PL70462B1 - - Google Patents

Description

Sposób wspólpradowego rozpryskowego suszenia roztworów i za¬ wiesin przy niskim cisnieniu rozpylania i urzadzenie do stosowa¬ nia tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu wsipólpradowego roz¬ pryskowego suszenia roztworów i zawiesin przy niskim cisnieniu rozpylania i urzadzenia do stoso¬ wania tego sposobu.Jednym z najczesciej stosowanych sposobów cia¬ glego rozdzielania roztworów, mieszanin cial sta¬ lych, emulsji i zawiesin jest rozpryskowe suszenie.Zaleta tego sposobu polega na tym, ze mozna go stosowac przy uzyciu prostych srodków metoda ciagla, oraz ze w wyniku suszenfija rozpryskiwa¬ nego materialu (mzawki cieczy) otrzymiujemy roz¬ proszony uklad ziaren ciala stalego, dzieki cze¬ mu zbedne jest dalsze rozdrabnianie wysuszonej substancji. Wada tego sposobu jest jednak stosun¬ kowo wysokie zuzycie energii, zas w przypadku suszenia materialów wrazliwych na cieplo, uszko¬ dzenia, na skutek suszenia przeciwpradowego, ma¬ terialu suszonego.Najpowszechniej znana jest suszarka rozpylajaca odsrodkowa, skladajaca sie z tarczy rozpylajacej wirujacej na wysokich obrotach, umieszczonej w komorze suszacej, z której to tarczy material rozpylany spada w dól poprzez cieply osrodek su¬ szacy cyrkulujacy ku górze, lub poprzez gaz prze¬ plywajacy z góry ku dolowi, lecz czynnik ten nie jest nigdy we wspólpradzie z wymienionym rozpy¬ lanym materialem. Wada tego urzadzenia do rozpy¬ lania jest to, ze wystepujace wysokie obroty wy¬ magaja zastosowania mechanizmu napedowego o skomplikowanej budowie, narazonego na czeste 10 15 20 30 Z awarie, oraz to, ze tarcza rozpylajaca ulega w krót¬ kim czasie zuzyciu lub zatkaniu, co powoduje czeste przerwy w pracy.Sam proces suszenia wykazuje te ujemna ceche, ze na skutek jego przebiegu przy zasadzie przeciw- pradu, lulb co najmniej przy zasadzie nie zupelnego wspólpradu, wysuszony juz material na skutek szkodliwych zawirowan w wystepujacym czynniku suszacym, znajdujacym sie w wysokiej tempera¬ turze, styka sie powtórnie z tym czynnikiem, co stwarza mozliwosc utleniania i odbarwiania wysu¬ szonego juz materialu, a co za tym idzie, material suszony ulega uszkodzeniom.Znane sa równiez suszarki rozpylajace, do któ¬ rych material doprowadzany jest w postaci roz¬ tworu lub papkowatej -pasty za pomoca cisnienia cieczy lub gazu. Cecha ujemna jest tu jednak znów duze zapotrzebowanie energii i okolicznosc, ze moze tu wystapic w najlepszym przypadku tylko prze¬ plyw krzyzujacy sie materialu rozpylanego (mzaw¬ ki) i czynnika suszacego, co znowu nie gwarantuje, zalbezpieczenia suszonego materialu przed uszkodze¬ niami.Zarówno w rozpylajacej suszarce tarczowej, jak równiez w urzadzeniach rozpylajacych, dzialajacych na zasadzie cisnienia cieczy oraz wirujacej komo¬ ry — koncentracja rozpylanego materialu (mzawki) osiaga w poszczególnych kierunkach suszarki wie¬ lokrotnosc wartosci sredniej. Z tego powodu kon¬ takt materialu z czynnikiem suszacym nie jest do- 70 46270 462 3 statecznie równomierny i intensywny. W wyniku stosunkowo duzych srednich rozmiarów rozpylanych kropelek, co czesciowo spowodowane jest powtór¬ nym ich laczeniem sie w poszczególnych miejscach komory suszacej na skutek wiekszego ich zage¬ szczenia, wymagane byc musza wieksze komory suszace, pozwalajace na wydluzenie czasu przebie¬ gu suszenia.Dalsza wada urzadzen rozpylajacych sprezonym powietrzem polega na tym, ze zimne powietrze rozpylajace utrudnia kontakt materialu rozpylanego (mzawki) z cieplym czynnikiem suszacym.Wszystkie znane urzadzenia maja te sama wspól¬ na ceche, ze nie^jnoze byc w nich spelniony naj¬ bardziej zasadniczy warunek wstepny, zapewniaja¬ cy najkorzystniejszy z punktu widzenia jakosci produktu przebieg suszenia, to znaczy, by rozpyla¬ ny material mial kierunek przeplywu taki sam jak suszacy czynnik. W. takim przypadku, z powodu technicznie niewlasciwego uksztaltowania komory suszacej, nie uwzgledniajacego warunków przeply¬ wu, material suszacy bylby wyniesiony z komory suszacej jeszcze przed wysuszeniem.Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych wad, towarzyszacych znanym rozwiazaniom.Przed wynalazkiem postawiono zadanie polega¬ jace na opracowaniu sposobu suszenia i takiego urzadzenia suszacego, w którym przy niewielkim zapotrzebowaniu energii niezbednej do rozpylania, suszenie przebiegac bedzie w sposób najbardziej oszczedny, przy równoczesnym zachowaniu zasady wspólpradu.W czasie wieloletnich prób nad suszeniem /metoda rozpylania stwierdzono, ze podstawowym warun¬ kiem szybkiego, oszczednego i zapewniajacego wy¬ soka jakosc produktu suszenia sa: rozpylacz nisko¬ cisnieniowy o malym zapotrzebowaniu energii, roz¬ pylanie za pomoca cieplego czynnika suszacego, jakim jest gorace powietrze, oraz wlasciwie uksztal¬ towana z punktu widzenia teorii przeplywów ko¬ mora suszaca, zapewniajaca wystepowanie idealne¬ go wspólpradu miedzy materialem rozpylanym (mzawka) a czynnikiem suszacym i wykluczajaca powstawanie pradów powrotnych.Z przekonstruowania znanego rozpylacza cisnie¬ niowego, niskocisnieniowy rozpylacz uzyskano w ten sposób, ze dysze wylotowe powietrza usytuo¬ wano wspólsrodkowo w stosunku do dyszy wylo¬ towej cieczy. Stwierdzono mianowicie, ze w przy¬ padku, gdy blona cieczy o ksztalcie stozka scietego, wychodzaca z pierscieniowego otworu wylotowego dyszy uzyska moment obrotowy (kret) przy równo¬ czesnym przeciwnie zwróconym momencie obroto¬ wym ((przeciwnym krecie) strumienia gazu, wydo¬ bywajacego sie z otworów wylotowych usytuowa¬ nych wewnatrz i na zewnatrz otworu wylotowego cieczy, wtedy wystarcza nawet cisnienie strumienia gazu o wielkosci ód 0,05 do 0,5 atn do rozpylenia blonkd cieczy w kropelki o sredniej wielkosci kro¬ pel od 20 do 200 mikronów. Wielkosc kropel mozna regulowac przez zmiane ilosci rozpylanego gazu i jego cisnienia, w wyniku czego uzyskujemy ma¬ terial osuszony o okreslonej frakcji i równomiernej wielkosci ziarna.Szybko i oszczednie przebiegajace suszenie wspól- pradowe zawdziecza sie w duzym stopniu rozpyla¬ niu goracym czynnikiem suszacym.Szybkosc goracego gazu wychodzacego z dyszy wylotowej rozpylacza wynosi 80 do 300 m/sek, zas 5 szybkosc cieczy wychodzacej z dyszy jest zawsze o jeden do dwóch rzedów wielkosci mniejsza. Duza róznica szybkosci miedzy plynacymi wspólpradowo gazem i ciecza daje w wyniku szybkie suszenie rozpylonego materialu (mzawki) przy równoczes- 10 nym zapewnieniu wysokiej jakosci produktu.Cylindryczne pomieszczenie komory suszacej zamkniete jest od góry i od dolu zakonczeniem stozkowym. Kat rozwarcia górnego zakonczenia stozkowego zgodny jest z katem rozwarcia stozka 15 rozpylajacego. Na miejscu wierzcholka górnego stozka zaproponowano cylindryczna komore wiro¬ wa, do której stycznie wchodzi czynnik suszacy.Zwrot jego wiru jest zgodny z wirem materialu rozpylanego (mzawki), wychodzacego z rozpylacza. 20 W ten sposób w górnym zakonczeniu stozkowym nastepuje wymieszanie sie we wspólpradzle ma¬ terialu rozpylonego goracym strumieniem gazu i wstepnie osuszonego, z czynnikiem suszacym, przy czym zarówno droga, jak i czas wymieszania sa 25 bardzo krótkie.Mieszanina gazu i materialu rozpylonego (mzaw¬ ki) przemieszcza sie w cylindrycznej czesci komory suszacej wzdluz srubowego toru w dól, przy czym rozpylony material ulega dokladnemu wysuszeniu, 30 a czynnik suszacy ochlodzeniu. Na dnie komory suszacej suche ziarenka oddzielaja sie od ochlo¬ dzonego czynnika, zas narastajaca warstwa ziare¬ nek moze byc odprowadzana w srodku stozka, gdzie jego linia plaszcza jest bardziej stroma, niz 35 kat usypu materialu. Cieplo zawarte w czynniku suszacym, wychodzacym z komory suszacej moze byc wykorzystywane za posrednictwem wymienni¬ ka ciepla do wstepnego podgrzewania cieczy.Zgodnie z wynalazkiem powyzsze zadanie spel- 40 nione jest w ten sposób, ze urzadzenie wyposazone jest w niskocisnieniowy rozpylacz, z kanalem do¬ prowadzajacym ciecz usytuowanym wspólsrodkowo z kanalem doprowadzajacym gaz, z których jeden jest wewnatrz kanalu cieczy, a drugi wokól tego 45 kanalu po stronie zewnetrznej, przy czym w kana¬ lach tych znajduje sie uklad lopatkowy uksztalto¬ wany wzdluz linii srubowej, oraz zawiera komore suszaca, zakonczona w swej dolnej czesci stozkiem otwartym ku górze, zas w swej górnej czesci 50 stozkiem otwartymi ku dolowi, przy czym na wierz¬ cholku górnego stozka uksztaltowana jest cylin¬ dryczna komora wirowa, do której przylaczona jest stycznie rura doprowadzajaca goracy gaz, zas kat rozwarcia górnego stozka komory suszacej jest 55 wiekszy, niz kat stozka rozpylania, a linia plasz¬ cza dolnego stozka jest bardziej stroma, niz kat usypu produktu suszenia. Cisnienie gazu doprowa¬ dzanego do wewnetrznego i zewnetrznego kanalu rozpylacza znajduje sie w przedziale miedzy 0,05 eo atn i 0,5 atn, zas jego temperatura równa jest tem¬ peraturze czynnika suszacego.Dalsza znamienna cecha urzadzenia wedlug wy¬ nalazku jest to, ze linie srubowe ukladu lopatko¬ wego w wewnetrznym i zewnetrznym kanale do- prowadzajacym gaz do rozpylacza posiadaja taki70462 sam zwrot*oraz wielkosc Skoku i celowo obie sa lewozwojne; podczas gdy linia srubowa ukladu lo¬ patkowego w kanale doprowadzajacym ciecz jest, w przeciwienstwie do wyzej wymienionych, pra- wozwójna.Istota procesu proponowanego przez wynalazek polega na tym, ze rozpylanie nastepuje w wyniku wyplywu goracego @azu z dysz rozpylacza przy szybkosci 80 do 300 im/sek, ze wyplywajacy z roz¬ pylacza gaz uzyskuje moment obrotowy (kret), ze goracy gaz suszacy wprowadzony zostaje stycznde do komory wirowej bedacej w oisi komory suszacej, w której umieszczony jest równiez rozpylacz, przy czym kret tego gazu suszacego jest zgodny z kre¬ tem materialu rozpylanego (mzawki).Przyklad zastosowania urzadzenia wedlug wy¬ nalazku, dla przypadku suszenia papkowatej pasty srodka pioracego wyjasniony jest na podstawie opisu sposobu pracy urzadzenia, bedacego przykla¬ dowym rozwiazaniem wynalazku, które to urzadze¬ nie przedstawione jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rozpylacz w przekroju piono¬ wym, fig. 2 — urzadzenie wedlug wynalazku w przekroju pionowym, fig 3 — urzadzenie w wi¬ doku z góry.W przedstawionym przykladowym rozwiazaniu konstrukcyjnym rozpylacz zawiera trzy wspólosio¬ we usytuowane kanaly: wewnetrzny kanal dopro¬ wadzajacy gaz 1, otaczajacy go kanal doprowadza¬ jacy ciecz lub paste 2, i otaczajacy oba wyzej wymienione kanaly gazowy kanal 3. W poblizu dyszy wylotowej 4 wewnetrznego kanalu gazowego 1 usytuowany jesit element srubowy (lopatka) 5, którego lewoskretne powierzchnie srubowe prze¬ twarzaja wychodzacy wewnetrzny strumien gazu w lewostretny wir powietrzny.W poblizu dyszy wylotowej 6 kanalu doprowa¬ dzajacego ciecz 2 usytuowany jest zestaw lopatek 7 o prawoskretnych powierzchniach srubowych po¬ wodujacy zawirowanie wychodzacej Iblony cieczy majacej ksztalt stozka scietego w ten sposób, ze kierunek wirowania widziany od strony rozpylacza jest zgodny z kierunkiem ruchu wskazówek zegara.Zewnetrzny kanal 3 doprowadzajacy gaz dostar¬ cza wiekszosc, to znaczy okolo 80—95% gazu roz¬ pylajacego i posiada odpowiednio do tego stosun¬ kowo duzy przekrój poprzeczny. W kanale gazowym 3 usytuowane sa lopatki 8, których lewo- skretny skok linii srubowej jest w poblizu krawe¬ dzi 9 stosunkowo duzy i maleje stopniowo w kie¬ runku krawedzi 10. W celu zapewnienia równo¬ miernego rodzialu wirujacego gazu, wprawionego w ruch wirowy przez wieniec lopatek 8 zastoso¬ wano wzdluz obwodu uklad zaluzjowy 11, którego plytki posiadaja takie same ukosne ustawienie, jak powierzchnia lopatki 8 w poblizu krawedzi 10.W poblizu dyszy wylotowej 12 zewnetrznego ka¬ nalu gazowego 3 szybkosc przeplywu gazu wynosi 100—400 m/sek, zas szybkosc styczna wiru gazo¬ wego opuszczajacego otwór dyszy 12 lezy w prze¬ dziale 80—300 m/sek. Dysza wylotowa 12 zewne¬ trznego kanalu gazowego 3 umieszczona jest w odleglosci 5 do 40 mm przed plaszczyzna dyszy wylotowej igazu 4 i dyszy wylotowej cieczy 6.Oieply gaz dostarczany jest do zewnetrznego ka¬ nalu gazowego 3 przez stycznie polaczona rure 1S pod cisnieniem 0,05 ain do 0,5 atn. Dzieki temu gaz wchodzi do zewnetrznego kanalu gazowego 3 posiadajac juz kret Odgaleziona od rury 13 rura 5 14 odprowadza czesc strumienia gazu do wewne¬ trznego kanalu gazowego 1. Króciec 15 doprowadza ciecz przeznaczona do wysuszenia. Pomiedzy ka¬ nalem cieczy 2 i zewnetrznym kanalem gazowym 3 znajduje sie izolacja cieplna 10, która ma za za- io danie uniemozliwic wysuszenie papkowatej pasty w czasie krótkich przerw w pracy urzadzenia. 90 do 95% kropelek wychodzacego z rozpylacza ma¬ terialu rozpylanego (mzawki) posiada wielkosc po¬ nizej 100 mikronów, 40 do 60% ponizej 50 mi- 15 kranów.Komore suszaca stanowi beben 17, zamkniety od góry stozkiem 18, zas od dolu stozkiem 19. Górny stozek 18 rozszerzony jest u swego górnego konca i tworzy cylindryczna komore wirowa 20, w srodku 20 której umiejscowiony jest rozpylacz 21 przedsta¬ wiony na fig. 1. Kat rozwarcia górnego stozka 18 jest wiekszy o 10° od kata rozwarcia Brozka rozpy¬ lania 22, wychodzacego z rozpylacza. Doprowadzo¬ ny rura 23 gazowy goracy czynnik suszacy wchodzi 25 stycznie do komory wirowej 20 i wprawiony zosta¬ je w ruch wirowy, o kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, to znaczy patrzac od góry, ten ruch wirowy jest zgodny co do kierunku z ruchem wirowym stozka rozpylania. Wirujacy 30 czynnik suszacy przemieszcza sie w dól po torze srubowym wzdluz scian górnego stozka 18, a na¬ stepnie bebna 17, mieszajac sie przy tym w ideal¬ nym wspólpradzie ze stozkiem rozpylania 22.Z chwila dojscia czynnika suszacego z zawartym 35 w nim materialem rozpylanym do dolnego stozka 19, material rozpylany (mzawka) jest juz calkowi¬ cie wysuszony, zas czynnik suszacy tak dalece oziebiony, ze cieplo juz nie moze wywierac szkod¬ liwego wplywu na produkt suszenia. Linia plaszcza 40 dolnego stozka 19 jest Ibardziej stroma, niz kat usypu wysuszonej haldy ziaren co uniemozliwia osadzanie sie produktu na sciance stozka. . Dolny stozek 19 zakonczony jest rura wylotowa 25, zam¬ knieta dozownikiem komorowym 24. Ochlodzony 45 czynnik suszacy opuszcza komore suszaca rura wyjsciowa 26.Przyklad: do suszarki o srednicy 2,5 m i pojemnosci 20 m3 rozpylacz 21 dostarcza 324 kg/h pasty srodka pioracego, w której zawartosc suchej 50 substancji stanowi 38% ciezaru. Jako srodek roz¬ pylajacy stosuje sie 390 Nm3/h goracego powietrza o temperaturze 232°C i cisnieniu 0,24 atn. Srednia wielkosc wychodzacych z rozpylacza kropelek ma¬ terialu rozpylanego (mzawki) wynosi 70 mikronów. 55 Rura 23 dostarczane jest 1780 Nm3/h mieszaniny powietrza i spalin ogrzanej do 258°C przez bezpo¬ srednie palenisko opalane ropa, która to miesza¬ nina wprowadzona zostoaje do komory wirowej.Z ^suszarki otrzymuje sie w ciajgu godziny li24 kg 60 wewnatrz pustych ziarenek o temperaturze 85°C i o zawartosci wilgoci 0,3% ciezaru. Ciezar odpa¬ rowanej w ciagu godziny wody wynosi 200 kg.Jednostkowe zuzycie ciepla w czasie suszenia w odniesieniu do pasty srodka pioracego wynosi 65 469 Kcal/kg, w ciagu godziny, w odniesieniu do70 462 produktu suszenia 1201 Kcal/kg, zas w odniesieniu do wyparowanej wody 770 Kcal/kg.Cieplny wspólczynnik sprawnosci suszenia, w od¬ niesieniu do gazu przy temperaturze otoczenia —28°C wynosi: (253—85) : (253—28) - 75%. Cieplny wspólczynnik sprawnosci odparowywania wody, w odniesieniu do gazu, przy adiabatycznej tempe¬ raturze nasycenia 46°C, odpowiadajacej temperatu¬ rze wejscia, wynosi: (253—85) : (253—46) = 81,5% Dosc wyparowanej wody w ciagu jednej godziny, w 1 m* komory suszacej wynosi 10 kg. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wspólpradowego rozpryskowego susze¬ nia roztworów i zawiesin przy niskim cisnieniu rozpylania, znamienny tym, ze rozpylanie przepro¬ wadza sie za pomoca goracego gazu wyplywajacego z rozpylacza z predkoscia wyplywu od 80 do 400 m/sek, przy czym wyplywajacy z rozpylacza gaz wprowadza sie w ruch wirujacy (kret), zas goracy gaz suszacy wprowadza sie stycznie do bebna suszacego, mieszczacego rozpylacz przy czym jego ruch wirowy (kret) jest zgodny z ruchem wirowym materialu rozpylanego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do wewnetrznego i zewnetrznego kanalu gazowego rozpylacza wprowadza sie gaz o cisnieniu 0,05 atn 20 25 30 do 0,5 atn i temperaturze równej w przyblizeniu temperaturze czynnika suszacego.

3. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1—2 znamienne tym, ze posiada niskocisnie¬ niowy rozpylacz (21) z kanalem cieczy (2) umiesz¬ czonym miedzy wewnetrznym i zewnetrznym ka¬ nalem gazowym (1, 3) i z rozmieszczonymi w tych kanalach srubowo uksztaltowanymi ukladami lopa- teg (5, 7, 8), oraz beben suszacy (17) zamkniety od góry i od dolu dwoma stozkami {18, 19) zwró¬ conymi swymi podstawami w kierunku bebna, przy czym na wierzcholku górnego stozka (18) uksztaltowana jest cylindryczna komora wirowa (20), do której przylaczona jest stycznie rura do¬ prowadzajaca goracy gaz (23), i w której to komo¬ rze wirowej usytuowany jest rozpylacz (21), przy czym kat rozwarcia górnego stozka (18) jest wiekszy od stozka rozpylania (22), zas linia plasz¬ cza dolnego stozka (19) jest bardziej stroma niz kat usypu produktu suszenia.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze linie srubowe powierzchni srubowych ukladów lopatek (5, 8), usytuowanych w wewnetrznym i zewnetrznym kanale gazowym (1, 3) rozpylacza (21) posiadaja taki sam zwrot i specjalnie zositaly zaprojektowane jako lewoskretne, podczas gdy w przeciwienstwie do tego linia srubowa powierz¬ chni srubowych ukladu lopatek (7) usytuowanego w kanale cieczy (2) ma przeciwny zwrot, to znaczy jest prawoskretna.KI. 82a,l/03 70 462 MKP F26b 3/12 Fig. 1KI. 82a,l/03 70 462 MKP F26b 3/12 Zaklady Typograficzne Lódz, zam. 106/74 — 110 ei Cena 10 zl PL PL