RU2328675C1

RU2328675C1 - Plant of solutions drying in boiling bed of inert bodies

Info

Publication number: RU2328675C1
Application number: RU2007100028/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Сергей Савельевич Кочетов (RU); Сергей Савельевич Кочетов; Сергей Сергеевич Кочетов (RU); Сергей Сергеевич Кочетов; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: plant for solutions drying in boiling bed of inert bodies consists of drying chamber with injectors, two gas-distributing lattices. One of gas-distributing lattices contains central cone-shaped distributor and nozzle of inert bodies is located between gas-distributing lattices. Besides, the other gas distributing lattice contains cone-shaped distributor and vertical drive rod installed so that to enable its vertical and rotary movement by means of worm-gearing. Central cone-shaped distributors of lattices are directed towards each other with their tops. Each of injectors is acoustic and contains resonator in the shape of, at least, one spherical hollow situated in the end wall of body and directed to distributing head. Besides, spherical hollow is connected with gap between vertical opening in end wall and distributing head rod by means of calibrated opening. In addition, gap is of annular cross section in the section perpendicular to rod axis. Distributing head is in the shape of housing with cover represented with truncated cones interconnected by large basis. Besides, manifold in the form of cylindrical hollow is located inside the housing. Manifold is connected with annular channel formed by external cylindrical surface of hollow rod and coaxial openings of similar diameter provided in distributing head cover and housing. Distributing head is provided with, at least, three channels for solution discharge, which are evenly distributed around and perpendicular to rod axis. In addition, opening shearing is on the tapered surface of distributing head cover and inclination angle defines rooted angle of sprayed solution jet.

EFFECT: improvement of drying efficiency.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое может быть применено в анилино-красочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to a technique for drying dispersed materials in a fluidized bed can be applied in aniline-colorful, food, pharmaceutical, microbiological, food, chemical and other industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка для сушки растворов, суспензий и паст в псевдоожиженном слое по а.с. СССР №844995, F26B 17/10, 1975 г., содержащая сушильную камеру с форсунками, газораспределительную решетку с конусообразным распределителем и приводным вертикальным штоком, установленным с возможностью вертикального и вращательного движения с помощью червячной передачи (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a dryer for drying solutions, suspensions and pastes in a fluidized bed by.with. USSR No. 8444995, F26B 17/10, 1975, containing a drying chamber with nozzles, a gas distribution grill with a cone-shaped distributor and a vertical drive rod installed with the possibility of vertical and rotational movement using a worm gear (prototype).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.The disadvantage of the prototype is the relatively low productivity of drying the final product.

Технический результат - повышение производительности сушки за счет интенсификации тепло- и массообмена.The technical result is an increase in drying productivity due to the intensification of heat and mass transfer.

Это достигается тем, что в установке для сушки растворов в кипящем слое инертных тел, содержащей сушильную камеру с форсунками, две газораспределительные решетки, одна из которых содержит центральный конусообразный распределитель, а между газораспределительными решетками расположена насадка из инертных тел, согласно изобретению другая газораспределительная решетка содержит также конусообразный распределитель и приводной вертикальный шток, установленный с возможностью вертикального и вращательного движения с помощью червячной передачи, центральные конусообразные распределители решеток обращены вершиной навстречу друг другу, каждая из форсунок выполнена акустической и содержит резонатор, выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.This is achieved by the fact that in the installation for drying solutions in a fluidized bed of inert bodies containing a drying chamber with nozzles, two gas distribution grids, one of which contains a central cone-shaped distributor, and between the gas distribution grids there is a nozzle of inert bodies, according to the invention, the other gas distribution grate contains also a cone-shaped distributor and a vertical drive rod mounted with the possibility of vertical and rotational movement using a worm gear feeders, the central cone-shaped distributors of the gratings are turned with their vertex facing each other, each of the nozzles is made acoustic and contains a resonator made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing facing the distribution head, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole with a gap between the vertical hole in the end wall of the housing and the rod of the distribution head, and in a section perpendicular to the axis of the rod, the gap has a ring cross section, and the distribution head is made in the form of a housing with a cover in the form of truncated cones connected by large bases, and in the housing there is a collector in the form of a cylindrical cavity, connected by an annular channel formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod and the holes of the same diameter coaxial with it, made respectively, in the cover and housing of the distribution head, with at least three channels evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod for ode solution and the cut holes located on the conical surface of the dispensing head cover, the slope of which determines the angle of the root flame sprayed solution.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки для сушки растворов в кипящем слое инертных тел; на фиг.2 - конусообразный распределитель; на фиг.3 - схема акустической пневматической форсунки.Figure 1 shows a diagram of the proposed installation for drying solutions in a fluidized bed of inert bodies; figure 2 - conical distributor; figure 3 is a diagram of an acoustic pneumatic nozzle.

Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел содержит сушильную камеру 1, в которой расположены две горизонтальные газораспределительные решетки 2 и 11 с центральными конусообразными распределителями 3 и 12, обращенными вершинами навстречу друг к другу. Между газораспределительными решетками 2 и 11 расположена насадка 7 из инертных тел.The apparatus for drying solutions and suspensions in a fluidized bed of inert bodies contains a drying chamber 1, in which there are two horizontal gas distribution grids 2 and 11 with central cone-shaped distributors 3 and 12 facing the vertices facing each other. Between the gas distribution grids 2 and 11 is a nozzle 7 of inert bodies.

Каждый из конусообразных распределителей 3 и 12 выполнен в виде свернутой в спираль упругой ленты, которая имеет переменную жесткость по всей высоте, причем со стороны витков большего диаметра жесткость больше. Это предусматривается для того, чтобы зазор в конусообразных распределителях 3 и 12 в процессе работы изменялся равномерно по всей высоте. Нижний виток каждого распределителя жестко скреплен с соответствующей газораспределительной решеткой 2 или 11, причем верхние витки выполнены подвижными и связаны через шток 4, на конце которого расположена червячная передача 5, соединенная с реверсивным электроприводом 6. Это дает возможность регулировать зазоры между витками при вертикальном перемещении штока 4, вызывающего скручивание или раскручивание ленты.Each of the cone-shaped distributors 3 and 12 is made in the form of an elastic tape folded into a spiral, which has variable stiffness over the entire height, and from the side of the coils of larger diameter, the stiffness is greater. This is provided so that the gap in the cone-shaped valves 3 and 12 during operation varies uniformly over the entire height. The lower turn of each distributor is rigidly fastened to the corresponding gas distribution grid 2 or 11, the upper turns being movable and connected through the stem 4, at the end of which there is a worm gear 5 connected to the reversible electric drive 6. This makes it possible to adjust the gaps between the turns during vertical movement of the rod 4, causing twisting or unwinding of the tape.

В объеме сушильной камеры 1 между газораспределительными решетками 2 и 11 расположены, по крайней мере, две акустические пневматические форсунки 8 для распыления высушиваемых растворов или суспензий по объему сушильной камеры 1. Установка снабжена также калорифером 9 для нагрева воздуха и через патрубок 14, расширительную часть 13 камеры 1 соединена с циклоном 10 с бункером 15 для отделения высушенного продукта от воздуха.At least two acoustic pneumatic nozzles 8 are located in the volume of the drying chamber 1 between the gas distribution grids 2 and 11 for spraying the dried solutions or suspensions in the volume of the drying chamber 1. The installation is also equipped with a heater 9 for heating the air and through the nozzle 14, the expansion part 13 chamber 1 is connected to the cyclone 10 with the hopper 15 for separating the dried product from the air.

Акустическая форсунка (фиг.3) содержит полый корпус 16 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями с размещенным в нем резонатором 24 и полостью 20 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 18 в коллектор 17, связанный через отверстия 19 с полостью 20, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.The acoustic nozzle (Fig. 3) contains a hollow body 16 with walls formed by a conical and end surfaces with a resonator 24 and a cavity 20 for a spraying agent entering through the nozzle 18 into the manifold 17 connected through openings 19 to the cavity 20, which is made in the form of a truncated cone with a larger and smaller base.

На полом цилиндрическом стержне 22, жестко связанном с корпусом 16, установлена распределительная головка 32 для подачи исходного раствора через штуцер 21, при этом между стержнем 22 и корпусом 16 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 20, имеется кольцевой зазор 23. Резонатор 24 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 16, обращенной к распределительной головке 32, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 25 с зазором 23 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 16 и стержнем 22 распределительной головки 32. В сечении, перпендикулярном оси стержня 22, зазор 23 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 32 выполнена в виде корпуса 29 с крышкой 28 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 32 расположен коллектор 30 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 33, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 22 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 28 и корпусе 29 распределительной головки 32, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 22 каналами 27 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 27 расположен на конической поверхности крышки 28 распределительной головки 32, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.On the hollow cylindrical rod 22, rigidly connected with the housing 16, a distribution head 32 is installed for supplying the initial solution through the fitting 21, while there is an annular gap 23. There is an annular gap 23. Between the rod 22 and the housing 16 from the smaller base of the truncated cone forming the cavity 20 made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing 16 facing the distribution head 32, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole 25 with a gap 23 between the vertical tverstiem in the end wall of housing 16 and the rod 22 of the dispensing head 32. In a section perpendicular to the axis of the rod 22, the gap 23 has an annular cross section and the dispensing head 32 is formed as a housing 29 with cover 28 in the form of truncated cones, connected large bases. A manifold 30 in the form of a cylindrical cavity is located in the housing of the distribution head 32, connected by an annular channel 33 formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod 22 and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the cover 28 and the housing 29 of the distribution head 32, with at least , three channels 27 evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod 22 for the exit of the solution. A cut of the openings of the channels 27 is located on the conical surface of the cover 28 of the distribution head 32, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray plume.

Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (на чертеже не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 22 распределительной головки 32, и образованного в ее крышке 28 посредством пластины 26, жестко прикрепленной к стержню 22, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 28, по крайней мере, тремя крепежными элементами 34 с образованием радиального кольцевого зазора.The solution exit channel can be made in the form of a radial annular gap (not shown in the drawing) lying in a plane perpendicular to the axis of the rod 22 of the distribution head 32 and formed in its cover 28 by means of a plate 26 rigidly attached to the rod 22, perpendicular to its axis , and associated with the cover 28, at least three fasteners 34 with the formation of a radial annular gap.

Установка для сушки растворов в кипящем слое инертных тел работает следующим образом.Installation for drying solutions in a fluidized bed of inert bodies works as follows.

Раствор или суспензия подается в сушильную камеру 1 через форсунки 8, которые равномерно по всему объему сушильной камеры 1 напыляют его на поверхность инертных тел 7 тонким слоем. Инертные тела 7, покрытые тонким слоем жидкого продукта, омываются горячим воздухом, в результате чего происходит интенсивное испарение влаги.The solution or suspension is fed into the drying chamber 1 through nozzles 8, which uniformly spray a thin layer on the surface of inert bodies 7 throughout the entire volume of the drying chamber 1. Inert bodies 7, covered with a thin layer of a liquid product, are washed with hot air, as a result of which intense evaporation of moisture occurs.

Инертные тела 7 находятся в псевдоожиженном состоянии между горизонтальными газораспределительными решетками 2 и 11 в результате действия напора горячего воздуха, который вентилятором (не показан) нагнетается в сушильную камеру 1 через калорифер 9, где происходит его нагрев.Inert bodies 7 are in a fluidized state between the horizontal gas distribution grilles 2 and 11 as a result of the action of the pressure of hot air, which is forced by a fan (not shown) into the drying chamber 1 through the air heater 9, where it is heated.

Часть воздуха проходит через распределители 3 и 12, которые в процессе работы периодически колеблются в вертикальном направлении за счет скручивания и раскручивания ленты при работе реверсивного электрического привода 6, в результате чего происходит изменение зазора между витками ленты и, как следствие, изменяется скорость газового потока, проходящего через распределитель.Part of the air passes through distributors 3 and 12, which periodically oscillate in the vertical direction during operation due to twisting and unwinding of the tape during operation of the reversible electric drive 6, as a result of which the gap between the turns of the tape changes and, as a result, the gas flow rate changes, passing through the dispenser.

В результате пульсирующего изменения скорости газового потока происходит пульсирующее движение инертных тел 7 по центральному объему сушильной камеры 1. Изменение скорости движения инертных тел 7 приводит к разрушению образующихся воздушных каналов, которые препятствуют их направленному движению, интенсивной турбулизации слоя инертных тел 7 и увеличению соударений их друг о друга, в результате чего происходит более полное разрушение и удаление слоя высушенного продукта и очистка поверхности инертных тел 7.As a result of a pulsating change in the velocity of the gas flow, a pulsating motion of inert bodies 7 occurs along the central volume of the drying chamber 1. Changing the speed of inert bodies 7 leads to the destruction of the formed air channels, which impede their directed movement, intensive turbulization of the layer of inert bodies 7 and increase their collisions. about each other, resulting in a more complete destruction and removal of the layer of dried product and cleaning the surface of inert bodies 7.

Высушенный продукт потоком воздуха уносится из сушильной камеры 1 в циклон 10, где происходит разделение высушенного продукта и воздуха.The dried product is carried away by air flow from the drying chamber 1 to the cyclone 10, where the dried product and air are separated.

Наличие колеблющихся распределителей 3 и 12, выполненных в виде свернутых в спираль упругих лент с коническими витками, имеющими переменную жесткость витков по высоте (длине ленты), позволяет интенсифицировать процесс сушки за счет увеличения числа соударений инертных тел 7, разрушения воздушных каналов и повышения надежности циркуляции инертных тел 7. Установка проста в управлении и может быть автоматизирована.The presence of oscillating distributors 3 and 12, made in the form of coiled elastic tapes with conical turns having variable stiffness of the coils along the height (length of the tape), makes it possible to intensify the drying process by increasing the number of inert body collisions 7, destroying the air channels and increasing the reliability of circulation inert bodies 7. Installation is easy to manage and can be automated.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 18 в коллектор 17, связанный через отверстия 19 с полостью 20, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 20 воздух направляется в кольцевой зазор 23 между стержнем 22 и корпусом 16, где встречает на своем пути резонатор 24, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 23 посредством калиброванного отверстия 25. В результате прохождении резонатора 24 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в распределительную головку 32 через полый стержень 22, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыливающего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 24. Эта пленка дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности крышки 28 распределительной головки 32.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows. A spraying agent, for example air, is supplied through a nozzle 18 to a manifold 17 connected through holes 19 to a cavity 20, which is made in the form of a truncated cone. From the cavity 20, air is directed into the annular gap 23 between the rod 22 and the housing 16, where it meets a resonator 24 made in the form of a spherical cavity connected to the gap 23 by means of a calibrated hole 25. As a result of the passage of the resonator 24 by a spray agent (for example, air ) in the latter, pressure pulsations arise, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. Acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the solution supplied to the distribution head 32 through the hollow shaft 22, from which the solution is supplied in the form of a liquid film blocking the output of the spraying agent from the sound generator generated by the resonator 24. This film is crushed by acoustic air vibrations into small drops, as a result of which a torch of a sprayed solution with air is formed, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the horse eskoy surface of the lid 28 of the dispensing head 32.

В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0.8%.As a result of drying, fine powders of products with a moisture content of up to 0.8% are obtained.

Claims

1. Installation for drying solutions in a fluidized bed of inert bodies, containing a drying chamber with nozzles, two gas distribution grids, one of which contains a central cone-shaped distributor, and between the gas distribution grids there is a nozzle of inert bodies, characterized in that the other gas distribution lattice also contains a cone-shaped distributor and vertical drive rod, mounted with the possibility of vertical and rotational movement by means of a worm gear, central cone the shaped distributors of the gratings face each other with their apex, each of the nozzles is made acoustic and contains a resonator made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing facing the distribution head, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole with a gap between a vertical hole in the end wall of the housing and the rod of the distribution head, and in a section perpendicular to the axis of the rod, the gap has an annular section, and the distribution The integral head is made in the form of a body with a cover in the form of truncated cones connected by large bases, and a collector in the form of a cylindrical cavity is located in the body, connected by an annular channel formed by the external cylindrical surface of the hollow rod and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the cover and the housing of the distribution head, with at least three channels for solution exit, evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the shaft, with medium of the holes is located on the conical surface of the cap of the distribution head, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray plume.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the solution outlet channel is a radial annular gap lying in a plane perpendicular to the axis of the rod of the distribution head and formed in its lid by means of a plate rigidly attached to the rod, perpendicular to its axis, and associated with the cover, at least three fasteners with the formation of a radial annular gap.