Установка з псевдозрідженим шаром для сушіння сипучих вологих матеріалів

Пропозиція належить до установок з псевдозрідженим шаром для сушіння сипучих матеріалів, які мають порівняно високу вологу та схильні до злипання та налипання при завантаженні у сушарку з псевдозрідженим шаром. Установка може бути використана у гірничій, хімічній, харчовій та інших галузях промисловості. Відома сушарка з псевдозрідженим шаром [А.С. СССР №161667 МПК F26В17/10, 1964г.] для сушіння дрібнодисперсних сипучих вологих матеріалів, схильних до злипання та налипання, яка містить корпус змінного по вертикалі перерізу, розширеного у верхній частині, з розміщеною у нижній частині її газорозподільчою решіткою, яка ділить корпус установки на підрешіткову та робочу камери. У верхній частині корпусу розміщений відбійник з бункером для виведення із установки крупних частинок висушеного матеріалу. У робочій камері над газорозподільчою решіткою змонтована перемішуюча мішалка-ворошитель з механічним приводом. Сушарка обладнана завантажувальним пристроєм з бункером-накопичувачем висушеного матеріалу зі шнеком, циклоном для очистки відпрацьованих газів і розвантажувальним пристроєм. В такій сушарці не вдається ліквідувати процес комкування висушуваних матеріалів, оскільки мішалки такої конструкції є тихохідними пристроями і неспроможні роздрібнювати утворені грудки. Вони складні за своєю конструкцією і мають значний гідравлічний опір внаслідок того, що під газорозподільчою решіткою або над нею розміщений вертикальний вал мішалки, а також значні габаритні розміри. Конструкція мішалки-ворошителя не дозволяє виконувати переміщення висушуваного матеріалу в горизонтальній площині від завантажувального до розвантажувального пристроїв. Найбільш близькою до запропонованої пропозиції за своєю технічною сутністю та одержуваним результатом є установка [Пат. США №3646689 МПК F26В17/20, 1972г.] для сушіння в псевдозрідженому шарі схильних до злипання та налипання сипучих матеріалів з підвищеною вологістю. Установка містить прямокутний в перерізі корпус, обмежений боковими та торцевими стінками, подом та склепінням, обладнаний газорозподільною решіткою, яка ділить на робочу та підрешіткову камери, завантажувальним та розвантажувальним пристроями, розміщеними на протилежних торцевих стінках корпусу, патрубком для підведення нагрітого псевдозріджуючого агенту-теплоносія, розміщеним на торцевій стінці під газорозподільчою решіткою, та патрубком для відведення відпрацьованого теплоносія, розташованим у склепінні. В газоході після патрубка для відведення відпрацьованого теплоносія розміщено циклон для очищення відхідних газів перед викидом їх в атмосферу. В робочій камері установки по її довжині над газорозподільчою решіткою розміщені один над одним два шнеки з механічним приводом для обертання їх з метою переміщення висушуваного матеріалу від завантажувального до розвантажувального пристроїв. Відома конструкція сушарки не дозволяє досягти високої якості висушування вологих матеріалів, оскільки в процесі обертання шнеків на стінках робочої камери висушуваний матеріал здатний налипати і злипатися в грудки, що може призвести до спікання в процесі оброблення його гарячим псевдозріджуючим агентом, утворення і потрапляння у робочу камеру сушарки твердих шматків матеріалу, які не будуть сприяти рівномірному псевдозрідженню і в кінцевому випадку призведе до зупинки роботи установки. Застосування такого перемішуючого пристрою для розпушування грудок вологого матеріалу ускладнює гідродинамічну обстановку в робочій камері, зменшує об'єм робочої камери і збільшує металоємність установки, ускладнюючи умови її експлуатації. В основу пропозиції поставлене завдання удосконалення конструкції установки з псевдозрідженим шаром для сушіння сипучих вологих матеріалів, в якій, в результаті введення в робочу камеру механічного розпушуючого пристрою, забезпечується однорідність псевдозрідження при рівномірності переміщення висушуваного матеріалу по газорозподільчій решітці в сторону розвантажувального пристрою і за рахунок цього покращується якість висушування і поліпшуються умови експлуатації установки . Поставлене завдання вирішене завдяки тому, що в установці з псевдозрідженим шаром для сушіння сипучих вологих матеріалів, яка містить розширений вгору прямокутний в горизонтальному перерізі корпус, обмежений боковими та торцевими стінками, подом та склепінням, обладнаний газорозподільною решіткою, яка ділить на робочу та підрешіткову камери, завантажувальним та розвантажувальним пристроями, розміщеними на протилежних торцевих стінках корпусу, патрубками для підведення нагрітого псевдозріджуючого агентутеплоносія та відведення відпрацьованого теплоносія, циклоном для очищення відхідних газів перед викидом їх в атмосферу, згідно пропозиції, робоча камера обладнана механічним розпушуючим пристроєм, виконаним у вигляді двох горизонтально встановлених на однаковій висоті над газорозподільчою решіткою під вихідним отвором завантажувального пристрою паралельних валів з лопатями і закріплених в бокових стінках корпусу з можливістю їх обертання, а лопаті виконані у вигляді поперечин однакової довжини і розміщені співвісно з валами і перпендикулярно їм. Першою додатковою ознакою є те, що кожна із лопатей виконана із кутової сталі. Другою додатковою ознакою є те, що вали розпушуючого пристрою з'єднані з електромотором за допомогою мотора-редуктора. Наявність розпушуючого пристрою у робочій камері установки з псевдозріджуючим шаром для сушіння сипучих вологих матеріалів запобігає утворенню грудок висушуваних матеріалів шляхом їх розпушення, що не призводить до порушення процесу рівномірного псевдозрідження, тому що лопаті із кутової сталі однакової довжини максимально охоплюють об'єм матеріалу у робочій камері та сприяють більш надійному перемішуванню і переміщенню висушуємого матеріалу від завантажувального до розвантажувального пристроїв. Причому пропонуємий перемішуючий пристрій дозволяє регулювати швидкість обертання за допомогою мотора-редуктора. На Фіг.1 представлена схема запропонованої установки, її повздовжній переріз; на Фіг.2 - переріз А-А на Фіг.1. Установка містить розширений вгору прямокутний в горизонтальному перерізі корпус 1, обмежений боковими 2, торцевими 3 стінками, подом 4 та склепінням 5, обладнаний газорозподільчою решіткою 6, яка ділить 1 на робочу 7 і підрешіткову 8 камери, завантажувальним 9 та розвантажувальним 10 пристроями, розміщеними на протилежних торцевих стінках корпусу 1, патрубком 11 для підведення нагрітого псевдозріджуючого агентутеплоносія, розміщеним під газорозподільною решіткою 6 в підрешітковій камері 8, патрубком 12 для відведення відхідних газів, розміщеним в склепінні 5 корпусу 1, а також циклоном 13 для очищення відхідних газів перед викидом їх в атмосферу. В робочій камері 7 над газорозподільною решіткою 6 під вихідним отвором завантажувального пристрою 9 на однаковій висоті розміщено два горизонтально встановлених паралельні вали 14 і 15, закріплених на бокових 2 стінках корпусу 1 з можливістю їх обертання. На валах 14 і 15 розміщені лопаті 16, виконані із кутової сталі у вигляді поперечин однакової довжини співвісно з валами і перпендикулярно їм. Вали 14 і 15 з'єднані з електромотором 17 за допомогою мотора-редуктора 18. Установка працює таким чином. Вали 14 і 15 з лопатями 16 вмикають в режим обертання електромотором 17 за допомогою мотора-редуктора 18. Оскільки вал електромотора 17 з'єднаний з валами 14 і 15 через мотор-редуктор 18, то швидкість обертання розпушуючого пристрою можна регулювати, тобто обертання валів 14 і 15 з лопатями 16 може бути як тихохідним, так і високообертовим. Крізь патрубок 11 в підрешіткову камеру 8 корпусу 1 підводять нагрітий псевдозріджуючий агент-теплоносій, який через отвори газорозподільчої решітки 6 подають в робочу камеру 7 корпусу 1 із необхідною швидкістю псевдозрідження стосовно гранулометричного складу висушуваного матеріалу. Завантажувальним пристроєм 9 в робочу камеру 7 подають сипучий вологий матеріал, який лопатями 16 на валах 14 і 15 розпушують без утворення грудок. В результаті передачі тепла від нагрітого псевдозріджуючого агенту-теплоносія до поверхні частинок розпушеного вологого матеріалу відбувається його інтенсивне висушування. Підсушений після загрузки в робочу камеру 7 розпушений матеріал в результаті обертання перемішуючого пристрою перемішують і перемішують по горизонталі від завантажувального 9 до розвантажувального 10 пристроїв. При знаходженні висушуваного матеріалу в постійному русі грудки, які можуть утворитися, зникнуть при розпушенні, а при переміщенні матеріалу по газорозподільчій решітці 6 до розвантажувального пристрою 10 значно підвищується рівномірність сушіння. Для визначення працездатності установки з псевдозрідженим шаром для сушіння сипучих вологих матеріалів на дослідній установці Інституту газу НАН України проведені експерименти. В якості дослідного матеріалу використовували пісок фракції 0-1,0мм з загальною вологістю 9-10% із вмістом глиняної фракції до 4%, яка спряла злипанню та налипанню піску. Псевдозріджуючим агентом-теплоносієм були продукти спалювання природного газу з повітрям. Температуру в підрешітковій камері підтримували у межах 480-500°С за рахунок розбавлення продуктів спалювання холодним повітрям. Температура псевдозрідженого шару висушуваного піску складала 90-110°С. За допомогою лопатей 16 валів 14 і 15 здійснювали перемішування завантажуваного на сушіння матеріалу, що забезпечувало проходження крізь його масу пухирців гарячого теплоносія у напрямку знизу догори. Одночасно з розпушенням грудок відбувалася підсушка дрібнодисперсних часток, їх перемішування і переміщення по газорозподільчій решітці в сторону розвантажувального пристрою 10. При цьому не відбувалося злипання та спікання грудок, що, в разі їх накопичення, призвело б до затору і зупинки процесу сушіння та суттєвих витрат, пов'язаних з розчищенням робочої камери. В порівнянні з прототипом механічний розпушуючий пристрій в запропонованій конструкції установки дозволяє здійснювати ефективне розпушування грудок, підсушку і перемішування дрібнодисперсних матеріалів. Однорідність висушуваного матеріалу і його постійне переміщення до розвантажувального пристрою сприяє рівномірному псевдозрідженню, більш глибокому сушінню оброблюваного матеріалу до заданої кінцевої вологості за рахунок розпушування грудок, які можуть утворитися в період завантаження матеріалу для сушіння, а також сприяє підвищенню надійності установки в роботі і поліпшенню умов її експлуатації при сушінні сипучих вологих матеріалів.