Спосіб сушіння сипких зернистих матеріалів

Спосіб сушіння сипких зернистих матеріалів, що включає профільтровування теплового агента крізь шар вологого матеріалу під дією перепаду тисків, який відрізняється тим, що тепловий агент профільтровують спочатку в напрямку вологий матеріал - перфорована перегородка, а після видалення основної частини вологи - в протилежному напрямку зі створенням киплячого шару. Корисна модель відноситься до техніки сушіння зернистих матеріалів і може використовуватися у вугільній, хімічній, легкій та інших галузях промисловості. Відомий спосіб сушіння сипких матеріалів шляхом профільтровування теплового агенту в напрямку перфорована перегородка - вологий матеріал і створення киплячого шару. [Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. М.: Химия, 1988. - С.149]. Гідравлічний опір (втрати тиску) в такому випадку є приблизно рівним вазі сипкого матеріалу і є значно менший ніж у стаціонарному шарі при однакових швидкостях руху теплового агенту. Однак, такий спосіб сушіння характеризується невисоким степенем використання теплової енергії, невисокою швидкістю руху теплового агенту, яка обмежується швидкістю вільного витання найдрібніших частинок матеріалу, що обмежує можливість інтенсифікувати процес у першому періоді сушіння. Крім цього в даному способі сушіння вся волога видаляється шляхом її випаровування, тобто за рахунок підведення тепла. Відомий спосіб сушіння сипких зернистих матеріалів що включає профільтровування теплового агенту крізь шар вологого матеріалу під дією перепаду тисків [Установка фільтраційного сушіння сипких матеріалів. Деклараційний патент України №60587А, F26B3/06, опубл. 15.10.2003, бюл. №10]. Даний спосіб характеризується тим, що тепловий агент профільтровується в напрямку сипкий матеріал - перфорована перегородка, і за дуже короткий час, основна частина вологи видаляється, за рахунок механічного витіснення і винесення, високим степенем використання теплової енергії, що є дуже важливо у першому періоді сушіння, коли вологи у матеріалі є достатньо і швидкість сушіння залежить від зовнішніх умов (швидкості руху теплового агенту та його температури). Однак, такий спосіб сушіння характеризується великими питомими затратами на створення перепаду тиску для подолання гідравлічного опору шару зернистого матеріалу, який залежить від структурної будови шару сипкого матеріалу, розмірів, форми і будови частинок, швидкості руху теплового агенту крізь пористу структуру шару. Для дрібнодисперсного матеріалу необхідно застосовувати високопродуктивні вентилятори високого тиску, які мають значні габарити, високий рівень шуму і є дорогими. В основу корисної моделі поставлене завдання вдосконалити спосіб сушіння сипких зернистих матеріалів, в якому зміна напрямку руху теплового агенту в процесі сушіння дозволить зменшити питомі затрати на процес. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі сушіння сипких зернистих матеріалів, що включає профільтровування теплового агенту крізь шар вологого матеріалу під дією перепаду тисків, згідно корисної моделі, тепловий агент профільтровують спочатку в напрямку вологий матеріал - перфорована перегородка, а після видалення основної частини вологи в протилежному напрямку зі створенням киплячого шару. Профільтрування теплового агенту в напрямку сипкий матеріал - перфорована перегородка дозволить за короткий час видалити основну кількість вологи з матеріалу, а зміна напрямку профільтровування дозволить зменшити затрати на створення перепаду тисків, що в кінцевому випад со О) 10197 4 перфорованою перегородкою, швидкість теплового агенту становила 1,94м/с (коефіцієнт псевдозрідження К=7), втрати тиску становили 1600Па, температура теплового агенту на виході із киплячого шару на початку експерименту складала Т=308К і зростала до Т=313К в кінці експерименту, час сувисота шару 9010 м, 3 'кг сух. мат.' шіння до вологості 0,022 к г 2 л г „ „ „ о т скла33 / кг сух. мат. фракція d ==(0,63-H,25)-10' 'M. . Вологовміст в 1 (0,63-1,25)Ю м дав 1040с. процесі сушіння визначали ваговим методом. Як видно із Фіг.1 (крива 1 і 2) після 420с інтенПриклад 1. Вугілля сушили шляхом профільтсивність сушіння в обох випадках практично однаровування теплового агенту в напрямку сипкий кова, про це свідчить те, що кінетичні криві є майматеріал - перфорована перегородка, при перепаже паралельними. Однак втрати тиску у киплячому ді поверхні зернистого матеріалу. Температура під шарі протягом всього процесу сушіння становлять решіткою (на виході із матеріалу) протягом експе1600Па, і протягом часу сушіння є у 4-8 рази менрименту складала Т=294К і після 440с плавно зрошими ніж у прикладі 1. стала до Т=306К в кінці експерименту. Приклад 3. Вугілля сушили профільтровуючи На Фіг.1 крива 1 зображена кінетична крива теплоносій в напрямку сипкий матеріал - перфосушіння при профільтровуванні теплового агенту в рована перегородка через 200с вологість вугілля напрямку сипкий матеріал - перфорована перегостановила 0,074 к г 2 / Досушували родка. м а т Як видно із фіг. 1 (крива 1) в процесі сушіння вугілля до кінцевої вологості шляхом фільтруванвугілля, за перших 20-40 с внаслідок механічного ня теплового агенту в напрямку перфорована певитіснення і винесення вологи вологовміст матерірегородка - сипкий матеріал в умовах киплячого шару. Кінетична крива сушіння запропонованим алу зменшується з 0,63 до 0,11 К Г Н 2 ° / с у х способом зображена на Фіг.2. Як видно із Фіг.2 час тобто в 5,7 рази. Втрати тиску при цьому зменшусушіння до вологості ° > 0 1 з К Г Н 2 / г С у Х м а т . валися з 13000 до 12000Па, а швидкість руху теплового агенту складала 1,04м/с, загальний час складає 810с, приблизно стільки ж як і у першому прикладі. сушіння до вологості 0,013 к г 2 / „ _ „ _ _ ста/ КГ СуХ. MdT. В таблиці представлені основні показники зановив 800с. Втрати тиску в шарі сипкого матеріалу трат енергії для трьох вищеописаних способів супо мірі зменшення вологості плавно зменшуються і шіння. вкінці становили 5984Па. Приклад 2. Сушіння проводили при профільтровуванні теплоносія в напрямку перфорований перегородка - сипкий матеріал в умовах киплячого шару при температурі теплового агенту Т=338К під ку приведе до зменшення сумарних питомих затрат енергії на процес сушіння. Сушінню піддавали дрібнодисперсне вугілля, яке є продуктом гідросепарації на вугільнозбагачувальних фабриках, з початковим вологовмістом Таблиця Питомі затрати на сушіння вугілля фракції d = (1,25 •0,63)Ю~ 3 м. Спосіб су- Тривалість прошіння цесу, с Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 800 1040 810 Питомі затрати тепла на випаровування вологи, кДж кгН 2 О 907 3390 2150 Як видно із таблиці, питомі затрати теплоти на випаровування води для запропонованого нами способу є в 1,6 рази менші, ніж для сушіння у киплячому шарі і у 3,7 рази більші у порівнянні із фільтруванням теплоносія в напрямку сипкий матеріал - перфорована перегородка, зате енергетичні затрати на створення перепаду тисків є приблизно у 1,6 рази менші, і менші, ніж у киплячому шарі. Крім цього, як видно із таблиці, сумарні питомі затрати на процес сушіння для Питомі затрати на створення Сумарні питомі перепаду тисків, затрати кДж кДж кгН 2 О кгН 2 О 4571 5478 2971 6361 2886 5036 рні питомі затрати на процес сушіння для запропонованого нами способу є найменшими. Якщо врахувати, що на вугільнозбагачувальних фабриках в якості теплового агенту використовуються відхідні гази від спалювання «попутного палива» (сухого вугілля), а електрична енергія є покупним енергоносієм і набагато дорожчим за собівартість вугілля, то запропонований нами спосіб сушіння є значно дешевшим для застосування. 10197 кг Н2О кг сух. мат. 0.70 0 ISO 360 540 720 900 1080 фіг. 1 т >с ЦТ г сух, мат, 0.70 О 120 240 360 4S0 600 720 840 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка М. Мацело Підписне % с Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601