BG66611B1 - Метод и скоростна сушилня за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой - Google Patents
Метод и скоростна сушилня за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой Download PDFInfo
- Publication number
- BG66611B1 BG66611B1 BG110968A BG11096811A BG66611B1 BG 66611 B1 BG66611 B1 BG 66611B1 BG 110968 A BG110968 A BG 110968A BG 11096811 A BG11096811 A BG 11096811A BG 66611 B1 BG66611 B1 BG 66611B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- gas
- housing
- dryer
- fluidized bed
- walls
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
- F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
- F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
- F26B3/092—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed agitating the fluidised bed, e.g. by vibrating or pulsating
- F26B3/0923—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed agitating the fluidised bed, e.g. by vibrating or pulsating by mechanical means, e.g. vibrated plate, stirrer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
- F26B17/24—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by shooting or throwing the materials, e.g. after which the materials are subject to impact
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретението се отнася до метод за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой и скоростна сушилня за осъществяване на метода. Методът съгласно изобретението се осъществява по такъв начин, че взаимодействието между газа и твърдия насипен материал протича при хидродинамичен режим на псевдокипящ слой, при което се създават и реализират псевдокипящи слоеве както с правоточно, така и с противоточно движение на фазовите потоци. Методът се реализира чрез скоростна сушилня съгласно изобретението, която се състои от четири неподвижно свързани конструктивни секции - входяща, работна, изходяща и носеща, като за намаляване на хидравличното съпротивление по газова фаза, вместо опорна решетка, за създаването на двуфазни псевдокипящи слоеве се използва валова система.@
Description
(54) МЕТОД И СКОРОСТНА СУШИЛНЯ ЗА СУШЕНЕ НА ТВЪРДИ НАСИПНИ МАТЕРИАЛИ С ГАЗ В ПСЕВДОКИПЯЩ СЛОЙ (57) Изобретението се отнася до метод за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой и скоростна сушилня за осъществяване на метода. Методът съгласно изобретението се осъществява по такъв начин, че взаимодействието между газа и твърдия насипен материал протича при хидродинамичен режим на псевдокипящ слой, при което се създават и реализират псевдокипящи слоеве както с правоточно, така и с противоточно движение на фазовите потоци. Методът се реализира чрез скоростна сушилня съгласно изобретението, която се състои от четири неподвижно свързани конструктивни секции - входяща, работна, изходяща и носеща, като за намаляване на хидравличното съпротивление по газова фаза, вместо опорна решетка, за създаването на двуфазни псевдокипящи слоеве се използва валова система.
претенции, 5 фигури
66611 Bl (54) МЕТОД И СКОРОСТНА СУШИЛНЯ ЗА СУШЕНЕ НА ТВЪРДИ НАСИПНИ МАТЕРИАЛИ С ГАЗ В ПСЕВДОКИПЯЩ СЛОЙ
Област на техниката
Настоящото изобретение се отнася до метод за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой и скоростна сушилня за осъществяване на метода, които могат да намерят приложение в строителството, химическата промишленост, металургията, рудодобивната промишленост, въгледобива, хранително-вкусовата и други промишлености за сушене на твърди насипни материали като пясък, варовик, въглища, руди, торове и др.
Предшестващо състояние на техниката
От литературата и практиката е известно, че за сушене на твърд насипен материал с газ найчесто използван е топлинният способ. Основните хидродинамични режими при взаимодействие в системата „газ-твърдо насипно вещество” са: в плътен слой твърд насипен материал (подвижен или неподвижен), през който и/или вън от който се движи газовата фаза; и във флуидизиран слой от двете фази пневмотранспорт и псевдокипящ слой.
Сушенето с газ в плътен слой твърд насипен материал се счита за сравнително най-ниско ефективно. По-ефективни са флуидните процеси на сушене, които намират все по-голямо практическо приложение. Интензивен и ефективен за провеждане на преносните процеси и поспециално топломасообменните процеси при сушене на влажен насипен твърд материал с горещ сух газ е пневматичния режим, но реализацията в практиката на пневмотранспорта се ограничава от високите материални и енергийни разходи при реализацията му. Близък до пневмотранспорта по ефективност е режима на псевдокипящ слой, при който енергийните и материални разходи са сравнително по-ниски. В практиката, обаче са се наложили групи конструкции, работещи в режими, които или представляват комбинация от споменатите основни режими, или по своите характеристики се доближават, но без да достигат тези на основните режими. Такива групи са: тръбните сушилни, вибросушилните, сушилните с фонтаниращ слой, вихрови сушилни и др.
От друга страна, в практиката намират все по-голямо приложение сушилните за системата «газ-твърдо насипно вещество», работещи в псевдокипящ слой.
В патент US 6189234 В1 е описана непрекъсната сушилня с псевдокипящ слой, която се състои откоритообразен корпус, затворен отгоре с капак. Дъното на корпуса е перфорирано и играе ролята на опорна решетка за създаване и поддържане на кипящия слой, през която се пропуска сушилният газ, привеждащ насипния твърд материал в псевдокипящ слой. На известна височина над дъното, в областта на псевдокипящия слой е монтиран вал с надупчени плоски лопатки, закрепени за вала с лек наклон в посоката на изтласкване на материала. Предназначението на вала е да се подпомогне преминаването на двуфазния псевдокипящ слой от вход до изход от сушилнята на сухия твърд материал чрез постоянно бавно въртене, при което се подпомага допълнително разрушаването на едрите мехури в кипящия слой и се ограничава лепенето на материала върху стените, ограждащи кипящия слой.
Известно е, че режимът на псевдокипящ слой се характеризира с висока ефективност на топломасообменните процеси, с интензивност на смесване и движение на фазите, при силна турбулизация на газовия граничен слой на границата газ-твърдо вещество, както и с голяма подвижност на целия псевдокипящ слой, наподобяващ тази при кипяща течност, в резултат на което става приблизително изравняване на параметрите на фазите.
Режимът на псевдокипящ слой в системата „газ-твърдо насипно вещество”, обаче има и определени специфики, които трябва да се отчитат в процеса на сушене. Преди всичко той се реализира в един определен интервал от скоростта на движение на газа - от точката на закипяваме на слоя твърди частици до точката на витаенето им. Ако скоростта на газа е над точката на витаене, режимът преминава в пневмотранспорт, а ако е под точката на закипяване - се отива към режим с плътен слой твърд насипен материал.
Когато за създаване на псевдокипящия слой се ползва само енергията на участващите в него фазови потоци и преди всичко тази на газовата фаза, наложително е да се използва опорна решетка за равномерното разпределяне в псевдокипящия слой на постъпващата газова фаза, за поддържане на самия псевдокипящ слой, както и за трансформиране на част от кинетичната енер2
66611 Bl гия на газовата фаза в енергия на кипящия слой.
Недостатък на използването на опорна решетка обаче е, че тя се характеризира с високо хидравлично съпротивление, което води и до общо нарастване на хидравличното съпротивление в реализирания псевдокипящ слой. Последното се дължи на процеса на трансформация на част от кинетичната енергия на газовата фаза в енергия на псевдокипящия слой, което води до енергийни загуби и пораждане на хидравлично съпротивление на опорната решетка, представляващо преобладаващата част от общото хидравлично съпротивление на псевдокипящия слой като цяло.
Друг тип използвани в практиката сушилни са тези, работещи в така наречения „вихров режим”, в които се създават топломасообменни повърхности както при псевдокипящия слой, но не може да се постигне същата степен на турбулизация на газа в газовия граничен слой.
Известна е вихрова сушилня на немската фирма HAZEMAG (В. Дуда, Цемент, Москва, Стройиздат, 1981, с.113-115), при която се внася външна енергия за привеждане в движение (разпръскване) на твърдия насипен материал. Сушилният агент са димни газове, но могат да бъдат използвани и други газообразни сушилни агенти. Вихровата сушилня е изградена от железен корпус с правоъгълно сечение, снабден отгоре със заоблен капак, а на дъното му са оформени два коритообразни жлеба, в които са разположени валове с монтирани на тях лопатки, завършващи с чукообразни издатини. Корпусът е разделен с вертикални прегради на няколко части - работни секции, като вертикалните прегради започват от капака и завършват малко над пространството на валовете. При бързо въртене на валовете, лопатките им изхвърлят нагоре в работните секции изсушавания твърд материал, а той, достигайки определена височина, в зависимост от големината на частиците, се насочва към страните на работната част и пада надолу към валовото пространство. Едновременно с изхвърлянето нагоре на твърдия материал, плътния слой от него останал на дъното, се изтласква в посока към изхода на сушилнята за отвеждането му. От първата работна секция, горещият газ навлиза във втората и следващите, през отвори оформени под вертикалните прегради помежду им, повишавайки скоростта си, тъй като сече нието на потока намалява. Твърди се, че газът навлязъл през посочените отвори в предния край на работната секция, бързо се разширява, стремейки се да запълни цялото пространство в секцията над валовете, като в края на работната секция, газът отново се сгъстява и преминава през отвор под вертикална преграда в следващата работна секция.
По наше мнение, при това движение и спонтанно разширение и сгъстяване на газа във всяка работна секция, не може да се постигне равномерно запълване на цялото работно пространство в секцията с газ, доколкото по височина би следвало да достига все по-малко количество от газа. Освен това движението на газа се затруднява от взаимодействието на възходящите и низходящи потоци на двуфазната система, при което се образуват неконтролируеми вихрообразни зони. За да се компенсира това и за да се подобри подаването на газ в горната част на работните пространства, във вертикалните прегради между работните секции са оформени допълнителни отвори. През тях също се подава горещ газ, който навлизайки през съответния допълнителен отвор се разпространява нагоре и надолу от него в работния обем на всяка работна секция, но това количество газ, което се подава през допълнителни отвори е относително много малка част от общото количество на подавания газ и не променя описаната погоре хидродинамична картина на хаотично взаимодействие между газовата и твърдата фази. Поради неравномерното разпределение на количеството придвижван газ в отделните секции, на граничния слой между газа и твърдите частици се създава различна степен на турбулизация, което влошава общата скорост на сушене. Гореописаното придвижване на газа между работните секции, неравномерното му и хаотично движение, е причина и за неравномерното движение на изхвърляния в тези работни части твърд материал, при което не се осъществява достатъчно добър контакт между газа и твърдите частици, а оттук се влошава и цялостния процес на сушене.
Въз основа на гореизложеното може да се обобщи, че основен недостатък на този тип вихрова сушилня е невъзможността в нея да се постигне висока турбулизация на газовия граничен слой.
66611 Bl
Техническа същност на изобретението
Проблем на настоящото изобретение е да се създадат метод и устройство за сушене на влажни насипни твърди материали с горещ сух газ, чрез които да се преодолее както влошаването на ефективността на сушене при вихровата сушилня, вследствие недостатъчната степен на турбулизация на газа в газовия граничен слой в работното пространство, така и високото хидравлично съпротивление на псевдокипящия слой, обусловено от необходимата за създаването и под държането му опорна решетка.
Проблемът на изобретението се решава чрез метод за сушене на твърди насипни материали с горещ сух газ, при който взаимодействието между газа и твърдия насипен материал протича при хидродинамичен режим на псевдокипящ слой, с внасяне на външна енергия за неговото създаване. За намаляване на хидравличното съпротивление по газова фаза, вместо опорна решетка се използва валова система, със закрепени за валовете лопатки с накрайници, чрез която се внася допълнителна, кинетична енергия за постигане на циркулация на твърдата фаза в псевдокипящия слой. При това, се създават и реализират псевдокипящи слоеве както с правоточно, така и с противоточно движение на фазовите потоци от газ и твърдо насипно вещество.
Методът, съгласно изобретението се осъществява чрез скоростна сушилня, която включва: корпус, състоящ се от две наклонени в различни посоки спрямо перпендикуляра към хоризонталната плоскост стени, свързани неподвижно в долната си част с правоъгълна, отворена в основите си кутия, образуваща горната част на валовото пространство; вертикални метални прегради, оформящи обемни работни пространства и сепарационно пространство вътре в корпуса на сушилнята; горен капак на корпуса; страничен капак на входящата секция на сушилнята, с канал за подаване на твърд влажен насипен материал и канал за подаване на горещ газ; страничен капак на изходящата секция на сушилнята, с канал за отвеждане на отработения газ; дъно на корпуса, с разположени в него валове с лопатки и изходящ отвор за изсушен твърд материал; и носеща конструкция на сушилнята.
Пояснение на приложените фигури
Фигура 1 - общ изглед на сушилнята;
Фигура 2 - дъно на корпуса;
Фигура 3 - вал със закрепени към него лопатки с накрайници;
Фигура 4 - надлъжен разрез на сушилнята по отношение на движението на фазовите потоци от вход към изход;
Фигура 5 - напречен разрез на сушилнята по А-А.
Детайлно описание на техническата същност на изобретението
Същността на метода и скоростната сушилня за реализирането му, съгласно изобретението се състои в това, че за намаляване на хидравличното съпротивление по газова фаза, вместо опорна решетка, за създаване на двуфазния псевдокипящ слой се използва валова система със закрепени за валовете лопатки с накрайници.
Неочаквано за специалиста в областта беше установено, че в определен интервал от скоростта на подаваната в системата газова фаза и оборотите на въртене на валовете, чрез които се внася кинетична енергия за циркулацията на твърдата фаза в слоя, е възможно да се създадат и поддържат устойчиви и ефективни по отношение на топломасообменните процеси псевдокипящи слоеве, при това реализирани, както в правоточно, така и в противоточно движение между газа и издигащите се частици от твърдата фаза в псевдокипящия слой.
За осъществяване на метода, съгласно изобретението, горещата газова фаза и твърдия насипен материал (представляващ полидисперсна система) се подават в правоток, като в зависимост от вида на изсушавания твърд материал, скоростта на подавания в сушилнята горещ газ е над точката на витаене на средния диаметър на частиците, температурата му варира от 100°С до 800°С, а изхвърлянето на твърдите частици от изсушаван материал в обемните работни пространства се осъществява от валова система, при скорост на въртене на валовете от 150 до 780 об./min.
По пътя на движение на газа и твърдия насипен материал от вход към изход в сушилнята се реализират три последователни, устойчиви и ефективни по отношение на топломасообменния процес псевдокипящи слоеве. В първия и третия от тях, газът се движи в една посока с изхвърляните от лопатките на валовете твърди частици, а във втория псевдокипящ слой, посоката на газа
66611 Bl е насрещна на движението на твърдите частици.
Методът на сушене, съгласно изобретението, се осъществява чрез скоростна сушилня, която се състои от четири неподвижно свързани конструктивни части - входяща секция, корпус (работна секция), изходяща секция и носеща секция.
Подаването на влажния насипен твърд материал във входящата секция се осъществява през правоъгълен канал 1. По-голямата стена на канала 1 е ориентирана перпендикулярно на основната посока на движение на газа и твърдия материал от вход към изход на сушилнята. Горещият сух газ постъпва във входящата секция през правоъгълен канал 2, който е отворен към корпуса на сушилнята и наклонен под ъгъл от 60° до 70° спрямо хоризонталната плоскост. Страничен капак 3 на входящата секция, свързва посочените по-горе конструктивни елементи и херметизира сушилнята от страна на подаваните в нея потоци, като връзката му с корпуса е неподвижна, по-специално - фланцова.
Корпусът на скоростната сушилня осигурява основните работни пространства за провеждането на топломасообменните процеси на сушене на влажния твърд насипен материал с горещия сух газ в режим на псевдокипящи слоеве, с използване на външна енергия за създаването и поддържането им.
Корпусът се херметизира отгоре чрез горен заоблен капак 4. Двете срещуположни стени 5 на корпуса са наклонени към хоризонталната плоскост под ъгъл от 60° до 85°, така че разстоянието между тях в горната част на корпуса да е по-голямо отколкото в долната му част, където стените 5 са неподвижно свързани, по-специално със заварка, към правоъгълна отворена при основите си кутия 6, която оформя горната част на валовото пространство. В дъното на корпуса 7 (фигура 2) са оформени два коритообразни улея с разположени в тях валове 8, задвижвани от електромотори, към които неподвижно са свързани лопатки 9, които завършват с подвижно захванати към тях и леко наклонени в посоката на движение на твърдия изсушаван материал сменяеми накрайници 10 (фигура 3). Вертикалните прегради 11а, 11b, lie и lid (фигура 4) са захванати неподвижно към стените 5 на корпуса, на еднакво разстояние една от друга и разположени шахматно по височина, така че да оформят отвори за преминаване на газа после дователно в долната и горната част на корпуса. Вертикалната преграда lie, разположена в края на корпуса, представлява неразделна част, т.е. вътрешна стена на страничния капак 12 на изходящата секция на сушилнята, както и част от стена на правоъгълен канал 15 за отвеждане от сушилнята на отработения газ.
Страничният капак 12 на изходящата секция е предназначен да херметизира задната страна на корпуса, като се свързва с него неподвижно, по-специално чрез фланцова връзка, както и да осигури разделянето и отвеждането на отработения газ и изсушения твърд насипен материал от сушилнята. Конструктивно към изходящата секция се отнасят по-горе посочените вертикална преграда Пей страничен капак 12. В края си дъното на корпуса 7 оформя правоъгълен изходящ отвор за изсушен твърд материал 13, свързан неподвижно, по-специално чрез заварка към правоъгълен канал 14 за отвеждане на изсушения твърд насипен материал. В горната част на страничния капак 12 на изходящата секция се оформя правоъгълния канал 15 за отвеждане от сушилнята на отработения газ. Задната страна на правоъгълния канал 15 е скосена навън до нивото на долния ръб на вертикална преграда 11 е, а оттук се скосява навътре под ъгъл 45° до достигане на кутията 6.
Вертикалните прегради Па, 11b, Пс и lid образуват със стените 5 на корпуса три последователни обемни работни пространства с форма на многостен, който има структура близка до тази на пресечена пирамида, като двете четириъгълни основи са отворени, двете срещуположни околни стени са трапецовидни и успоредни, а другите две срещуположни околни стени са правоъгълни и наклонени в различна посока спрямо перпендикуляра към хоризонталната ос. Така оформените обемни работни пространства са обърнати с малките си основи към валовото пространство над кутията 6, като в тях се развиват три устойчиви двуфазни псевдокипящи слоя.
В корпуса на сушилнята е оформено и едно последно - четвърто работно пространство, което се образува между стените 5, вертикалната преграда 1 Id и вертикалната преграда 11 е, разположена в страничния капак 12 на изходящата секция на сушилнята. Този последен работен обем има форма на многостен, със стуктура подобна на гореописаните обемни работни пространства,
66611 Bl обърнат е отново с малката си основа към валовото пространство и по същество представлява инерционен сепаратор на твърдите частици от двуфазната система.
Вертикалната преграда 11а започва на ниво непосредствено под горния капак 4 на корпуса и завършва на определена височина от валовото пространство, като образува със стените 5 на корпуса отвор, през който в корпуса се подават горещия газ и влажния насипен твърд материал от входящата секция.
Вертикалната преграда 11b започва от валовото пространство и е толкова висока, че площта на отвора, образуван от преградата Па, горния капак 4 на корпуса и преградата 11 с да позволява без изменение на скоростта преминаването на газа и увлечените с него малки частици твърдо вещество във второто обемно работно пространство.
Вертикалната преграда 11 с започва на ниво непосредствено под горния капак 4 на корпуса и височината и е такава, че площта образувана на нивото на долния й ръб, вертикалната преграда 11 b и стените 5 на корпуса да бъде равна на площта, образувана от долния ръб на преградата lie, стените 5 на корпуса и валовото пространство до долния край на преградата 11 d.
Вертикалната преграда 11 d започва много близко до вала, доколкото в тази част от него, съответстваща на четвъртото обемно работно пространство в корпуса, върху валовете 8 не са монтирани лопатки 9. Горният ръб на вертикалната преграда 1 Id е на нивото на горния ръб на вертикалната преграда 11Ь.
Вертикалната преграда lie, представляваща вътрешна страна на страничния капак 12 е свързана неподвижно към него чрез заваряване, по такъв начин, че същевременно се явява естествено продължение на предната страна на правоъгълния канал 15 за отвеждане от сушилнята на отработения газ.
Лопатките 9 са разположени последователно върху валовете 8, на еднакво разстояние една от друга, със странично отместване, осигуряващо разполагането им в спирала около валовете 8, като по този начин, горните ръбове на наклонените накрайници 10 образуват при движение на валовете 8 разтегната спираловидна линия.
Лопатките 9 са монтирани към валовете 8 чрез шайби, а от своя страна сменяемите накрай ници 10 са свързани към лопатките 9 подвижно чрез болтове.
Предназначението на носещата секция е да поеме и предаде на фундамента върху който се монтира сушилнята, нейната тежест и натиска от динамичния товар при работата й. Носещата секция се състои от четириъгълна рама 16 с четири опорни крака, а връзката й със сушилнята е неподвижна чрез четири заварени към дъното 7 на корпуса опорни пети 17.
Сушилнята работи в хидродинамични режими на двуфазни псевдокипящи слоеве за системата „газ-твърд материал”, като за тяхното създаване се ползва външна кинетична енергия. По пътя на движението на газа и твърдия насипен материал от вход към изход в сушилнята се реализират три последователни, устойчиви и ефективни по отношение на топломасообменния процес псевдокипящи слоеве. В първия и третия от тях, газът се движи в една посока с изхвърляните от лопатките 9 на валовете 8 твърди частици, а във втория псевдокипящ слой, посоката на газа е насрещна на движението на твърдите частици.
Сушилнята действа по следния начин.
Влажният насипен твърд материал се подава в сушилнята през правоъгълния канал 1. От канала 1, насипният твърд материал постъпва в обема между страничния капак 3 на входящата секция и вертикалната преграда 11 а, където се среща с горещия сух газ, постъпващ през правоъгълния канал 2. Поради високата скорост на движение на газа, близка до тази на витаене на твърдите частици със среден за полидисперсната система диаметър, частиците от твърдия насипен материал с по-малки размери образуват с него твърдо-газова смес, която през правоъгълния отвор на преградата 11 а преминава в първото обемно работно пространство на корпуса, образувано между стените 5 и вертикалните прегради 11а и 11b. По-едрите частици от твърдия материал падат върху долната част на канал 2 и се свличат по наклонената му стена в частта на валовото пространство, съответстваща на първото обемно работно пространство в корпуса.
Първото обемно работно пространство, има форма на многостен, със структура близка до тази на пресечена пирамида, двете срещуположни околни стени на който са трапецовидни и успоредни, а другите две срещуположни околни
66611 Bl стени са правоъгълни, еднакви и наклонени в различна посока спрямо перпендикуляра към хоризонталната ос, като последните са част от наклонените стени 5 на корпуса. Четириъгълните основи на гореописания многостен са отворени, като малката му основа е на нивото на долния ръб на вертикалната преграда 11 b, а голямата на нивото на горния ръб на същата вертикална преграда.
Твърдо-газовият поток постъпва през отвора, образуван близо до малката основа на първото обемно работно пространство със скорост на витаене на частицата със среден диаметър на твърдия насипен материал. Заедно с изхвърляните от ватовото пространство твърди частици, постъпващият твърдо-газов поток се насочва нагоре към голямата основа на обемното работно пространство, в разширяващото се нагоре сечение на което скоростта на газа намалява, поради увеличеното сечение на потока, до скоростта на закипяване на частицата със среден диаметър от твърдия насипен материал.
Валовете 8, се въртят с високи обороти - от 150 до 780 оборота/min, като от отвора между валовото пространство и малката основа на първото обемно работно пространство, в централната част на последното се изхвърля непрекъснато твърд материал от лопатките 9, монтирани на въртящите се валове 8. Издигането на изхвърления в обемното работно пространство твърд материал се подпомага и от издигащия се газ и при тяхното взаимодействие се образува устойчив псевдокипящ слой, чиято височина е различна в зависимост от вида на твърдия насипен материал, дебитите на потоците и оборотите на вала, но не надхвърля горната основа на обемното работно пространство. На определена височина, издигащите се нагоре частици от твърдия материал (според техния размер), губят своята кинетична енергия и под действие на теглото си се насочват към стените на обемното работно пространство. Тези от тях, които се свличат, триейки се по стените на обемното работно пространство, губят допълнително кинетична енергия и ако техния диаметър е над средния за полидисперсната система, падат отново във валовото пространство. Част от падащите твърди частици, които не достигат стените на обемното работно пространство и особено тези с диаметър, по-малък от средния за полидисперсната система, се обхващат от възходящ двуфазен поток в центъра на псевдокипящия слой и по този начин осигуряват циркулацията на твърдата фаза в псевдокипящия слой.
Специфичното конструктивно разположение върху валовете 8 на снабдените с наклонени накрайници 10 лопатки 9, позволява постепенното изтласкване на плътния слой изсушаван материал във валовото пространство към правоъгълния изходящ отвор 13 за отвеждане на твърдия изсушен материал.
Отделеният над първия псевдокипящ слой горещ газ, унасяйки със себе си много малки по размер частици от твърдия материал, през отвора над вертикална преграда 11Ь, преминава в следващото второ обемно работно пространство, което се образува между стените 5 на корпуса и вертикалните прегради 11b и 11с. То има същата форма като първото обемно работно пространство в корпуса. Тъй като вертикалната преграда 11b не може да бъде поставена по-ниско от горното ниво на валовото пространство, под нея се образува отвор със сечение, което пропуска много малка част от газа да проникне през валовото пространство от първото в следващото, второ обемно работно пространство. Сечението на този отвор допълнително максимално се намалява от плътния слой твърд насипен материал във валовото пространство, поради което преминалия през него газ не влияе върху структурата на образувания във второто обемно работно пространство псевдокипящ слой. Освен това увеличената скорост на газа в основата на втория псевдокипящ слой, допълнително потиска преминаването на газа между двете обемни работни пространства през валовото пространство.
Във второто обемно работно пространство, газът се движи отгоре надолу и поради триенето между него и изхвърляните нагоре твърди частици, възпрепятства в известна степен тяхното възходящо движение. Но тъй като кинетичната енергия от изхвърлянето им е много по-голяма, те преодоляват това допълнително съпротивление и пак се издигат, реализирайки неочаквано за специалиста в областта, втори устойчив псевдокипящ слой в условия на противотоково движение на фазовите потоци, макар и с по-малка височина от този, реализиран в първото обемно работно пространство на корпуса. След като твърдите частици напуснат зоната на втория псевдокипящ
66611 Bl слой, те се насочват надолу, откъдето част от тях отново се включват в циркулацията на твърдата фаза, а друга част от тях, включвайки се в образуваният от втория псевдокипящ слой твърдо-газов поток, през отвора под вертикалната преграда 11 с преминават в третото обемно работно пространство на корпуса, образувано между стените 5 и вертикалните прегради 11с и lid.
Третото обемно работно пространство има същата форма и структура, както първото обемно работно пространство, поради което движението на потоците и образувания от тях псевдокипящ слой са с еднакви характеристики с тези в първия псевдокипящ слой.
Последното, четвърто обемно работно пространство е образувано между стените 5 на корпуса и вертикалните прегради 1 Id и lie, където вертикалната преграда 11 е е част от предната стена на правоъгълния канал 15 за отвеждане от сушилнята на отработения газ. Това обемно работно пространство на практика представлява инерционен сепаратор на твърдите частици от газа, напускащи третия псевдокипящ слой. След преминаването му през отвора над преградата lid, насочващият се надолу двуфазен поток достига долния ръб на вертикалната преграда Пе, където рязко променя посоката си и през правоъгълния канал 15 се отвежда от сушилнята. При това обръщане на посоката на движение на отработения газ, по-едрите твърди частици падат, свличайки се по стените на четвъртото обемно работно пространство и скосената надолу част на канал 15, към отвора на дъното 13, към който е свързан канал 14 за отвеждане на изсушения твърд материал. В отработения газ, напускащ сушилнята през правоъгълния канал 15 остават само твърди частици с много малък диаметър.
Разположението върху валовете 8 на снабдените с наклонени накрайници 10 лопатките 9 е такова, че горните ръбове на накрайниците 10 да образуват при въртене на валовете 8 разтегната спираловидна линия, осигуряващо придвижването към изходящия отвор 13 на останалия във валовото пространство плътен слой от изсушаван твърд материал.
Носещата четириъгълна рама 16 поема тежестта на сушилнята чрез опорните пети 17, лежащи върху нея и посредством четирите крака към рамата я пренася към фундамента, върху който е монтирана сушилнята.
Предимствата на метода и скоростната сушилня, съгласно изобретението са:
- процесът на сушене в скоростната сушилня се води с максимално използване на топломасообменната повърхност на частиците и при силна турбулизация на газа в газовия граничен слой на тази повърхност, което се потвърждава от високата стойност на коефициентите на интензивност на сушилнята;
- внасянето на външна кинетична енергия чрез въртящата се валова система води до намаляване на хидравличното съпротивление по газова фаза;
- внасяната чрез валовата система кинетична енергия за циркулация на твърдата фаза в псевдокипящия слой прави възможно създаването и поддържането на устойчиви и ефективни по отношение на топломасообменните процеси псевдокипящи слоеве, при това реализирани както в правоточно, така и в противоточно движение между газа и издигащите се частици от твърдата фаза в псевдокипящия слой.
Примери за изпълнение на изобретението
Изобретението се илюстрира със следващите примери, които го поясняват без да ограничават обхвата му на закрила.
Пример 1. Изсушаване на варовик
В скоростната сушилня съгласно изобретението се подава влажен надробен варовик с плътност gb = 2600 [kg/m3] и начална влажност Св = 19.7 мас.%.
Като сушилен агент се използват димни газове с начална температура t = 720°С.
Скоростта на въртене на валовете при сушене на варовика е 520 оборота/min.
Средният диаметър на частиците на изсушавания варовик е Dcp = 3.4 mm.
Всяко едно от обемните работни пространства, в които се развива двуфазен псевдокипящ слой има обем V = 1.437 т3 или за трите обемни работни пространства на сушилнята Уобщо = 4.311 т3.
Скоростта на димните газове при малката основа (обърната към валовото пространство) на всеки обемен работен многостен на сушилнята се движи от 5 до 8 m/s, а при горната голяма основа на всеки обемен работен многостен тази скорост е от 0.8 до 2.6 m/s.
При работа на сушилнята с влажен надробен
66611 Bl варовик c горепосочените размери на частиците, скоростта на газа в долната основа на всеки обемен работен многостен е близо до точката на витаене на частиците, а при голямата основа на многостените скоростта на газа е над точката на закипяване.
На изход от сушилнята, влажността на изсушения варовик е Св = 0.97 мас.%, а количеството на изпарената от варовика влага е Миз = 780 kg/h.
Производителността на сушилнята спрямо влажния надробен варовик е Мв = 4193 kg/h.
Ефективността на работа на сушилнята се характеризира с коефициент на интензивност, който представлява количеството вода изпарена за един час от един кубичен метър от работния обем на сушилнята.
Коефициентът на интензивност на сушилнята за варовик е I =181 kg Н2О/ (m3.h)
Пример 2. Изсушаване на пясък
В скоростната сушилна съгласно изобретението се подава влажен пясък с плътност дь = 1500 [kg/m3] и начална влажност С=14.8 мас.%.
Като сушилен агент се използват димни газове с начална температура t = 690°С.
Скоростта на въртене на валовете при сушене на пясък е 440 оборота/min.
Средният диаметър на частиците на изсушавания пясък е Dcp = 3.1 mm.
Общия обем на трите обемни работни пространства на сушилнята Уобщо = 4.311 т3.
Скоростта на димните газове при малката основа (обърната към валовото пространство) на всеки обемен работен многостен на сушилнята се движи от 5 до 8 m/s, а при горната голяма основа на всеки обемен работен многостен тази скорост е от 0.8 до 2.6 m/s.
При работа на сушилнята с влажен пясък с горепосочените размери на частиците, скоростта на газа в долната основа на всеки обемен работен многостен е близо до точката на витаене на частиците, а при голямата основа на многостените скоростта на газа е над точката на закипяване.
На изход от сушилнята, влажността на изсушения пясък е С = 0.80 мас.%, а количеството
ИЗХ на изпарената от пясъка влага е Мизп = 611 kg/h. Производителността на сушилнята спрямо влажния пясък е МП = 4150 kg/h.
Коефициентът на интензивност на сушилнята за пясък е I =142 kg H2O/(m3.h).
Claims (3)
1. Метод за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой, където газовата фаза и твърдият насипен материал се подават в правоток, характеризиращ се с това, че вместо опорна решетка за създаване и поддържане на двуфазния псевдокипящ слой и в зависимост от вида на изсушавания твърд насипен материал, скоростта на подавания в сушилнята газ е над точката на витаене на средния диаметър на частиците, температурата му варира от 100°С до 800°С, а за допълнително изхвърляне на твърди частици от изсушавания материал в обемните работни пространства се използва валова система със закрепени за нея лопатки (9) с накрайници (10), при скорост на въртене на валовете (8) от 150 до 780 оборота/min, като по пътя на движение на газа и твърдия насипен материал се образуват три последователни псевдокипящи слоеве, при което в първия и третия от тях, газът се движи в една посока с изхвърляните от лопатките на валовете твърди частици, а във втория псевдокипящ слой посоката на газа е насрещна на движението на изхвърляните от лопатките на валовете твърди частици.
2. Скоростна сушилня за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой, включваща корпус, състоящ се от стени, страничен капак на вход на сушилнята, страничен капак на изход от сушилнята, горен капак на корпуса, дъно на корпуса с разположени в него валове с лопатки, канал за подаване на твърд насипен материал и канал за подаване на горещ газ, канал за отвеждане на отработен газ, изходящ отвор за изсушен твърд материал и вертикални прегради, оформящи обемни работни пространства в корпуса, характеризираща се с това, че
- двете срещуположни стени (5) на корпуса са наклонени към хоризонталната плоскост под ъгъл от 60° до 85°, така че разстоянието между тях в горната част на корпуса да е по-голямо отколкото в долната му част, където стените (5) са неподвижно свързани към правоъгълна, отворена при основите си кутия (6), оформяща горната част на валовото пространство;
- вертикалните прегради (11 а, 11 b, 11 с и 11 d) са захванати неподвижно към стените (5) на корпуса, на еднакво разстояние една от друга и разположени шахматно по височина, оформяйки отвори за преминаване на газа последователно в
66611 Bl долната и горната част на корпуса и образувайки със стените (5) на корпуса три последователни обемни работни пространства с форма на многостени, две от срещуположните околни стени, на които са трапецовидни и успоредни, другите две срещуположни околни стени са правоъгълни и наклонени в различна посока спрямо перпендикуляра към хоризонталната ос, а двете четириъгълни основи на обемните работни пространства са отворени, обърнати с малките си основи към валовото пространство, в които обемни работни пространства се развиват три псевдокипящи слоя;
- четвърто обемно работно пространство, образувано между стените (5), вертикалната преграда (lid) и вертикалната преграда (Пе), представляваща вътрешна страна на страничния капак (12), както и част от стена на правоъгълен канал за отвеждане на отработения газ (15), при което това четвърто обемно работно пространство има същата форма и структура на многостен, както на предходните обемни работни пространства в корпуса на сушилнята и представлява инерционен сепаратор на твърдите частици от двуфазната система;
- в дъното (7) на корпуса, неподвижно свързано към правоъгълна кутия (6), в оформени два коритообразни улея, са разположени два въртящи се вала (8), като върху валовете (8) са закрепени неподвижно лопатки (9), завършващи в края си със сменяеми накрайници (10), при което лопатките (9) са разположени последователно върху валовете (8) на еднакво разстояние една, със странично отместване, осигуряващо разполагането им в спирала около валовете (8).
3. Скоростна сушилня съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че вертикалните прегради (11 а, 11 b, 11 с и 11 d) са захванати за стените (5) чрез фланцови връзки или чрез жлебове.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG110968A BG66611B1 (bg) | 2011-06-13 | 2011-06-13 | Метод и скоростна сушилня за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой |
| EP12740453.1A EP2718649B1 (en) | 2011-06-13 | 2012-06-08 | Method and speed dryer for drying solid bulk materials with gas in a fluidized bed |
| RS20170979A RS56446B1 (sr) | 2011-06-13 | 2012-06-08 | Postupak i brza sušnica za sušenje rasutih materijala gasom u fluidizovanom sloju |
| PCT/BG2012/000016 WO2012171082A1 (en) | 2011-06-13 | 2012-06-08 | Method and speed dryer for drying solid bulk materials with gas in a fluidized bed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG110968A BG66611B1 (bg) | 2011-06-13 | 2011-06-13 | Метод и скоростна сушилня за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG110968A BG110968A (bg) | 2012-12-28 |
| BG66611B1 true BG66611B1 (bg) | 2017-10-16 |
Family
ID=46583803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG110968A BG66611B1 (bg) | 2011-06-13 | 2011-06-13 | Метод и скоростна сушилня за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2718649B1 (bg) |
| BG (1) | BG66611B1 (bg) |
| RS (1) | RS56446B1 (bg) |
| WO (1) | WO2012171082A1 (bg) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111174561A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-19 | 杨文耀 | 一种谷物旋转下料式烘干装置 |
| CN111174562A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-19 | 杨文耀 | 一种谷物分层式烘干装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE446469C (de) * | 1927-07-02 | Joseph Trautmann | Vorrichtung zum Trocknen, Aufbereiten oder Veredeln von feinkoernigem oder staubfoermigem Massengut | |
| NL243055A (bg) * | 1900-01-01 | |||
| DE1038485B (de) * | 1955-07-08 | 1958-09-04 | Hazemag Hartzerkleinerung | Trockner fuer mehliges, griessiges oder stueckiges Schuettgut |
| FR1325376A (fr) * | 1962-06-13 | 1963-04-26 | Ind De L Aluminium Sa | Procédé de séchage de l'hydroxyde d'aluminium |
| DK9891A (da) * | 1991-01-21 | 1992-09-15 | Techdania I S V Sven T Aaen Og | Fremgangsmaade til kontinuerlig disintegration og/eller toerring af pasta, slam, pressekage, filterkage eller lignende, isaer fibroese materialer samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden |
| DE19613968A1 (de) * | 1996-04-09 | 1997-10-16 | Krupp Foerdertechnik Gmbh | Schnelltrockner |
| US6189234B1 (en) | 1998-04-08 | 2001-02-20 | International Technology Systems, Inc. | Continuous flow fluid bed dryer |
-
2011
- 2011-06-13 BG BG110968A patent/BG66611B1/bg unknown
-
2012
- 2012-06-08 RS RS20170979A patent/RS56446B1/sr unknown
- 2012-06-08 WO PCT/BG2012/000016 patent/WO2012171082A1/en active Application Filing
- 2012-06-08 EP EP12740453.1A patent/EP2718649B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2718649A1 (en) | 2014-04-16 |
| WO2012171082A1 (en) | 2012-12-20 |
| BG110968A (bg) | 2012-12-28 |
| EP2718649B1 (en) | 2017-07-05 |
| RS56446B1 (sr) | 2018-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102288014B (zh) | 多孔滚筒式干燥器 | |
| CN101186422A (zh) | 闭式多室流化床污泥干燥方法 | |
| CN101875530A (zh) | 污泥热干化方法与装置 | |
| CN102292610A (zh) | 卧式旋转式干燥机 | |
| KR101795048B1 (ko) | 피처리물의 건조 분급기 및 건조 분급 방법 | |
| CN212842482U (zh) | 一种煤泥干燥*** | |
| BG66611B1 (bg) | Метод и скоростна сушилня за сушене на твърди насипни материали с газ в псевдокипящ слой | |
| CN202022837U (zh) | 污泥热干化装置 | |
| CN202066304U (zh) | 一种移动热风分布板式流化床干燥器 | |
| CN206001802U (zh) | 一种褐煤流化床干燥器 | |
| CN102519234A (zh) | 新型立式烘干设备 | |
| CN105819649A (zh) | 底部干燥式污泥干化装置和方法 | |
| JP5230700B2 (ja) | 横型回転式乾燥機 | |
| JP2010169324A (ja) | 横型回転式乾燥機 | |
| BG1542U1 (bg) | Скоростна сушилня за твърди насипни материали | |
| CN110345713A (zh) | 一种多功能复合式离心振动逆流固体干燥机及方法 | |
| CN204063854U (zh) | 一种闪蒸干燥机构及闪蒸干燥装置 | |
| CN206555998U (zh) | 一种脱硫锅炉 | |
| CN209428144U (zh) | 一种新型纳米粘土制备*** | |
| CN102183131B (zh) | 防爆型分级防闭塞式固体干燥*** | |
| CN202188730U (zh) | 多孔滚筒与多孔滚筒式干燥器 | |
| CN202024579U (zh) | 防爆型分级防闭塞式固体干燥*** | |
| RU2169325C1 (ru) | Установка для сушки дисперсных материалов | |
| RU2812073C1 (ru) | Установка кипящего слоя | |
| CN113587624B (zh) | 一种焊剂烘干机 |