ВИХРЕВАЯ РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛКА С ИНЕРТНОЙ НАСАДКОЙ
VORTICAL SPRAY DRYER WITH INERTIAL NOZZLE

Изобретение относится к распылительной сушилке дисперсных материалов в металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известна распылительная сушилка по патенту РФ №2328674, F26B 17/10, содержащая камеру цилиндрической формы с хордально размещенными соплами для подачи теплоносителя, оси которых расположены по касательной к мнимой окружности, и распылитель, установленный по оси камеры (прототип). Данная сушилка является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.
Недостатком известной распылительной сушилки является возможность налипания материала на стенки камеры, неэкономичность и низкое качество сушки.
Технический результат - повышение экономичности и качества сушки путем предотвращения налипания материала на стенки камеры.
Это достигается тем, что в вихревой распылительной сушилке, содержащей сушильную камеру цилиндрической формы с хордально размещенными соплами для подачи теплоносителя, оси которых расположены по касательной к мнимой окружности, и распылитель, установленный по оси камеры, причем сушильная камера выполнена в виде двух последовательно соединенных цилиндров разного диаметра, меньший из которых составляет 1,0…1,5 диаметра вышеуказанной мнимой окружности, в сушилке предусмотрены, по крайней мере, два щелевых сопла, расположенные на внутренней стенке большого цилиндра, причем сопла расположены в коллекторе, соединены посредством трубопроводов с коллектором для подачи нагретых газов и направлены по касательной к окружности большого цилиндра в точке контакта коллектора с внутренней стенкой большого цилиндра, причем в большом цилиндре сушилки предусмотрены две перфорированные решетки, между которыми расположена инертная насадка, а решетки расположены соответственно сверху и снизу коллекторов с щелевыми соплами, при этом система отсоса выполнена с перфорированным козырьком, согласно изобретению форма инертной насадки выполнена в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях которого выполнена винтовая нарезка в противоположных направлениях, или в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы, или в виде кольца, на внешней поверхности которого выполнена винтовая поверхность по типу пластинчатого шнека, или в виде, по крайней мере, трехлопастного пропеллера.
На фиг. 1 изображена вихревая распылительная сушилка с инертной насадкой; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3-6 - схемы выполнения инертной насадки 12.
Вихревая распылительная сушилка с инертной насадкой содержит сушильную камеру в виде большого цилиндра 2, малый цилиндр 1, коллектор 3 для нагрева газов, сопла 4 для подачи теплоносителя, распылитель 5 в виде пневматической форсунки, систему 6 отсоса и узел 7 выгрузки. Для интенсификации вихревой подачи теплоносителя и предотвращения налипания материала на стенки большого цилиндра 2 в сушилке предусмотрены, по крайней мере, два щелевых сопла 10, расположенные на внутренней стенке большого цилиндра 2. Сопла 10 расположены в коллекторах 9, соединенных посредством трубопроводов 8 с коллектором 3 для подачи нагретых газов. Сопла 10 направлены по касательной к окружности большого цилиндра 2 в точке 14 контакта коллектора с внутренней стенкой большого цилиндра 2. Для повышения эффективности сушки в большом цилиндре 2 сушилки предусмотрены две перфорированные решетки 11 и 13, между которыми расположена инертная насадка 12. Причем решетки 11 и 13 расположены соответственно сверху и снизу коллекторов с щелевыми соплами 10. Система отсоса 6 выполнена с перфорированным козырьком 15.
Вихревая распылительная сушилка с инертной насадкой работает следующим образом.
Нагретые газы из топочного устройства поступают в коллектор 3, далее через сопла 4 в объем малого цилиндра 1, где в результате взаимодействия между собой хордальных струй нагретого газа образуют основной интенсивный вихрь, исходящий из малого цилиндра 1. Сушильный материал и сжатый воздух поступают в распылитель (пневматическую форсунку) 5, где происходит распыление материала. Распыленный материал смешивается с нагретыми газами и далее в процессе совместного движения высушивается, поступает в нижнюю часть цилиндра 2, откуда удаляется через узел 7 выгрузки. При этом сопла 10 в результате истечения из них струй нагретого газа, направленных по касательной к окружности большого цилиндра 2, образуют дополнительный интенсивный вихрь, исходящий из большого цилиндра 2 и соединяющийся с основным вихрем. Направление основного и дополнительного вихрей организовано одинаковым для того, чтобы получить максимальную энергию суммарного вращающегося вихря, который вместе с высушиваемым материалом выходит на оптимальный режим вращающегося кольца, наиболее предпочтительный для распылительных сушилок. Для повышения эффективности сушки в большом цилиндре 2 сушилки предусмотрены две перфорированные решетки 11 и 13, между которыми расположена инертная насадка 12, которая приводится во вращение дополнительным вихрем из сопел 10, а также ее скорость вращения увеличивается за счет основного вихря из сопел 4. Теплоноситель, насыщенный водяным паром, удаляется через систему 6 отсоса.
При выполнении камеры в виде двух последовательно установленных соосных цилиндров 1 и 2 различного диаметра обеспечивается сосредоточенный подвод потока теплоносителя к корню факела распыления, при этом создаются наилучшие условия для интенсивного взаимодействия потока теплоносителя с факелом распыляемого материала в его корне за счет уменьшения расстояния от сопла для нагретых газов до корня факела распыления. Кроме того, такая конструкция позволяет подавать нагретые газы из меньшего цилиндра в больший в виде сформированного вихря определенных размеров, обеспечивающего наилучшие условия по тепломассообмену в объеме большого цилиндра. При этом значительно уменьшаются размеры зоны рециркуляции вокруг места выхода каждой струи подаваемого потока теплоносителя, что снижает потери тепла через крышку и стенки, ограничивающие размеры зоны рециркуляции.
Предложенная конструкция вихревой сушильной камеры обеспечивает сосредоточенный подвод потока теплоносителя к корню факела распыления при температуре нагретых газов, превышающей допустимую для сухого материала, способствует уменьшению налипания материала на стенки камеры и снижению потерь тепла через стенку, исключает зоны рециркуляции в области подачи теплоносителя, уменьшает потери на трение и площадь высокотемпературной поверхности камеры, снижает гидравлическое сопротивление за счет простого оформления входного участка.
Возможно выполнение формы инертной насадки (фиг. 3) в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях которого выполнена винтовая нарезка (на чертеже не показано) в противоположных направлениях.
Возможно выполнение формы инертной насадки (фиг. 4) в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы (на чертеже не показано).
Возможно выполнение формы инертной насадки (фиг. 5) в виде кольца, на внешней поверхности которого выполнена винтовая поверхность по типу пластинчатого шнека.
Возможно выполнение формы инертной насадки (фиг. 6) в виде, по крайне мере, трехлопастного пропеллера.
Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить степень очистки газового потока от целевого компонента и пыли за счет увеличения площадей контакта движущегося адсорбента и интенсификации процесса за счет орошающей жидкости и вибропсевдоожижения.