifugal force and its subsequent imprinting with contact or convective heating with preservation in the drying zone of the centrifugal floor using the additional input coolant create a vacuum, under the action of which return a portion of the dried material in the form of a gas suspension in the initial part of the drying zone. The return is carried out in the range of 5-30% of the total amount of dried material .. Dryer for dispersed and pasty materials, containing a partially heated body with nozzles at its loading and unloading ends, coaxially housed in the body rotor in the form of a hollow shaft with mixing and transporting elements and nozzles mounted on it, and a device for draining the pressed liquid, a Laval nozzle is installed in the cavity of the shaft from the discharge end of the housing; its mouth is connected to the cavity w housing at least via one nozzle. The drawing shows a dryer, a longitudinal section including three technological zones A, B. B. The dryer contains a cylindrical body 1 located horizontally with end caps 2 through which the rotor 3 passes through with transporting and displacing elements 4 .. The body 1 also has a loading pipe 5 and discharge pipe 6. In the middle part of the housing 1 there is a dehumidifying device (for draining the pressed liquid), which is a perforated section of the housing 1 with 1 rub attached outside the housing shkoy 7 for collection and removal of squeezed liquid. The housing 1 in the area between the water-separating device and the discharge pipe 6 is equipped with a steam jacket 8 with fittings 9 and 10 for supplying steam and condensate, respectively. A retaining washer 11 is installed inside the housing 1 to increase the residence time of the material in the dryer. Inside the rotor 3 there is a Laval nozzle 12. The dilution zone of the nozzle 12 (throat) through the nozzle 13 communicates with the zone B of the dry material before retaining plate 11. At the beginning of the zone B of drying on the rotor 3 there are nozzles 14 for dusting the moist material. The rotor 3 is driven into rotation by the electric motor 15 through the gearbox 16. The dryer operates as follows. Gaseous coolant is supplied to the inside of the rotating motor 15 through the gearbox 16 of the rotor 3 (arrow G). The wet material is loaded in the A zone of pressing through the pipe 5. Under the action of centrifugal force generated by the rotor 3 with transporting and mixing elements 4 mounted on it, the surface moisture is separated from the material and then is removed through the opening of the separating device into the jacket 7 Zone A. The wet material from the inlet nozzle 5 to the discharge nozzle 6 is moved along the inner wall of the dryer body 1 along a helix. The coolant entering the rotor 3 passes through the nozzle 12 and creates a vacuum, under the action of which the dry product from zone B before retaining washer 11 ratchet tube 13 is carried into the cavity of the rotor shaft 3. The gas suspension formed there through nozzles 14 is brought out to bore plate B after immediately moisture separator device.

Происходит опудривание влажного материала сухим продуктом, в результате чего влажный материал приобретает сыпучие свойства и большую подвижность, происходит его укрупнение, гранулирование, снижаетс полидисперсность в результате налипани мелких фракций на более крупные. Под действием центробежного пол , создаваемого ротором 3, образующиес гранулы окатываютс и приобретают форму, близкую к шарообразной. В описанной конструкции сушилки можно проводить сушку пасты синтетических моюш,их средств (CMC), например пасты стирального порошка «Лотос. Требуетс получить гранулированный порошок с гранулометрическим составом основной фракции 300 мк, но не ниже 100 мк. Дл реализации этого услови необходимо фракцию сухого продукта с гранулометри,ческим составом менее .100 мк возвраш.ать на опудривание влажного материала. Дл этого в патрубке 13 скорость воздуха должна на 10-20% превышать скорость витани частиц. Возврашают через ротор и сопла 14 5-30% общего количества высушенного порошка.The wet material is powdered with a dry product, as a result of which the wet material acquires loose properties and greater mobility, it becomes coarse, granulates, and the polydispersity decreases as a result of sticking of small fractions to larger ones. Under the action of the centrifugal floor generated by the rotor 3, the resulting granules are rounded and acquire a shape close to spherical. In the described design of the dryer, it is possible to carry out drying of the synthetic synthetic moss paste, their means (CMC), for example, Lotus. It is required to obtain a granulated powder with a granulometric composition of the main fraction of 300 microns, but not lower than 100 microns. To realize this condition, a fraction of the dry product with a granulometry of less than .100 microns must be returned for dusting of the wet material. To do this, in air inlet 13, the air velocity must be 10–20% higher than the soaring speed of the particles. Return through the rotor and nozzles 14 5-30% of the total amount of dried powder.

Пример. Провод т опыты по сушке пасты CMC. Влажную пасту с начальной концентрацией 40% подают в сушилку диаметром 300 мм. Теплоноситель в количестве 10 кг/ч подат в ротор через сопло Лавал диаметром 2 мм. Получают сухой продукт влажностью 5% со средним диаметром частиц 259 мк.Example. Carried out experiments on drying the CMC paste. Wet paste with an initial concentration of 40% is fed into a dryer with a diameter of 300 mm. A heat carrier in the amount of 10 kg / h was fed into the rotor through a Lawal nozzle with a diameter of 2 mm. Get dry product moisture 5% with an average particle diameter of 259 microns.

Дисперсный состав сухого продукта, выгружаемого из сушилки, регулируетс изменением количества теплоносител , подаваемого в сопло, - с увеличеаием количества теплоносител укрупн етс дисперсный состав готового продукта.The dispersed composition of the dry product discharged from the dryer is controlled by changing the amount of coolant supplied to the nozzle, and the dispersed composition of the finished product increases with increasing amount of coolant.

Предлагаемый способ сушки дисперсных и пастообразных материалов, а также сушилка дл его реализации по сравнению с лучшими образцами аналогичного назначени позвол ют получить продукт в гранулированной форме монодисперсного состава, удобной при транспортировке, хранении, употреблении. Улучшаютс также услови тепло- и массообмена между греющими поверхност ми и влажным материалом, расшир етс область применени тонкослойных роторных аппаратов. Увеличиваетс выходThe proposed method of drying dispersed and pasty materials, as well as a dryer for its implementation compared to the best samples of similar purpose, allows to obtain a product in granular form of monodisperse composition, convenient for transportation, storage, use. The conditions for heat and mass transfer between heating surfaces and wet material are also improved, and the range of application of thin-layer rotary apparatuses is expanding. Exit increases

продукта вследствие уменьшени уиоса. Осуществление комбинированной сушки с отжимом и гранул цией позвол ет также сократить количество гранул торов в технологических лини х.product due to a decrease in wios. The implementation of combined drying with pressing and granulation also reduces the number of granulators in the production line.

Claims

1. Method of drying dispersed and pasty materials by preliminary

0 pressing the material under the influence of centrifugal force and its subsequent drying with contact or convective heating with preservation in the drying zone of the centrifugal floor, characterized in that, in order to improve the quality of drying upon receipt of the granulated finished product, in the final drying zone axis with the help of an additional input the heat-sieve creates a vacuum, under the action of which a part of the dried is returned

0 material in the form of gas suspension in the initial part of the drying zone.

2. A method according to claim 1, characterized in that the return is carried out in the range of 5-30% of the total amount of the dried material.

3. Dryer for disperse and paste-5 different materials, containing a partially heated body with nozzles at its loading and unloading ends, coaxially placed in the rotor case in the form of a hollow shaft with mixing and transporting elements and nozzles installed on it, and a device for draining liquid , characterized in that, in order to improve the quality of drying when supplying additional coolant through the shaft cavity, inside the latter from the side

The 5th end of the discharge end of the casing is fitted with a Lawal nozzle, the neck of which is connected to the cavity of the casing with at least one nozzle.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 606059, cl. F 26 B 11/12, 1976.

2. USSR author's certificate number 545845, cl. F 26 B 11/16, 1975.

3. US patent number 3631605, class. 34-9, published. 1972.