сушилка распылительная

Формула изобретения

Сушилка распылительная, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, систему очистки отработанного воздуха, систему подачи высушиваемого раствора в сушильную камеру с распылителем и систему рециркуляции газа-теплоносителя, включающую акустическую установку, сухой циклон для выделения из газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающий вентилятор для подачи газа-теплоносителя из циклона в мокрый скруббер-конденсатор для конденсации паров растворителя исходного продукта, содержащий распылительное сопло для промывной жидкости, отбойники и сборник конденсата, причем растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике, система подачи горячего газа состоит из вентилятора высокого давления для подачи теплоносителя в сушильную камеру, масляного калорифера с электроподогревателем для нагрева газа и циркуляционного масляного насоса с системой рециркуляции горячего масла, содержащей сборник и бак-расширитель для масла, а оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке не менее 2 г/м³ являются: уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с, при этом распылитель выполнен в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатором, выполненным 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 полым стержнем распределительной головки, в сечении, перпендикулярном оси полого стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, при этом 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 полого стержня каналами для выхода раствора, срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка по авторскому свидетельству СССР №553424, 03.05.1977, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха.

Недостатком известной сушилки является сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что распылительная сушилка содержит загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, при этом она содержит систему подачи высушиваемого раствора, сушильную камеру с распылительным диском и систему рециркуляции газа-теплоносителя (азота), включающую акустическую установку, сухой циклон для выделения из газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающий вентилятор для подачи газа-теплоносителя из циклона в мокрый скруббер-конденсатор, служащий для конденсации паров растворителя исходного продукта и содержащий распылительное сопло для промывной жидкости, отбойники и сборник конденсата, причем растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике, а система подачи горячего газа состоит из вентилятора высокого давления для подачи теплоносителя в сушильную камеру, калорифера для нагрева газа, обогреваемого горячим маслом, которое подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе и циркуляционным масляным насосом подается в масляный калорифер для нагрева газа, причем в систему рециркуляции горячего масла входят сборник и бак-расширитель для масла, причем оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке не менее 2 г/м³ являются: уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с. Распылитель выполнен в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и 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.

На фиг.1 показана схема распылительной сушилки, на фиг.2 - общий вид акустической форсунки.

Сушилка распылительная состоит из системы подачи 1 высушиваемого раствора, сушильной камеры 2 с распылителем 3 в виде пневматической акустической форсунки и системы рециркуляции газа-теплоносителя (азота), которая включает акустическую установку 15, сухой циклон 4 для выделения из газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающего вентилятора 5 для подачи газа-теплоносителя из циклона 4 в мокрый скруббер-конденсатор 6.

В качестве распылителя 3 используется акустическая пневматическая форсунка (фиг.2), которая содержит полый корпус со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями с размещенным в нем резонатором 23 и полостью 19 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 17 в коллектор 16, связанный через отверстия 18 с полостью 19, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.

На полом цилиндрическом стержне 21, жестко связанном с корпусом 15, установлена распределительная головка 31 для подачи исходного раствора через штуцер 20, при этом между стержнем 21 и корпусом 15, со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 19, имеется кольцевой зазор 22. Резонатор 23 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 15, обращенной к распределительной головке 31, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 24 с зазором 22 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 15 и стержнем 21 распределительной головки 31. В сечении, перпендикулярном оси стержня 21, зазор 22 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 31 выполнена в виде корпуса 28 с крышкой 27 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 31 расположен коллектор 29 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 32, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 21 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 27 и корпусе 28 распределительной головки 31, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 21 каналами 26 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 26 расположен на конической поверхности крышки 27 распределительной головки 31, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

Резонатор 23 может быть выполнен в виде тороидальной полости (на чертеже не показано), ось которой расположена соосно стержню 21 распределительной головки 31, а его полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 24 с кольцевым зазором 22 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 15 и стержнем 21 распределительной головки 31. Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 21 распределительной головки 31, и образованного в ее крышке 27 посредством пластины 25, жестко прикрепленной к стержню 21, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 27, по крайней мере, тремя крепежными элементами 33 с образованием радиального кольцевого зазора.

Скруббер-конденсатор 6 служит для конденсации паров растворителя исходного продукта путем контакта газа с охлажденной этой же жидкостью и задержки при промывке газа наиболее тонких частичек продукта, которые могут быть вынесены потоком газа из циклона 4. Скруббер имеет распылительное сопло для промывной жидкости и снабжен отбойниками и сборником конденсата (не показано). Для рециркуляции сконденсированного растворителя служит насос 7.

Перед возвратом части растворителя в промывной скруббер растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике 8. Система горячего газа состоит из вентилятора высокого давления 9 для подачи теплоносителя в сушильную камеру, калорифера 10 для нагрева газа, обогреваемого горячим маслом. Масло подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе 11 и циркуляционным масляным насосом 12 подается в масляный калорифер для нагрева газа. В систему рециркуляции горячего масла входят сборник 13 и бак-расширитель для масла 14.

Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке 15 среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке не менее 2 г/м³ являются: уровень звукового давления в диапазоне 140...15 0 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...10000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с. Сушилка распылительная работает следующим образом.

Высушиваемый раствор подается в сушильную камеру 2 распылителем 3. Газ-теплоноситель (азот) проходит через акустическую установку 15, сухой циклон 4 для выделения из газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта в мокрый скруббер-конденсатор 6, который служит для конденсации паров растворителя исходного продукта путем контакта газа с охлажденной этой же жидкостью и задержки при промывке газа наиболее тонких частичек продукта, которые могут быть вынесены потоком газа из циклона 4. Скруббер имеет распылительное сопло для промывной жидкости и снабжен отбойниками и сборником конденсата (не показано). Для рециркуляции сконденсированного растворителя служит насос. Форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 17 в коллектор 16, связанный через отверстия 18 с полостью 19, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 19 воздух направляется в кольцевой зазор 22 между стержнем 21 и корпусом 15, где встречает на своем пути резонатор 23, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 22 посредством калиброванного отверстия 24. В результате прохождения резонатора 23 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 31 через полый стержень 21, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыливающего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 23. 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 27 распределительной головки 31.

Перед возвратом части растворителя в промывной скруббер растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике 8. Система горячего газа состоит из вентилятора высокого давления 9 для подачи теплоносителя в сушильную камеру, калорифера 10 для нагрева газа, обогреваемого горячим маслом. Масло подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе 11 и циркуляционным масляным насосом 12 подается в масляный калорифер для нагрева газа. В систему рециркуляции горячего масла входят сборник 13 и бак-расширитель для масла 14.

Описанная сушильная установка имеет производительность по испаряемому ацетону приблизительно 100 кг/ч или по готовому продукту до 48 кг/ч при его остаточной влажности 0,1...1,0%. Расход азота при нормальной работе составляет 3 м³/ч, а на первоначальную продувку всей системы около 75 м³/ч. Расход тепла 75 кВт, потребление электроэнергии на двигатели 25 кВт. Температура газа на входе в сушильную камеру около 170°С, на выходе около 110°С.

Предложенная сушилка может быть использована для сушки антибиотиков от паров ацетона в среде азота.