Спосіб сушіння розчинів і суспензій

1. Способ сушки растворов и суспензий, включающий распыление суспензии встреч но теплоносителю состоящему из центрального потока и периферийных потоков, о г л и ч а ю щ и й с я тем, что периферийные потоки теплоносителя формируют в виде группы вертикальных вихрей, смежные из которых закручены друг относительно друга в противоположных направлениях, а распыляемую суспензию направляют в область границы центрального и тех двух смежных периферийных вихрей теплоносителя, в которой локальный вектор закрутки смежных вихрей направлен в центральную часть аппарата. 2. Способ поп, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что количество формируемых вертикальных вихрей выбирают кратным четырем. С > Изобретение относится к тепломассообменным процессам, происходящим в вертикальных выпарных аппаратах в системе газ-распыливаемап жидкость и может найти применение в химической, нафтехимической и других отраслях промышленности для получения сухих твердых веществ, Известен способ сушки растворов и суспензий путем распыления суспензии навстречу восходящему потоку теплоносителя, разделенному на центральный и периферийные потоки. Такой способ характеризуется низкой интенсивностью процесса тепло и массообмена между частицами распыленной суспензии и потоками тег л оное и теля, поскольку скорость этих пелоюр восходя щих плоскопарэлдельными струдми s направлении параллельном оси сушильной камеры незначительна В таком способе на траекторию движения капель распиливаемой суспензии низкоскоростной поток теплоносителя практически не оказывает влияния и капли суспензии из периферийных частей факела распыла суспензии быстро достигают стенок аппарата, оседая на них, в то время из-за низкой интенсивности теплообмена крупные капли распиливаемой суспензии достигают нижнего ограждения аппарата влажными, что также создает условия для налипания их на дно аппарата Задачей изобретения является усовершенствование способа сушки растворов и суспензии в вертикальных выпарных аппарат?--' в котором путем удлинении пути про > олимого частицами распыленной суспензии в потоках теплоносители и повышения скорости теплоносителя эбеслечиед со 13364 ется интенсификация процесса сушки и уменьшение образования отложений на стоиках корпуса выпарных аппаратов. Данная задача решается тем, что в спогобе сушки растворов и суспензий, включающем распыление суспензии встречно теплоносителю состоящему из центрального потока и периферийных потоков, согласно изобретению, периферийные потоки теплоносителя формируют о виде группы вертикальных вихрей смежные из которых закручены друг относительно друга в противоположных направлениях а распыляемую суспензию направляют в область границы центрального и тех двух смежных периферийных вихрей теплоносителя, в которой локальный вектор закрутки смежных вихрей направлен в центральную часть аппарата. При этом количество формируемых вертикальных вихрей выбирают кратным четырем. При попадании основной части капель суспензии в указанную зону происходит наиболее интенсивный процесс тепломассообмена, поскольку в указанной области на границах вертикальных периферийных вихрей имеются наиболее высокие окружные скорости теплоносителя. Особо следует отметить, что в указанной зоне ПОЛ действием локальных направлений движения теплоносителя в смежных вихрях капли суспензии отклоняются в центральную часть аппарата, что резко уменьшает вероятность их оседания на стенках корпуса аппарата В конкретных вариантах реализации способа количество формируемых вертикальных вихрей может быть выбрано четырем. Вследствие этого капля суспензии, отклонившаяся благодаря взаимодействию с зоной касания двух смежных вихрей, отклоняется и, пересекая центральную часть аппарата, попадает в аналогичную и строго Симметричную предыдущей зону качания двух смежных других вихрей, которые опять отклоняют каплю суспензии в центральную часть аппарата Таким образом основная часть капель распиливаемой суспензии движется от зоны распыла к выходу аппарата зигзагообразно, отклоняясь каждый раз при попадании в зону контакта двух смежных периферийных вихрей теплоносителя. Снижение вероятности попаданий капель суспензии на стенки корпуса аппарата уменьшает отложения на них. На фиг. 1 представлена схема вертикального разреза зоны взаимодействия распиливаемо й сусп ен зии с разл ичн ым и потоками теплоносителя; на фиг. 2 - поперечный разрез указанной зоны. В корпусе 1 тепломассообменного аппарата расположены распылительные форсун5 ки 2, линия 3 подвода теплоносителя с отводами 4, для подачи периферийного потока, состоящего кз вертикальных вихрей 5, G и отводами 7 для подачи центрального потока теплоносителя, линию 8 отвода отра10 ботанного теплоносителя и линию 9 отвода высушенного продукта. На отводах 4 установлены завихрители 10, 11 для закрутки периферийных потоков теплоносителя в различных направлениях. 15 Предлагаемый способ осуществляют следующим образом- высушиваемую суспензию, например, композицию синтетического моющего средства (CMC) влажностью 40-55% распиливают встречно теплоноси20 тел ю с помощью форсунок 2 в верхней части корпуса 1 Через отводы 4, 7 в нижнюю часть корпуса подаются периферийные и центральный потоки теплоносителя. При этом 25 периферийные потоки формируют в виде ряда вертикальных вихрей 5, 6 в которых смежные вихри закручивают относительно друг друга в противоположных направлениях. Располагая распылительные форсунки 30 над границей центрального и тех двух смежных вихрей, где локальный вектор закрутки направлен в центральную часть аппарата в указанную зону направляют часть разбрызгиваемой композиции. При попадании ка35 п ел ь сусп е нз и и в ук аз ан ную зо ну происходит интенсивный процесс тепломассообмена благодаря высоким величинам окружных скоростей теплоносителя в вихрях. Кроме этого под действием этих вихрей 40 разбрызгиваемые капли меняют траекторию своего падения отклоняясь к центральной части аппарата, пересекая которую попадают в периферийные зоны других вихрей, где под действием высоких окружных 45 скоростей подвергаются интенсивному оысушиваниюи повторному отклонению в зону других вихрей. Достижение поставленных задач подтверждается примерами конкретного выпол50 нения на установке производительностью 5 т/ч по готовому продукту. Для этого известным способом готовят композицию синтетического моющего средства "Лотос" (ГОСТ СССР 25644-83), кото55 рую насосом высокого давления подают на распыление в верхнюю часть тепломассообменного аппарата, где происходит выпаривание в потоке теплоносителя, состоящего из центрального потока и периферийных потоков (8 потоков) сформированных в виде 13364 вертикальных вихрей, закрученных друг относительно друга в противоположных направлениях, с образован ием грану л порошка. Узел распыления состоит из 4 механиче- 5 ских форсунок, установленных равномерно по сечению аппарата. Проекция оси форсунок на поперечное сечение зоны теплообмена выбирается в пределах окружности с радиусом 0.35 ради- 10 уса вихря, и с центром в зоне контакта периферийных вихрей, где локальный вектор закрутки направлен в центральную часть аппарата Технологические параметры процесса и 15 качественные показатели готового продукта представлены в таблице. Из таблицы следует, что при распылении композиции в область границы центрального и тех двух смежных периферийных 20 потоков теплоносителя, где локальный вектор закрутки двух смежных вихрей направлен в центральную часть аппарата, величина отложений через 6 сут (время проведения недельных регламентных работ) составила 4 25 мм, что в 2,5 раза меньше, чем в прототипе. Реализуе Температура теплоноси мый теля ,°С способ Кроме того, через 3 суток в опыте fsfc 1 в готовом продукте появились темные вкрапления порошка, что свидетельствует об обугливании отложений, находящихся в зоне высоких температур (в зоне ввода теплоносителя) При этом увеличение содержания крупной фракции (6,9%) свидетельствует об обрушении отложений со стенок аппарата Таким образом, использование направленной отклоняющей способности периферийных вихрей позволяет предотвращать попадание распыливаемых влажных капель суспензии на стенки корпуса аппарата, что предотвращает отложение суспензии на этих стенках. Исключается обугливание отложений на стенках аппарата (в месте ввода теплоносителя в аппарат), что приводило к загрязнению полученных сухих гранул, обугленными и осмоленными компонентами отложений. Направление разбрызгиваемых капель суспензии в зону с высокими скоростями и отклонение их в подобные зоны двух периферийных вихрей позволяет повысить коэффициенты тепломассообмена и увеличить влагонапряженность аппарата. Количество Гранулометрический состав по фракподаваемо циям, % на входе в на выходе го теплоно аппарат из аппарата сителя, нм3/ч 2,5 2.5-0,2 0,2 380 92 16500 7.2 88.4 4.4 380 92 16500 3,8 94 2.2 По заявке Японии 61-519221 Предлагаемый 13364 8 Продолжение таблицы Реализуе Моющая Величина отложений порошка на стенках аппарата во времени, мм мый способ 1 способ ность, % сут 105 3 105 отдельные По заявке 2 сут 3 сут 4 сут 5 сут 6 сут 4 7* 9 10 11 2 3 3 4 Японии 61519221 Предлагаемый пятна * Отбор проб проводили на транспортере после аппарата (в графе представлен средний показатель из шести проб). 13364 11 Фиъ.2 Упорядник Замовлення 4112 Техред М.Моргентал Коректор Л, Лукач Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиІв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна. 101