СУШИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ ПОДСУШИВАНИЯ ГИДРООКИСИ ЛИТИЯ

Техническое решение относится к области устройств для сушки влажных материалов в кипящем слое и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известна сушилка с псевдоожиженным (кипящим) слоем материала (Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд. 2-е. В 2-х кн. Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, http://1995.-с.264). Сушильный агент подается под решетку, поднимается вверх в сушильную камеру, в которую шнековым питателем подается влажный сыпучий материал. Влажный материал псевдоожижается, заполняя некоторый объем сушильной камеры. Поступающий влажный сыпучий материал выдавливает высушенный сыпучий материал к разгрузочному шнеку. Недостатком данной конструкции является то, что в ней происходит перемешивание подсушенного и влажного материалов (свежепоступающего).
Известна установка для сушки измельченных продуктов в кипящем слое (Авторское свидетельство СССР 573693, МПК F26B 17/10, 1977), содержащая многосекционную камеру с газораспределительной решеткой, поперечными, установленными в чередующемся порядке вертикальными перегородками в загрузочной секции и сопловыми насадками.
В этой установке невозможно получить продукт с одинаковой влажностью из-за неравномерной сушки частиц исходного вещества, наличия застойных зон в слое продукта, особенно в загрузочной зоне. Требуется повышенный расход теплоносителя через газораспределительную решетку и сопла, который вызовет значительный унос мелкодисперсного продукта из аппарата.
Известна сушилка кипящего слоя (Авторское свидетельство СССР 879217, МПК F26B 17/10, 1981), содержащая корпус с газораспределительной горизонтальной цилиндрической камерой, связанной с корпусом через щель, и устройство для пульсирующей подачи теплоносителя, размещенное внутри камеры и выполненное в виде подвижной сегментной заслонки с приводом, перекрывающей при повороте щель между газораспределительной камерой и корпусом.
Недостатками данной сушилки являются значительные потери продукта с отработанным теплоносителем при сушке полидисперсных материалов, закупоривание отверстий фильтра мелкодисперсным материалом, низкая производительность сушилки и плохое псевдоожижение продукта из-за небольшой площади фильтра.
Наиболее близким техническим решением - прототипом к заявленному объекту является сушилка, взвешенного слоя, состоящая из корпуса, газораспределительной решетки с отверстиями, патрубков загрузки материала, выгрузки материала, подачи теплоносителя сушильного агента и отвода отработанного теплоносителя. Решетка сушилки выполнена криволинейной на участке, примыкающем к разгрузочному отверстию так, что центр кривизны располагается под решеткой и данная часть решетки является наклонной в сторону разгрузочного отверстия. Благодаря этому на последнем участке сушки высушиваемый материал попадает под действие струй сушильного агента отклоняющих его в сторону разгрузочного отверстия (Патент РФ 109541, МПК F26B 17/10, опубл. 20.10.2011).
К недостаткам прототипа можно отнести неравномерное высушивание материала, отсутствие ворошения материала и, как следствие, низкий КПД сушки, повышенная энергоемкость, снижение производительности и снижение качества сушки. В сушилке нет возможности изменять направление и скорость подачи сушильного агента в сушильную камеру без замены решетки.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в получении готового продукта с наименьшим количеством металломагнитных примесей при наименьших энергозатратах.
Технический результат, достигаемый при этом, заключается в обеспечении получения чистой готовой продукции без механических примесей и снижении эксплуатационных затрат то есть эффективной сушке, путем интенсивного испарения влаги при минимальной подаче воздуха, что снижает энергозатраты теплоносителя и практически полностью исключает пылеунос.
Так как известно, что особенностью сушки гидроксида лития является необходимость соблюдения баланса подачи воздуха и температуры, а при неконтролируемом увеличении объема подаваемого воздуха, происходит нежелательная карбонизация гидроксида лития.
Указанный технический результат достигается тем, что сушильный агрегат кипящего слоя содержащий сушильную камеру в корпусе, газораспределительную решетку, патрубки подачи влажного материала, подачи и отвода теплоносителя и выгрузки сухого продукта, согласно заявляемому решению, снабжен ворошительно-распределительным механизмом, установленным над газораспределительной решеткой, а под газораспределительной решеткой закреплены патрубки подачи теплоносителя, снабженные дроссельными заслонками, с возможностью регулирования подачи теплоносителя, при этом нижняя и верхняя части корпуса состоят из основного объема, поперечное сечение которого представляет равнобедренные трапеции, связанные между собой большим основанием нижней и верхней частей, а элементы сушилки, расположенные от патрубка подачи влажного материала до патрубка выгрузки сухого продукта, выполнены из некорродирующего материала.
Устройство дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению заявляемого технического результата.
Ворошительно-распределительный механизм может быть выполнен в виде вала с закрепленными на нем с возможностью вращения лопастями, состоящими из стержней разной длины и лопаток.
Газораспределительная решетка, корпус сушильного агрегата, газоподающий воздуховод, патрубки подачи теплоносителя, дроссельные заслонки, ворошительно-распределительный механизм выполнены из стали.
Сущность технического решения поясняется чертежами.
Фиг. 1 показан общий вид сушильного агрегата кипящего слоя;
Фиг. 2 - вид агрегата слева;
Фиг. 3 - ворошительно-распределительный механизм стержневого типа;
Фиг. 4 - вид слева ворошительно-распределительного механизма;
Фиг. 5 - газораспределительная решетка (фрагмент).
Сушильный агрегат кипящего слоя содержит корпус 1 в виде двух равнобедренных трапеций, связанных между собой большим основанием нижней и верхней частей с расположенной в нижней части газораспределительной решеткой 2 представляющей собой перфорированную поверхность. К корпусу присоединен коллектор воздуха 3 для распределения теплоносителя. Сушильная камера располагается в корпусе сушильного агрегата и занимает объем над газораспределительной решеткой. Для подачи теплоносителя выполнен газоподающий воздуховод 4. Коллектор воздуха 3 может быть выполнен в виде разделительных патрубков с дроссельными заслонками 5, каждая из которых состоит из корпуса, заслонки с осью, механизма привода (на фиг. не отмечены). Коллектор разделен на несколько зон разделительными патрубками, каждый из которых снабжен регулируемой дроссельной заслонкой для настройки параметров поступающего воздуха каждой зоны с целью обеспечения эффективного технологического процесса сушки сырья. Для подачи влажного материала из бункера, расположенного в передней части корпуса, над газораспределительной решеткой 2 установлен ворошительно-распределительный механизм стержневого типа 6. Ворошительно-распределительный механизм выполнен в виде вала 6.1 с вращающимися на нем лопастями, состоящими из стержней 6.2 разной длины и лопаток 6.3. Выполнено количество лопастей ворошителя равное не менее восьми и их расположение под углом 45°. Для выгрузки сухого готового продукта предусмотрен патрубок 7, расположенный в задней части корпуса 1. Для извлечения просыпей, а также при остановке работы сушильного агрегата выполнен шнек 8 выгрузки сухого материала из сушильной камеры через патрубок 9. Для удаления отработанного теплоносителя в крышке корпуса 1 расположен патрубок 10. Бункер влажного материала снабжен патрубком подачи материала. Для подачи нагретого теплоносителя установлены вентилятор 12, фильтр 13, калорифер 14.
Сушильный агрегат кипящего слоя для подсушивания гидроокиси лития работает следующим образом.
Вентилятор 12 через фильтр 13 нагнетает воздух в калорифер 14, откуда нагретый псевдоожижающий теплоноситель проходя коллектор воздуха, установленный над газоподающим воздуховодом подается под газораспределительную решетку 2. Нагретый теплоноситель из калориферов 14 нагнетается в газоподающий воздуховод 4, откуда при помощи разделительных патрубков с дроссельными заслонками 5 поступает на газораспределительную решетку 2. Подача теплоносителя в сушильную камеру регулируется вручную путем закрытия или открытия дроссельных заслонок 5.
Влажный материал из бункера подается на газораспределительную решетку 2 через ворошительно-распределительный механизм 6 стержневого типа с частотно-управляемым приводом. Ворошитель обеспечивает равномерное распределение влажного материала в начале газораспределительной решетки. Материал загружается в корпус через патрубок загрузки влажного материала 11. Выгрузка сухого готового продукта осуществляется через патрубок 7, расположенный в задней части корпуса. Для извлечения просыпей, а также при остановке работы сушильного агрегата с помощью шнека выгрузки 8 материал полностью выгружается из сушильной камеры через патрубок 9. Отработанный теплоноситель отводится через патрубки 10, расположенные в крышке корпуса в систему пылеочистки.
Восходящий поток горячего воздуха нагревает и сушит исходный материал. Исходный материал на газораспределительной решетке находится во взвешенном состоянии («кипящем слое»), постепенно перемещаясь к месту выгрузки сухого продукта. Скорость теплоносителя уменьшается по длине решетки, путем регулирования дроссельных заслонок, что приводит к уменьшению перемешивания высушенного и влажного материала и получению на разгрузочном конце высушенного продукта и позволяют поддерживать равномерное и устойчивое «кипение».
Ворошительно-распределительный механизм за счет конструктивного исполнения и оптимального режима вращения лопастей обеспечивает равномерное первоначальное распределение влажного материала по газораспределительной решетке в передней части корпуса. Влажный материал при попадании на ворошительно-распределительный механизм, подхватывается лопастями, что обеспечивает исключение его агломерирования и налипания на газораспределительную решетку.
Для исключения механического натира и привнесения металломагнитных примесей в готовую продукцию, все узлы и детали (газораспределительная решетка, корпус сушильного агрегата, газоподающий воздуховод, патрубки подачи теплоносителя, дроссельные заслонки, ворошительно-распределительный механизм), контактирующие с исходным и готовым продуктами, выполнены из некорродирующего материала по прочностным характеристикам не уступающего металлу (нержавеющая сталь).
За счет предлагаемого исполнения формы корпуса, в верхней части корпуса увеличивается площадь поперечного сечения, что снижает скорость отработанного теплоносителя и обеспечивает минимальный пылеунос.