СПОСОБ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С РЕГЕНЕРАЦИЕЙ СУШИЛЬНОГО АГЕНТА В ТРУБЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТРАТИФИКАЦИИ
METHOD OF CONVECTIVE DRYING OF CERAMIC PRODUCTS WITH REGENERATION OF DRYING AGENT IN TUBE BY GASODYNAMIC TEMPERATURE STRATIFICATION

Изобретение относится к технологическим процессам сушки керамических изделий.
Известно, что технологический цикл сушки реализуется в основном в сушильных установках конвективного типа и отличается длительностью и энергоемкостью, что связано с необходимостью обеспечения равномерного объемного прогрева и обезвоживания, а также исключения появления в изделиях микротрещин и сколов. Кроме того, до 70% тепловой энергии в сушильных установках конвективного типа теряется с отработанным сушильным агентом.
Известен способ (см. патент РФ №2244227), включающий подачу теплоносителя, например горячего воздуха, в камеру навстречу объекту сушки и отвод отработавшего теплоносителя с последующей его рециркуляцией в определенную зону сушильной камеры или в камеру смешения и подачу в теплоноситель водяного пара для регулирования давления паров воды в теплоносителе. Недостатком данного способа является то, что использование водяного пара провоцирует коррозию стенок устройства, что ведет к снижению срока эксплуатации устройства. Кроме того для подготовки водяного пара требуются значительные энергозатраты, что снижает энергоэффективность технологического процесса сушки.
Известен способ температурной стратификации в сверхзвуковом дисперсном потоке (см. патент РФ №2334178), заключающийся в том, что сверхзвуковая труба температурной стратификации содержит разделительную камеру, внешний дозвуковой канал, внутренний сверхзвуковой канал, выходной патрубок сверхзвукового канала, сверхзвуковой диффузор, выходной патрубок дозвукового канала, сверхзвуковое сопло, устройство для закрутки сверхзвукового дисперсного потока в сверхзвуковом канале. Использование способа позволяет увеличивать тепловой поток между дозвуковым и сверхзвуковым дисперсными потоками и повышать эффективность способа температурной стратификации.
Наиболее близким техническим решением является способ (см. патент РФ №2187770), включающий контактирование сушильного агента с высушиваемым материалом, отделение влаги из отработанного сушильного агента, его нагрев до температуры сушки и последующую рециркуляцию. Отделение влаги из отработанного сушильного агента осуществляют путем непосредственного его контакта с жидким поглотителем, температуру которого регулируют изменением расхода последнего в зависимости от количества отработанного сушильного агента и его влажности, после чего производят дополнительное его осушение прокачиванием его через регенеративный теплообменник, выполненный в виде тепловой трубы, а затем через регенеративный теплообменник, выполненный в виде теплового насоса. Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и длительность цикла регенерации отработанного сушильного агента.
Общим признаком прототипа и предлагаемого способа является контактирование сушильного агента с высушиваемым материалом, отделение влаги из отработанного сушильного агента и последующая рециркуляция сушильного агента.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение энергетической эффективности процесса сушки за счет регенерации отработанного сушильного агента в трубе газодинамической температурной стратификации.
Технический результат достигается тем, что сушильный агент подают в сушильную камеру навстречу объекту сушки, затем осушают и вновь подают в сушильную камеру,
Особенностью является то, что осушение сушильного агента осуществляют в трубе газодинамической температурной стратификации.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, на которых изображена технологическая схема сушки с регенерацией сушильного агента в трубе газодинамической температурной стратификации (фиг.1) и устройство трубы газодинамической температурной стратификации (фиг.2).
Предлагаемый способ заключается в том, что отработанный сушильный агент (ОСА) из сушильной камеры 1 подают в разделительную камеру 2 трубы 3 газодинамической температурной стратификации, где он разделяется на два потока, которые направляются во внешний дозвуковой канал 4 и внутренний сверхзвуковой канал 5, где происходит его осушение и нагрев, центрами конденсации являются дисперсные частицы, поданные навстречу потоку сушильного агента (СА). Далее сушильный агент во внутреннем сверхзвуковом канале 5 проходит через сверхзвуковой диффузор 6 и направляется в выходной патрубок 7 внутреннего сверхзвукового канала 5. В свою очередь, дозвуковой дисперсный поток, проходя через внешний дозвуковой канал 4, направляется к выходному патрубку внешнего дозвукового канала 8. При этом дисперсный поток, проходящий через сверхзвуковое сопло 9, приобретает скорость, превышающую скорость звука. Далее сверхзвуковой дисперсный поток закручивается, проходя устройство 10 для закрутки сверхзвукового дисперсного потока, расположенное во внутреннем сверхзвуковом канале 5. В закрученном дисперсном сверхзвуковом потоке дисперсные частицы под воздействием центробежных сил инерциально выпадают на стенку внутреннего сверхзвукового канала 5. Осушенный сушильный агент (ОСА) отбирают из внутреннего сверхзвукового канала 5 трубы 3 газодинамической температурной стратификации, пропускают через пылезолоуловитель 11, где задерживают влажную дисперсную фазу. Регенерированный таким образом сушильный агент (РСА) через устройство 12 подготовки и раздачи сушильного агента по зонам сушильной камеры 1 возвращают в сушильную камеру 1.