СУШИЛЬНО-СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА
DRYING AND SEPARATION PLANT

Изобретение относится к технике сушки, классификации, обогащения различных видов минерального сырья и может быть использовано в строительстве, горной, перерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известен вихревой классификатор порошковых материалов, включающий цилиндрическую прямоточную вихревую камеру с каналами ввода порошкового материала и каналами вывода крупной фракции, закручивающий аппарат с каналами ввода порошкового материала и каналами вывода крупной фракции, завихритель. (Пат. РФ №2189282, опубл. 20.09.2002 г.)
Недостатком данного технического решения является то, что классификатор обладает низкой производительностью и используется только для классификации сухого материала, сушка не предусмотрена.
Известна пневматическая сушилка дисперсных материалов, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру в виде пневмотрубы, соединенной с циклоном, устройство для выгрузки, калорифер, на входе которого установлена камера смешения, вентилятор. (Пат. РФ №2306507, опубл. 20.09.2007 г.)
Недостатком известного технического решения является низкая производительность, невозможность одновременной сушки и классификации полидисперсных материалов, содержащих крупные включения, а также высокая температура высушенного материала в бункерах.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является измельчительно-сепарационная установка, включающая вихревую измельчительно-сушильную камеру с питателем, подвижным конусом, регулирующим класс сепарации, теплогенератор, воздухораспределитель, дымосос и аспирационную систему, содержащую 2-4 ступени пылеосаждения. (Пат. РФ №2194577, опубл. 20.12.2002 г.)
Недостатками данного технического решения являются ограничение перерабатываемого материала по крупности, так как при наличии в сырье каменистых включений более 15 мм они не выводятся из сушильной камеры и накапливаются в ней в процессе работы, что приводит к завалам, снижающим стабильность работы и производительность установки, грубая классификация и высокая температура готового продукта в бункерах аспирационной системы.
Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в повышении стабильности и производительности процесса сушки, сепарации, классификации или обогащения влажного полидисперсного минерального сырья без ограничения его по крупности, снижении температуры высушенного материала.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемой сушильно-сепарационной установке, включающей вертикальную вихревую сушильную камеру с питателем для исходного сырья, теплогенератор, дымосос, систему воздушных сепараторов и бункеров готовой продукции, сушильная камера вихревой сушилки дополнительно содержит вертикальный и горизонтальный завихрители, вертикальную загрузочную трубу, связанную с питателем, размещенную в центре сушильной камеры над завихрителями, заглушенную в верхней части, с конусным распределителем материала на выходе; в нижней части сушильной камеры ниже завихрителей размещен классификатор для удаления крупной фракции, а воздушные сепараторы снабжены зигзагообразными полочными классификаторами, через которые подсасывается атмосферный воздух для охлаждения высушенного материала и его более точной классификации по бункерам аспирационной системы.
Предпочтительно, классификатор для удаления из сушилки крупной фракции выполнен в виде ломаной трубы типа зигзаг.
Предпочтительно, воздушные сепараторы снабжены полочными классификаторами.
Предпочтительно, бункеры готовой продукции снабжены регулируемыми клапанами для охлаждения и классификации высушенного материала атмосферным воздухом, попадающим в них за счет разрежения, создаваемого в бункерах дымососом.
Заявляемое техническое решение по отношению к прототипу обладает следующими существенными отличиями:
- установка дополнительно содержит вертикальный и горизонтальный завихрители;
- установка дополнительно содержит вертикальную загрузочную трубу, связанную с питателем и размещенную в центре сушильной камеры;
- загрузочная труба заглушена в верхней части и имеет конусный распределитель материала на выходе;
- в нижней части сушильной камеры ниже завихрителей размещен классификатор для удаления крупной фракции;
- воздушные сепараторы снабжены классификаторами.
Поставленная задача решается благодаря совокупности существенных отличий заявляемого технического решения и их взаимосвязи.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемому с достижением тех же результатов, не обнаружены, что позволило сделать вывод о соответствии его критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
На чертеже показана схема сушильно-сепарационной установки.
Сушильно-сепарационная установка содержит вертикальную вихревую сушильную камеру 1 с питателем 2 для дозированной подачи исходного сырья, теплогенератор 3, дымосос 12 и систему воздушных сепараторов 4, смонтированных на бункерах готовой продукции 5, снабженных регулируемыми клапанами 13 для охлаждения и классификации высушенного материала атмосферным воздухом, попадающим в них за счет разрежения, создаваемого в бункерах 5 дымососом 12. Сушильная камера вихревой сушилки дополнительно содержит вертикальный 6 и горизонтальный 7 завихрители, расход теплоносителя через которые регулируется шиберами 15, вертикальную загрузочную трубу 8, связанную с питателем 2, размещенную в центре сушильной камеры над завихрителями 6 и 7, заглушенную в верхней части, с конусным распределителем материала 9 на выходе. В нижней части сушильной камеры размещен классификатор 10 для удаления крупной фракции, предпочтительно, типа зигзаг. Воздушные сепараторы 4 снабжены классификаторами 11, предпочтительно полочными, типа зигзаг.
Сушильно-сепарационная установка работает следующим образом.
3
Влажный полидисперсный материал дозируется питателем 2 и подается им в загрузочную трубу 8, из которой благодаря конусному распределителю 9 материал равномерно распределяется по всему объему сушильной камеры 1. Сушка материала осуществляется в вихревом потоке, создаваемом вертикальным 6 и горизонтальным 7 завихрителями, горячего воздуха, поступающего в сушильную камеру из теплогенератора за счет работы дымососа 12. В сушильной камере материал находится во взвешенном состоянии, при этом каждая частичка движется отдельно от других, что приводит к обдуву частиц материала со всех сторон и уносу молекул воды (преодолению сил поверхностного натяжения) с затратами, меньшими, чем в традиционной сушилке. Удельный расход тепла в таких установках составляет 2800-3000 кДж на кг испаренной влаги при теоретически необходимом (мольная энтальпия испарения) 2259 кДж/кг влаги. При таком характере тепломассообмена частицы материала высушиваются за 0,3-0,5 сек, что обуславливает высокую напряженность сушилки по влаге, достигающую 1000 кг/м·час. Каменистые крупные частицы полидисперсного материала опускаются в воронку сушильной камеры и удаляются через классификатор 10 в приемный бункер 5. Для предотвращения просыпи мелкого материала в приемный бункер, а также для организации разделения частиц по крупности через регулируемый клапан 13 подсасывается атмосферный воздух, расход которого определяет скорость его движения в классификаторе типа зигзаг, а следовательно, и граничный размер выносимых в сушилку частиц. Высушенный материал, из которого удалены крупные каменистые включения, пневмотранспортом направляется по сушильной трубе в аспирационную систему, где происходит его классификация на полочных классификаторах 11 инерционных сепараторов 4. Обдув частиц атмосферным воздухом, поступающим через регулируемые клапаны 13, врезанные в бункеры аспирационной системы 5, позволяет не только выполнить разделение частиц по размерам на узкие классы (классификацию), но и охладить материал, что создает возможность из бункеров аспирационной системы 5 шлюзовыми питателями 16 загружать готовый продукт в полиэтиленовые мешки. Ультрадисперсные частицы высушенного материала улавливаются высокоэффективным циклоном или рукавным фильтром 14, установленным перед дымососом.
По сравнению с прототипом заявляемая сушильно-сепарационная установка позволяет эффективно сушить и классифицировать полидисперсные материалы, обладает более высокой производительностью, стабильностью, удобна в обслуживании, может найти широкое применение в различных отраслях промышленности.