Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ РАСТВОРОВ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

Изобретение относится к технике сушки растворов, преимущественно сорбита, и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита, по патенту РФ №2335716, F26В 17/10, содержащая сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, с целью повышения эксплуатационной надежности и качества сушки форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1…0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10…20° по ходу вращения мешалки (прототип).

Недостатками известной установки являются низкие эксплуатационная надежность и качество сушки.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и качества сушки.

Это достигается тем, что в установке для сушки растворов в псевдоожиженном слое, преимущественно сорбита, содержащей сушильную камеру с газораспределительной решеткой и разгрузочным отверстием, расположенные над решеткой на одинаковом расстоянии одна от другой форсунки и роторную лопастную мешалку, с целью повышения эксплуатационной надежности и качества сушки форсунки установлены по эвольвенте окружности, диаметр которой равен 0,1…0,14 диаметра камеры, и конец эвольвенты расположен на радиусе, отстоящем от оси разгрузочного отверстия на 10…20° по ходу вращения мешалки, мешалка выполнена по крайней мере из четырех лопастей, две из которых выполнены отогнутыми на угол 10…15° относительно плоскости газораспределительной решетки, что позволяет интенсифицировать процесс перемешивания материала в псевдоожиженном слое, кроме того, каждая из лопастей отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно предыдущей.

На фиг. 1 изображена установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - схема поворота лопастей мешалки, на фиг. 5 - форсунка для распыливания жидкостей.

Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое содержит сушильную камеру 1, в нижней части которой на газораспределительной решетке 2 размещен кипящий слой 3 высушиваемого продукта. Над газораспределительной решеткой 2 установлена мешалка 4. Над кипящим слоем на высоте 400…500 мм от газораспределительной решетки 2 установлены форсунки 5, соединенные с линией подачи раствора 6. В боковой стенке камеры на уровне кипящего слоя имеется разгрузочное отверстие 7. Мешалка выполнена по крайней мере из четырех лопастей 8, 9, 10, 11, две из которых, например 8 и 10 для случая четырех лопастей, выполнены отогнутыми на угол 10…15° относительно плоскости газораспределительной решетки 2, что позволяет интенсифицировать процесс перемешивания материала в псевдоожиженном слое. Кроме того, каждая из лопастей 8, 9, 10, 11 отогнута на угол 10° вокруг своей оси относительно: первая лопасть 8 - газораспределительной решетки 2; вторая лопасть 9 - относительно первой отогнута на угол 10° вокруг своей оси, третья лопасть 10 - относительно второй отогнута на угол 10° вокруг своей оси, четвертая лопасть - относительно третьей отогнута на угол 10° вокруг своей оси. Для случая лопастей более четырех алгоритм остается тем же: каждая последующая лопасть отогнута относительно предыдущей на угол 10°.

Каждая из форсунок 5, соединенная с линией подачи раствора 6 (фиг. 5), состоит из корпуса 11, состоящего из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру (на чертеже не показано) распределительного трубопровода для подвода жидкости, и закрепленной в нижней части корпуса накидной гайки 16 с рассекателем 17 потока жидкости.

В корпусе 11, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие 12, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр 14, а в нижней части - дроссельная шайба 13 с жиклером 15. К торцевой поверхности накидной гайки 16, осесимметрично корпусу 11, крепится рассекатель 17 потока жидкости, состоящий из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек 18 и 19, пространство между которыми заполнено мелкоячеистой сеткой, причем вершины конических поверхностей обечаек 18 и 19 направлены в сторону от дроссельной шайбы 13, а в нижней части рассекателя 17 закреплен сферический (на чертеже не показан) или цилиндрический перфорированный сегмент 20 таким образом, что вершина внешней конической обечайки 19 совпадает с центром цилиндрической поверхности перфорированного сегмента 20. В цилиндрическом перфорированном сегменте 20, закрепленном в нижней части рассекателя 17 на перфорированных конических обечайках 18 и 19, размещен завихритель потока, выполненный в виде пружины 21.

Форсунка работает следующим образом.

При подаче жидкости в корпус форсунки 11 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа она устремляется в цилиндрическое отверстие 12 через сетчатый фильтр 14, а затем в дроссельную шайбу 13 с жиклером 15. Из жиклера 15 поток жидкости попадает в рассекатель 17, состоящий из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек 18 и 19, в котором поток жидкости дробится до мелкодисперсной фазы, а цилиндрический перфорированный сегмент 20, закрепленный на перфорированных конических обечайках 18 и 19, позволяет увеличить мелкодисперсность фазы распыла жидкости.

Использование форсунки как мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла поверхностно-активного вещества в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении его подачи не более 1 МПа.

Установка для сушки растворов в псевдоожиженном слое работает следующим образом.

В сушильную камеру 1 на газораспределительную решетку 2 насыпают слой сухого продукта, например гранул или кристаллов сорбита, высотой 150…200 мм. Снизу через газораспределительную решетку 2 в сушильную камеру 1 подают горячий воздух в количестве, достаточном для образования псевдоожиженного слоя 3. Включают мешалку 4, с помощью которой псевдоожиженному слою придают вращательное движение и более интенсивное перемешивание гранул. При достижении требуемой температуры кипящего слоя 3 (для сорбита -60°С) по линии 6 подают раствор через форсунки 5 в псевдоожиженный слой 3. Распыленный раствор оседает на гранулы и высушивается. Сухой гранулированный продукт удаляется из сушильной камеры через разгрузочное отверстие 7. В процессе работы высота кипящего слоя 3 поддерживается постоянной. Отработанный газ отводится из сушильной камеры 1 через патрубок в верхней части камеры 1.

Предлагаемую установку целесообразно применять для сушки высококонцентрированных растворов, например сорбита, содержание сухих веществ в котором более 70%. Для высушивания этих растворов необходимое количество теплоносителя сравнительно невелико и расход псевдоожиженного воздуха определяется условиями псевдоожижения. В этом случае выгодно вести сушку при небольших числах псевдоожижения, обеспечив, однако, высокую интенсивность перемешивания гранул в слое. Достигается это установкой в кипящем слое 3 мешалки 4 с наклонными лопатками, причем оптимальное значение угла наклона лопастей к газораспределительной решетке лежит в пределах 10…20°, когда, наряду с хорошим перемешиванием, кипящему слою 3 придается вращательное движение, что обеспечивает кратковременное нахождение гранул в зоне орошения и более длительную их сушку. Такой режим ведения процесса сушки более полно обеспечивается установкой форсунок 5 по эвольвенте (фиг. 2). Кратковременное нахождение гранул в зоне орошения позволяет наносить свежий раствор не сплошной пленкой, а в виде отдельных частичек, кристалликов, которые образуют пористую структуру гранул, в результате чего существенно повышается их растворимость.

Установка форсунок 5 по эвольвенте в таком положении, чтобы их конец был сдвинут по ходу вращения мешалки от выгрузочного отверстия 7 на 10…20°, позволяет выгружать сухой продукт.