Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов
APPARATUS FOR DRYING DISPERSE HIGH-MOISTURE MATERIALS

Изобретение относится к технике сушки, термообработки дисперсных высоковлажных материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов [Патент № 2603225 РФ, F 26 B 17/10, F 26 B 17/26Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов [Текст] / А.А. Шевцов, А.В. Дранников, Е.В. Костина, А.А. Дерканосова, А.В. Квасов, Ю.А. Питькова, А.В. Мочалова (Россия) – № 2015126304/06; заявлено 02.07.2015; опубликовано 27.11.2016; Бюл. № 33.], включающая соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя и камеру кипящего слоя, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления, коробом для отвода отработанного перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой, причем внутри камеры виброкипящего слоя расположена наклонная решетка с возможностью регулировки угла наклона с виброприводом, закрепленным с внешней стороны камеры, а камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления и наклонной решеткой с возможностью регулировки угла наклона, установленной внутри камеры кипящего слоя, при этом внутри камер по всей их ширине установлены подпружиненные наклонные вставки, закрепленные шарнирно с возможностью вращения, угол поворота которых, превышает угол естественного откоса материала; пароперегреватели пара атмосферного и пониженного давления, установленные на внешней стороне камер соответственно виброкипящего и кипящего слоя; вентиляторы для подачи перегретого пара атмосферного и пониженного давления соединенные соответственно с одной стороны с пароперегревателями пара атмосферного и пониженного давления, а с другой стороны с патрубками подвода перегретого пара атмосферного и пониженного давления
Известная установка имеет следующие недостатки:
- не обеспечивается регулировка скорости сушильного агента по длине камеры, вследствие отсутствия делителей потока сушильного агента;
- неравномерное прохождение сушильного агента через слой материала, так как его подача в камеру осуществляется сбоку, а не снизу камеры;
- не полное использование теплоты греющего пара;
- потери теплоты в окружающую среду вследствие не оптимального взаимного расположения теплонагруженных элементов установки;
- высокая нагрузка на вакуум-насос в связи с более высокой температурой отработанного перегретого пара пониженного давления.
Технической задачей изобретения является повышение качества готового материала, уменьшение удельных энергозатрат на процесс сушки и снижение потерь теплоты в окружающую среду.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в установке для сушки дисперсных высоковлажных материалов, включающей соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя и камеру кипящего слоя, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления, коробом для отвода отработанного перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой, причем внутри камеры виброкипящего слоя расположена наклонная решетка с возможностью регулировки угла наклона с виброприводом, закрепленным с внешней стороны камеры, а камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления и наклонной решеткой с возможностью регулировки угла наклона, установленной внутри камеры кипящего слоя, при этом внутри камер по всей их ширине установлены подпружиненные наклонные вставки, закрепленные шарнирно с возможностью вращения, угол поворота которых, превышает угол естественного откоса материала; пароперегреватели пара атмосферного и пониженного давления, установленные на внешней стороне камер соответственно виброкипящего и кипящего слоя; вентиляторы для подачи перегретого пара атмосферного и пониженного давления соединенные соответственно с одной стороны с пароперегревателями пара атмосферного и пониженного давления, а с другой стороны с патрубками подвода перегретого пара атмосферного и пониженного давления новым является то, что в камерах виброкипящего и кипящего слоя установлены делители потока пара, соединенные с патрубками подвода перегретого пара соответственно атмосферного и пониженного давления, разделяющие пространство под наклонными решетками на зоны, каждая из которых снабжена встроенной регулирующей заслонкой; вентиляторы для подачи перегретого пара атмосферного и пониженного давления установлены вертикально под камерами соответственно виброкипящего и кипящего слоя и соединены с пароперегревателями пара атмосферного и пониженного давления с помощью дополнительно снабженных рециркуляционных коробов; пароперегреватель пара пониженного давления разделен перфорированными перегородками на две секции, нижняя из которых установлена в зоне выхода отработанного перегретого пара пониженного давления из камеры кипящего слоя и соединена с пароперегревателем пара атмосферного давления, а верхняя секция соединена с коробом для отвода отработанного перегретого пара атмосферного давления; камера кипящего слоя дополнительно снабжена патрубком со встроенным шибером для отвода отработанного перегретого пара пониженного давления к вакуум-насосу.
Технический результат изобретения заключается в повышении качества готового материала, уменьшении удельных энергозатрат на процесс сушки и снижении потерь теплоты в окружающую среду.
Предлагаемая установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов представлена на фигуре 1.
Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов включает герметичные камеры виброкипящего слоя 1 и кипящего слоя 2. При этом камеры 1, 2 содержат внутри наклонные решетки 3, 4 с возможностью регулировки угла. Решетка 3 приводится в колебательное движение с помощью вибропривода 5, расположенного с внешней стороны камеры 1. Установка содержит загрузочное, передающее и разгрузочное устройства 6, 7, 8, выполненные в виде шлюзовых затворов, пароперегреватель пара атмосферного давления 9, соединенный с камерой 1 жалюзями 10, пароперегреватель пара пониженного давления, состоящий из нижней и верхней секции 11, 12, разделенный перфорированными перегородками 13, 14, вентиляторы 15, 16 для подачи перегретого пара атмосферного и пониженного давления в камеры 1 и 2 через патрубки подвода перегретого пара 17, 18. Внутри камер 1, 2 по всей их ширине над наклонными решетками 3, 4 закреплены с помощью пружин 19, 20 наклонные вставки 21, 22, которые имеют возможность вращаться относительно шарниров 23, 24, а пространство под наклонными решетками 3, 4 разделено делителями потока пара 25, 26 на зоны, каждая из которых снабжена встроенной регулирующей заслонкой 27, 28. Камера виброкипящего слоя 1 снабжена коробом 29 со встроенной регулирующей заслонкой 30, а камера кипящего слоя 2 патрубком отвода отработанного перегретого пара пониженного давления 31 со встроенным шибером 32. Вентилятор 15 соединен с пароперегревателем пара атмосферного давления 9 рециркуляционным коробом 33, а вентилятор 16 с верхней секцией пароперегревателя пара пониженного давления 12 с помощью рециркуляционного короба 34.
Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов работает следующим образом.
Дисперсный высоковлажный материал загрузочным устройством 6, выполненным в виде шлюзового затвора, подают в камеру виброкипящего слоя 1 на наклонную решетку 3, угол наклона которой меняют в зависимости от вида высушиваемого материала и его влажности. При этом решетку 3 приводят в колебательное движение от вибропривода 5, расположенного с внешней стороны камеры 1, а подачу перегретого пара атмосферного давления в камеру 1 осуществляют с помощью вентилятора 15 через патрубок подвода 17. При этом под решеткой 3 установлены делители потока пара 25 со встроенными регулирующими заслонками 27, позволяющими установить необходимое значение скорости сушильного агента и величину ее снижения по длине решетки в зависимости от вида обрабатываемого материала и его влажности. Сушка материала в камере 1 осуществляется в виброкипящем слое, то есть когда слой материала подвергается одновременному колебательному воздействию от решетки 3 и аэродинамическому воздействию от потока перегретого пара атмосферного давления. Причем наиболее легкие частицы материала поднимаются вверх, а наиболее крупные остаются на поверхности решетки и далее перемещаются по длине камеры 1. При этом легкие частицы, перемещаясь по высоте камеры, теряют свою скорость, оседают на боковой поверхности наклонных вставок 21 и под действием силы тяжести опускаются вниз на решетку 3, и далее перемещаются по ее поверхности в следующую камеру. Вставки 21 расположены в камере 1 таким образом, чтобы зазоры между нижними кромками вставок 21 и решеткой 3 были одинаковыми и достаточными для беспрепятственного перемещения частиц материала. Жесткость пружин 19 и угол наклона вставок относительно шарниров 23 выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала и его влажности. Так если частицы материала тяжелые и имеют высокую влажность, то пружины должны быть более жёсткими, а отклонение вставок 21 от вертикали должно быть таким, чтобы обеспечивалось свободное перемещение частиц материала по их поверхности.
Подсушенный материал с помощью передающего устройства 7 подают на наклонную решетку 4 камеры кипящего слоя 2, где осуществляется его сушка перегретым паром пониженного давления до конечной влажности. Подачу сушильного агента в камеру 2 осуществляют вентилятором 16 через патрубок подвода 18. Готовый сухой материал выводят из камеры 2 разгрузочным устройством 8. Для гарантированного перемещения материала по поверхности решетки 4 угол ее наклона должен составлять больше угла естественного откоса высушиваемого материала. Делители потока пара 26 со встроенными регулирующими заслонками 28 и наклонные вставки 22 установлены в камере 2 аналогично камере 1.
Отработанный перегретый пар атмосферного давления из камеры виброкипящего слоя 1 поступает через жалюзи 10 в пароперегреватель пара атмосферного давления 9, в котором происходит его перегрев греющим паром. Далее перегретый пар атмосферного давления по рециркуляционному коробу 33 поступает в вентилятор 15, с помощью которого его возвращают через патрубок подвода пара 17 в камеру 1. При этом образовавшийся в пароперегревателе 9 конденсат греющего пара проходит через нижнюю секцию 11 пароперегревателя пара пониженного давления, а затем выводится из установки. Отработанный перегретый пар атмосферного давления в количестве, равном количеству испарившейся влаги из материала в камере 1, подают через регулирующую заслонку 30 в короб 29, и затем он поступает в верхнюю секцию пароперегревателя пара пониженного давления 12, в котором происходит его конденсация. Такое взаимное расположение пароперегревателей позволяет обеспечить минимальные потери теплоты в окружающую среду наиболее теплонагруженных элементов установки, к которым относятся пароперегреватели.
Отработанный перегретый пар пониженного давления из камеры 2 последовательно проходит нижнюю 11 и верхнюю 12 секции пароперегревателя пара пониженного давления, которые разделены перфорированными перегородками 13 и 14. При этом отработанный перегретый пар пониженного давления вначале перегревают за счет теплоты конденсата греющего пара в секции 11, затем за счет теплоты конденсации отработанного пара атмосферного давления в секции 12 и далее возвращают через рециркуляционный короб 34 в камеру кипящего слоя 2с помощью вентилятора 16. Отработанный перегретый пар пониженного давления в количестве, равном количеству испарившейся влаги из материала в камере 2, через патрубок 31 со встроенным шибером 32 отводят к вакуум-насосу.
Таким образом, предлагаемая установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов позволяет:
- повысить качество готового материала за счет более равномерного прохождения сушильного агента через слой материала и возможности регулирования скорости его движения по длине сушильных камер;
- уменьшить удельные энергозатраты на процесс сушки вследствие более полного использования теплоты греющего пара и снижения нагрузки на вакуум-насос;
- снизить потери теплоты в окружающую среду за счет оптимального взаимного расположения пароперегревателей, которые являются наиболее теплонагруженными элементами установки.