Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2434
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_215812.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=215812&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB215812A
[]
Усовершенствования в процессах сушки или связанные с ними. Я, Томас Ригби, подданный короля Англии,
проживающий по адресу: Виктория-стрит, 72, Вестминстер, настоящим заявляю, что суть данного
изобретения заключается в следующем: при сушке таких материалов, как уголь (упомянутый здесь
исключительно в качестве примера), в мелкодисперсном состоянии с помощью прямого нагрева от сгорания
или других газов, и при этом материал переносится и транспортируется газами одновременно с процессом
сушки, в соответствии с существующей практикой необходимо поддерживать низкую температуру, как,
например, описано в моем патенте № 182157. Это делается главным образом для того, чтобы гарантировать,
что любой материал в высушенном состоянии не будет подвергаться воздействию температуры выше той,
при которой начинается дистилляция или вредное воздействие эфира, и при которой ценные свойства сухого
угля будут утрачены. При охлаждении газов методом сушки до температуры, лишь немного превышающей
точку росы этих газов, тепловая потеря или снижение температуры, доступные для целей сушки в такой
установке, ограничены, в результате чего для достижения заданного уровня нагрева требуются большие
объемы газов, и, следовательно, мощность, необходимая для привода вентиляторов, обеспечивающих
подачу газов с достаточной скоростью, велика.
Однако, если используются газы с более высокой температурой, то больший перепад температур между
температурой на входе и температурой на выходе из системы сушки приводит к уменьшению массы газов,
необходимых для осуществления заданного объема сушки, но с риском перегонки или иного воздействия на
часть высушиваемого материала. Пока отдельные частицы влажные, их температура не поднимается выше
точки кипения воды, приблизительно. Однако при работе с мелкодисперсным углем, в котором частицы имеют
разный размер, в обычной сушильной трубке наблюдается тенденция к тому, что часть материала
задерживается и не уносится газами. В частности, это относится к случаю, когда сушильная трубка имеет
извилистую конструкцию и меняет свое направление, как описано в моем патенте № 182157. При
существенном изменении направления движения газов наблюдается явление, когда газы огибают поворот, в
то время как вещество, находящееся во взвешенном состоянии и подвергающееся сушке, стремится
вырваться к внешнему краю газового потока, в результате чего вещество, ударяющееся о стенки сушильной
камеры, частично осаждается и не может быть легко перенесено газами дальше.
Это не представляет серьезной опасности, при условии, что температура газов в таком месте достаточно
низкая, чтобы предотвратить разрушение высушиваемого материала. Теперь я предлагаю преодолеть эту
трудность, сконструировав сушильную трубу таким образом, чтобы та ее часть, которая подвергается
воздействию высокотемпературных газов, например, на входе в систему, имела такую длину без
существенных поворотов или изменения направления, чтобы газы успевали снизиться в процессе сушки до
того, как достигнут такого поворота, при котором они больше не смогут вызывать ухудшение качества
сушимого материала. Этот участок сушильной трубки может быть расположен вертикально, горизонтально
или иным образом, но предпочтительно вертикально, а оставшаяся часть сушильного канала может быть
расположена любым желаемым способом, обеспечивающим требуемый уровень сушки. В такой системе
сушки наиболее влажный материал обычно контактирует с наиболее горячими газами, и, как следствие,
теплопередача в этой части системы сушки выше, чем в любой другой.
В результате газы охлаждаются в большей степени на единицу длины воздуховода, чем это происходит
дальше по системе сушки, но, как я уже заметил, объем газов уменьшается с падением абсолютной
температуры с большей скоростью, чем пар добавляется к газам из высушенного материала, так что общий
объем уменьшается по мере продвижения по системе сушки. Это приобретает важное значение при
реализации одной из главных особенностей изобретения, заключающейся в поддержании скорости газов
таким образом, чтобы они непрерывно перемещали материал по прямому участку трубы; и эта особенность
достигается путем уменьшения площади или размера трубы до величины, соответствующей, по меньшей
мере, уменьшенному объему газов. В данном изобретении, следовательно, я изготавливаю трубу, в которой
содержатся высокотемпературные газы, такой конструкции, чтобы скорость газов по всей ее длине оставалась
по меньшей мере одинаковой при уменьшении объема до тех пор, пока температура газов не снизится путем
осушения до такой степени, что никакое вредное воздействие на отложившиеся вещества не сможет оказать.
Следует понимать, что при использовании вертикальной трубы на этом первом участке, если скорость потока
уменьшится из-за уменьшения объёма, материал будет стремиться оставаться во взвешенном состоянии и
опускаться обратно против течения, пока не достигнет точки, в которой его снова поднимут. Это действие, в
любом случае, приведёт к тому, что часть материала нагреется до температуры, более близкой к температуре
осушающих газов, что вызовет дистилляцию или другие вредные последствия. При работе с некоторыми
материалами может быть целесообразно расположить габариты сушильной трубки таким образом, чтобы
скорость газов фактически возрастала (хотя объемы при этом уменьшались) до тех пор, пока не будет
пройдена критическая температура газа. Вопрос поддержания скорости газов с учетом уменьшения объема
имеет особое значение для таких материалов, как уголь, удельная плотность которого увеличивается по мере
высыхания, и поэтому его становится все труднее удерживать во взвешенном состоянии газовым потоком.
В одном из вариантов такой установки газы поступали бы в систему сушки при температуре 450 °C и через
угловой патрубок или его эквивалент входили бы в вертикальную опору. Материал, подлежащий сушке,
предпочтительно подается в мелкодисперсном виде в вертикальную трубу в точке, прилегающей к входящему
прямоугольному изгибу. В результате такого поступления материал, который должен быть поглощен газами,
будет немедленно унесен вперед, тогда как материал, который не может быть унесен, выпадет из потока
газов в емкость, которая предпочтительно выполнена в виде продолжения вертикальной трубы и находится
вне зоны действия потока газов. Длина этого участка будет достаточной для того, чтобы собранный в нем
материал не подвергался воздействию высокотемпературных газов, поступающих в систему, и должны быть
предусмотрены средства в виде клапана, конвейера или того и другого для удаления собранного материала
для дальнейшей обработки. Затем вещество, поглощенное газами, будет равномерно перемещаться на такое
расстояние по прямому участку воздуховода, что степень осушения будет соответствовать степени снижения
температуры газов до точки, при которой они не будут оказывать вредного воздействия на осушаемое
вещество.
Такая температура будет варьироваться в зависимости от высушиваемого материала, а также, возможно, от
его степени гранулометрического состава, но в целом можно считать, что для угля температура охлажденных
таким образом газов может быть ниже 250–350 °C, причем эта температура будет варьироваться в
зависимости от угля. Обычно количество влажного материала, подаваемого в поток газов, будет достаточным
по всей длине сушильной трубки при условии, что газы будут выходить из сепараторов (например, циклонов)
при температуре ненамного выше точки росы, и материал будет отделяться там в сухом состоянии. Если,
например, температура газов, выходящих из системы сушки, составляет 90 °C, а температура на входе — 450
°C, это будет означать разницу или падение температуры, используемой при сушке, на 360 °C. В системе
сушки, не разработанной в соответствии с данным изобретением и в которой максимальная температура
газов намеренно поддерживается на низком уровне, чтобы не повредить сушащийся продукт (например,
уголь), температура поступающих горячих газов может составлять, скажем, 220 °C, и, будучи снижена путем
сушки до аналогичной конечной температуры, скажем, 90 °C, для целей сушки доступно лишь снижение
температуры на 130 °C по сравнению с 360 °C в предпочтительном варианте.
Таким образом, видно, что масса газов, необходимая для сушки единицы материала, в одном случае будет
примерно в 2,8 раза больше, чем в другом, то есть для низкотемпературных сушилок потребуется примерно в
2,8 раза больше газов по сравнению с высокотемпературной сушилкой. Кстати, это также означает, что
мощность вентилятора изменяется примерно в той же пропорции, а площадь и размер сушильной трубки
также изменяются примерно в аналогичной пропорции. В некоторых случаях может быть целесообразно
установить перегородки (например, конусы, вершина которых обращена к потоку газа) на первом участке
сушильной системы (особенно в центре потока газов), чтобы предотвратить расслоение, обычно
наблюдаемое в сушильной трубе. Однако в таком случае размеры этого первого участка предпочтительно
должны быть рассчитаны таким образом, чтобы предотвратить осаждение путем увеличения скорости газов в
этих точках или с помощью других устройств, которые будут препятствовать задержке материала в зонах
высоких температур.
Следует понимать, что любая из особенностей настоящего изобретения может быть использована в
сочетании с любой из особенностей, изложенных в моем патенте № 182,157, упомянутом выше, и/или в моей
спецификации № 197,357. Усовершенствования в процессах сушки или связанные с ними. Я, Томас Ригби,
подданный короля Англии, проживающий по адресу: Виктория-стрит, 72, Вестминстер, настоящим заявляю,
что суть данного изобретения заключается в следующем: Основная цель данного изобретения –
усовершенствование или модификация процессов сушки материалов, таких как уголь в более или менее
мелкодисперсном состоянии, посредством прямого нагрева при сгорании или воздействия других газов, а
также способов, при которых материал удерживается во взвешенном состоянии в газах и транспортируется
ими одновременно с процессом сушки. Изобретение в первую очередь касается усовершенствования или
модификации процессов, описанных в описании моего патента № 182157 или в описании № 197357 или №
1591 от 1923 года.
Рассматривая настоящее изобретение с одной стороны, можно отметить, что одной из его важных
особенностей является связь с процессами сушки (например, как было ранее описано мной, как указано
выше) пневматической сортировки, при которой материал, еще не подлежащий сушке, подвергается
разделению его составляющих способом, определенным и контролируемым для повышения экономичности и
надежности процесса сушки. То, что такое взаимодействие, с одной стороны, может быть чрезвычайно
тесным, станет очевидным из приведенных ниже иллюстративных примеров, в которых сортировка и сушка
одновременно осуществляются потоком сушильных и транспортирующих материал газов, но, с другой
стороны, согласно изобретению, взаимодействие сушки и сортировки не обязательно должно быть столь
тесным. Об этом свидетельствует тот факт, что, например, поток газа, используемый в качестве сушильной
среды, может быть использован для осуществления желаемой сортировки, когда поток фактически не готов к
сушке (например, в связи с тем, что он находится на обратном пути от циклона или других воздуховодных
сепараторов сушильной системы к точке повторного нагрева системы на предприятии, как описано в моем
патенте № 182157), а также в некоторых случаях может быть использована совершенно отдельная
предварительная пневматическая сортировка для разделения еще не высушенного материала на фракции
для различной обработки в зависимости от их характера, что выгодно для всей операции сушки в целом,
включая транспортировку материалов во время операции сушки. Материал, находящийся в потоке горячих
осушающих газов и подвергающийся его воздействию, может входить в его состав, а может и не входить.
При обработке материалов, содержащих частицы разного размера, например, угля из обогатительной
фабрики, возникают некоторые трудности в обеспечении экономичной сушки с помощью систем, подобных
описанным мною ранее, из-за того, что мощность, необходимая для перемещения газового потока с целью
перевода всего материала во взвешенное состояние, определяется несущим эффектом, обусловленным
наличием самых крупных частиц. В результате этого трудно обеспечить равномерность сушки. проблемы,
преодоление которых является конкретной целью данного изобретения. В качестве иллюстрации изобретения
я сейчас упомяну некоторые условия, встречающиеся при использовании системы сушки, подобной
описанной в моей вышеупомянутой заявке № 1591/23, в моем патенте № 182157 или в моей спецификации №
197357 для сушки промытого угля, прошедшего через типичную углеобогатительную фабрику. В одном
конкретном примере с промытым топливом из Южного Уэльса я заметил, что та часть топлива, которая после
промывки отфильтровывается через сита, состоит из частиц различного размера, все из которых меньше
отверстий в сите промывочного цеха, но часть из них имеет сравнительно большой размер.
При оценке этого образца выяснилось, что примерно 20% от общего веса останется на проволочной сетке с
16 отверстиями размером 1/4 дюйма на 1/4 дюйма. При повторном разгадывании аналогичной загадки с
сеткой 1/8 дюйма (или 64 отверстиями на квадратный дюйм) было показано, что еще 20% от первоначального
количества осталось на второй загадке, а оставшаяся часть, составляющая приблизительно 60% от общего
количества, прошла через сетку с сеткой 64 отверстия на квадратный дюйм. В настоящее время среднее
содержание воды в смеси, выходящей из обогатительной фабрики, даже после самой тщательной отгонки или
встряхивания, составляет около 16 %, и, как следствие, несмотря на то, что материал обычно отгружается в
таком состоянии, возникают большие трудности с погрузкой и разгрузкой, особенно во время заморозков. Эта
вода также загрязняет и делает слизистым материал, снижая ценность угля. Я заметил, что большая часть
этой влаги связана с более мелкими частицами, и, по-видимому, более крупные частицы не несут в себе
столько воды.
Например, в приведенном выше образце остаток в 60 процентов содержал около 20 процентов воды, тогда
как более крупные куски имели содержание воды, скорее, от 8 до 10 процентов. В соответствии с данным
изобретением я предлагаю использовать сушильную трубку или связанную с ней систему сушки для осушения
таких смесей таким образом, чтобы скорость газов в точке всасывания осушаемого топлива была такой, что
газы будут переносить вперед только более мелкие частицы материала, а более крупные частицы будут
систематически оседать или осаждаться на дне сушильной трубки. Благодаря этому пневматическому
механизму газы, используемые для сушки, поглощают только ту часть материала, которая содержит больший
процент воды, а более тяжелые или крупные материалы выходят из аппарата без существенной сушки, если
таковая вообще происходит. Более крупные продукты, отделенные пневматическим способом, выводятся из
системы, а затем собираются отдельно или, альтернативно, смешиваются с высушенным продуктом из
сушильной системы.
Благодаря такой комбинации потребляемая мощность вентиляторов остается нормальной, а отделение и
сушка материала шплинтов одновременно облегчаются. Я обнаружил, что механическое разделение
материала — очень медленная и сложная операция, но, по-видимому, пневматическое разделение будет
эффективным. В некоторых случаях может потребоваться сушка материала большего размера, поскольку я
заметил, что мельчайшие увлажненные частицы имеют тенденцию прилипать к поверхности крупных кусков и,
следовательно, вызывать некоторое дополнительное увлажнение. Таким образом, может случиться так, что
более крупный материал, отделенный пневматическим способом, описанным выше, окажется слишком
влажным, чтобы его можно было смешивать с высушенным материалом из сушильной трубки или
использовать для каких-либо других целей. Еще одна особенность данного изобретения заключается в сушке
материала, который не должен перемещаться по всей длине сушильной трубки, а осаждается, за счет его
контакта с продуктами сгорания или другими газами на пути к собственно сушильной системе.
Этот результат может быть получен путем организации потока газов, предназначенных для переноса
материала, таким образом, чтобы крупные частицы, отталкиваемые этим потоком, проходили расстояние,
находясь в контакте с поступающими горячими газами, предназначенными для сушки, но сквозь них. Первый
отвод сушильной трубки предпочтительно располагается вертикально, а материал, подлежащий сушке в
насыпном виде, подается в точку сушильной трубки, расположенную на некотором расстоянии выше входного
отверстия вертикального отвода. В результате такой конструкции материал, который должен быть перенесен
газами и высушен в суспензированном состоянии, переносится и отделяется от массы, тогда как частицы
сравнительно большого размера, которые не могут быть перенесены газами, проваливаются сквозь газы в
емкость для их сбора и при этом контактируют с газами, движущимися к сушильной трубе. Падение такого
материала, как правило, происходит под действием силы тяжести, и в вертикальной трубе (которая, как
следует понимать, упоминается лишь в качестве примера) эта сила действует против скорости входящих
горячих газов, в результате чего определенная степень сушки зависит от расстояния, на которое материал
падает, и времени его контакта с газами.
Отбрасываемый материал может иметь различные размеры, от самых крупных до таких, которые газы просто
не смогут должным образом перенести. Следует ожидать, что самые крупные частицы, из-за своего веса,
будут перемещаться через газы быстрее, чем более мелкие отбрасываемые частицы, но это не должно
негативно повлиять на необходимую сушку, поскольку я заметил, что чем крупнее частица, подлежащая
сушке, тем меньше воды она, по-видимому, переносит, так что создается впечатление, что количество воды,
связанное с частицей, имеет некоторую зависимость от ее смоченной поверхности, и, следовательно, более
крупные частицы имеют меньшее содержание влаги в процентах от своего веса, чем более мелкие. Таким
образом, следует понимать, что система сушки в соответствии с изобретением и в указанной выше
конкретной форме будет представлять собой систему, в которой часть материала сушится за счет переноса
его в суспензии горячими газами, тогда как другая часть сушится в результате движения в направлении,
противоположном потоку газов (например, под действием силы тяжести), и будет преимуществом
возможность изменять длину этого пути противоположного движения (например, изменяя высоту, на которой
смешанное топливо подается в поток газа в случае, когда этот материал не переносится газами и не
подвергается противоположному движению под действием силы тяжести), чтобы корректировать количество
обратной сушки для любой конкретной цели.
Следует понимать, что материал, отделенный и осажденный таким образом против потока газов, может быть
либо удален для отдельного использования, либо использован и смешан с высушенным материалом
меньшего размера с помощью любого известного устройства, такого как смесительный конвейер или
подобное. В результате этой операции станет возможным сушить смеси увлажненного угля, сушка которых
ранее считалась нецелесообразной, а также станет возможным поставлять смешанное топливо с
содержанием воды 4 или 5 процентов... или любым другим желаемым процентом воды, что должно принести
большую пользу угольным шахтам и потребителям угля, поскольку его будет легче обрабатывать, и он будет
иметь более высокую теплотворную способность. В рассматриваемой системе сушки с обратным потоком, в
которой материал движется против газового потока, газопровод может быть расположен таким образом,
чтобы регулировать степень сушки и облегчать разделение, и чтобы расстояние между точкой входа
материала и точкой входа газов имело коническую форму, обеспечивающую переменную скорость потока
между этими двумя точками.
Предпочтительно, чтобы конусность была такой, чтобы участок трубопровода имел наименьшую площадь
поперечного сечения в точке входа материала и наибольшую площадь поперечного сечения в точке входа
газов. Следовательно, скорость газов будет постепенно возрастать до точки входа материала. Это приведет к
тому, что материалы, которые не должны быть высушены прямым потоком газов, будут с возрастающей
скоростью оседать обратно из входного отверстия, тем самым сокращая время их контакта с горячими газами.
Следует понимать, что уменьшение скорости газов по направлению к точке входа газа приведет к тому, что
поток будет оказывать все меньшее влияние на предотвращение падения частиц сквозь газовый поток. При
желании величина конусности или изменение площади поперечного сечения может регулироваться,
например, путем установки одной или нескольких регулируемых сторон трубопровода, чтобы изменять время
контакта частиц с горячими газами при их прохождении через него.
Регулирование обратного потока при сушке может быть достигнуто в случае, если размеры сушильной трубки
фиксированы, а расстояние между точкой входа материалов и газами фиксировано, или же может быть
достигнуто при использовании любого из вышеупомянутых способов управления путем организации того,
чтобы часть собранного осажденного материала, вместо того чтобы удаляться вместе с более мелким
высушенным материалом, переносимым потоком, или смешиваться с ним, возвращалась в поступающую
свежую угольную смесь, в результате чего часть падающих частиц дважды пройдет через поток газов. Это
может привести к тому, что некоторые куски окажутся суше других, но общее содержание влаги в смеси после
такой сушки уменьшится, а тщательное перемешивание частиц, окончательно удаленных или смешанных с
более мелким высушенным материалом, позволит усреднить содержание влаги до практически однородного
уровня. При сушке угля такого типа, который впоследствии будет использоваться для сжигания в массе, а не в
виде пыли, желательно избегать его чрезмерного измельчения. По этой причине может быть целесообразно
организовать подачу газов с помощью вентилятора, расположенного на выходной стороне циклонов или их
эквивалентов, или, по крайней мере, таким образом, чтобы основная масса материала никогда не
соприкасалась с вращающимися лопастями вентилятора.
Допускается использование любых других способов подачи газов, исключающих чрезмерный контакт
осушаемых частиц с лопастями вентилятора и тому подобными устройствами, при условии обеспечения
надлежащей подачи газов, необходимой для такой системы сушки. Хотя пневматическое разделение твердых
частиц различного размера, как описано, может осуществляться различными способами, более или менее
тесно сочетающими сортировку и сушку с помощью газообразного транспортирующего потока (как показано в
описанных случаях, когда горячий сушильный поток фактически осуществляет сортировку или когда
охлажденный газовый поток, неэффективный в данный момент для существенной сушки, если таковая
вообще имеет место, осуществляет сортировку), следует понимать, что широкий спектр процессов,
охватываемых изобретением, будет включать широкий круг случаев, включающих различную степень
сочетания сушки и сортировки, поскольку один и тот же газовый поток не обязательно должен использоваться
для обеих операций, и поток, используемый для сортировки, никогда не должен использоваться или не
использовался в качестве сушильного потока, и что определенные особенности изобретения имеют полезное
применение соответственно. (а) При сушке материалов, находящихся во взвешенном состоянии под
действием потока горячих газов, независимо от того, осуществляется ли предварительное разделение
материала на фракции с различным содержанием воды или отделение воды от массы пневматическим
способом или с помощью какого-либо другого сортировочного или разделительного механизма, которому
материал поддается, когда обычные механические или иные методы, такие как просеивание, дренаж и тому
подобное, оказываются неэффективными, или (б) когда пневматическая сортировка материала
рассматривается в качестве предварительного этапа сушки, независимо от способа последующей сушки.
Усовершенствования в процессах сушки или связанные с ними. Я, Томас Ригби, подданный Великобритании,
проживающий по адресу: Виктория-стрит, 72, юго-запад 1, Вестминстер, настоящим заявляю о природе
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении: — Данное изобретение относится к сушке влажного мелкодисперсного угля или
лигнита путем диспергирования его в потоке горячего газа (например, отходов сгорания), с помощью которого
он одновременно сушится и транспортируется, и поэтому изобретение может рассматриваться как в первую
очередь касающееся усовершенствования или модификации изобретений, изложенных в описаниях моих
британских патентов № 182157 и 197357, при этом такие различные особенности, изложенные в указанных
описаниях, которые подходят для использования при осуществлении настоящего изобретения, могут быть
использованы по мере необходимости. Рассматривая настоящее изобретение с одной стороны, можно
отметить, что одной из его важных особенностей является связь с процессами сушки, ранее описанными
мной, а именно с пневматической сортировкой под воздействием газового потока, который подвергает еще не
высушенный материал разделению его составляющих на фракции мелкодисперсного материала
определенным и контролируемым способом, обеспечивающим повышенную экономичность и надежность
процесса сушки.
То, что такое взаимодействие, с одной стороны, может быть чрезвычайно тесным, станет очевидным из
приведенных ниже показательных случаев, в которых сортировка и сушка одновременно осуществляются
потоком сушильных и транспортирующих материал газов, но, с другой стороны, взаимодействие сушки и
сортировки, согласно изобретению, не обязательно должно быть столь тесным. Об этом свидетельствует тот
факт, что, например, поток газа, используемый в качестве сушильной среды, может быть использован для
осуществления желаемой сортировки, даже когда поток фактически не готов к сушке, например, в связи с тем,
что он находится на обратном пути от пылеотделителей сушильной системы к точке повторного нагрева
системы на предприятии, как описано в моем патенте № 182157. Прежде чем перейти к более подробному
описанию изобретения, следует отметить, что мне известно о том, что описано в Спецификации № 14412 от
1911 года, и я не желаю заявлять в ней какие-либо заявленные или описанные в ней права.
При обработке мелкодисперсного угля или бурого угля, состоящего из частиц разного размера, например,
мелкого угля, вымываемого из основной массы угля в обогатительной фабрике, возникают некоторые
трудности в обеспечении экономичной сушки с помощью систем, подобных описанным мною ранее, из-за
того, что мощность, необходимая для перемещения газового потока с целью перевода всего материала во
взвешенное состояние, определяется несущим эффектом, обусловленным наличием самых крупных частиц.
В результате трудно обеспечить равномерность сушки и возникает необходимость в избыточной мощности.
Цель данного изобретения – преодоление. – В качестве иллюстрации изобретения я сейчас упомяну
некоторые условия, встречающиеся при использовании системы сушки, подобной описанной в моих патентах
№ 182157 или 197357, для сушки мелкого угля на типичном углеобогатительном заводе. В одном конкретном
случае я наблюдал, что часть угля, отбракованного через сита одной из обогатительных фабрик в Южном
Уэльсе, состоит из частиц различного размера, все из которых, естественно, меньше отверстий в сите
фабрики (с ячейкой порядка четверти дюйма), но часть из них сравнительно крупного размера. После
сортировки образца было обнаружено, что примерно 20% по весу от общего количества остается на
проволочном сите с 16 отверстиями на квадратный дюйм, а при повторном просеивании ситом с ячейкой 1/8
дюйма (или 64 отверстиями на квадратный дюйм) еще 20% от первоначального количества остается, а
оставшаяся часть (примерно 60% от общего количества) проходит через сито с ячейкой 64 отверстия на
квадратный дюйм второго сита.
В настоящее время среднее содержание воды в смеси, отбракованной после промывки, даже после самой
тщательной отсадки или встряхивания, составляет около 16%, и, как следствие, несмотря на то, что материал
обычно отгружается в таком состоянии, возникают большие трудности с погрузкой и разгрузкой, особенно во
время заморозков. Эта вода также загрязняет материал, делает его слизистым и снижает ценность этого
«прекрасного» угля. По всей видимости, большая часть этой влаги связана с более мелкими частицами, а
более крупные частицы, как представляется, не несут в себе столько воды. Например, в приведенном выше
образце остаток в 60 процентов содержал около 20 процентов воды, тогда как более крупные куски имели
содержание воды, скорее, от 8 до 10 процентов. В соответствии с данным изобретением я предлагаю
организовать процесс сушки таких смесей таким образом, чтобы скорость газового потока в точке всасывания
сушащегося топлива была такой, чтобы газы переносили вперед только более мелкие частицы материала, а
более крупные частицы систематически оседали на дно сушильной трубки.
Благодаря этому пневматическому механизму, используемый для сушки ток поглощает только ту часть
материала, которая содержит более высокий процент воды, а более тяжелые или крупные материалы могут
быть выведены из аппарата без существенной сушки, если таковая вообще потребуется, и будут собраны
отдельно или смешаны с высушенным продуктом из сушильной системы. Такая конструкция позволяет
поддерживать нормальную мощность, необходимую для работы вентиляторов, и одновременно облегчает
отделение и сушку более влажного материала. В некоторых случаях может потребоваться сушка материала
большего размера, поскольку я заметил, что мельчайшие увлажненные частицы имеют тенденцию прилипать
к поверхности крупных кусков и, следовательно, вызывать некоторое дополнительное увлажнение. Таким
образом, может случиться так, что более крупный материал, отделенный пневматическим способом,
описанным выше, окажется слишком влажным, чтобы его можно было смешать с высушенным материалом из
сушильной трубки или использовать для каких-либо других целей. Таким образом, еще одной особенностью
данного изобретения является сушка материала, который не перемещается по сушильной трубе, а
осаждается, путем его падения в результате сгорания или воздействия других газов, находящихся на пути к
собственно сушильной системе.
В дальнейшем, в качестве пояснения сказанного, будет описана конструкция, воплощающая эту особенность
изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: — Рисунок 1 представляет собой
схематическое изображение одного из типов сушильных установок, работающих в соответствии с
изобретением, а Рисунок 2 представляет собой более детальное изображение аппарата для диспергирования
материала в газовом потоке. На изображенном устройстве сушильный канал включает в себя вертикальную
секцию 3, соединенную с накопительной камерой 6 посредством намоточной части трубки, состоящей из
секций, таких как 3а и 3б. Материал подается в воздуховод с помощью диспергирующего устройства 4, и та
его часть, которая переносится потоком газа и таким образом высушивается, осаждается в камере 6 потоком
газа, проходящим вокруг перегородки 7, и выходит из камеры 8, чтобы быть отведенной вдоль воздуховода 9
вентилятором 10, который выводит его через воздуховод 11 в промывочную башню 12, из которой часть
может выходить через дымоход (снабженный заслонкой 15), а часть может через воздуховод 13, имеющий в
нем заслонку 14, возвращаться в воздуховод 5, чтобы смешаться с потоком горячего газа, проходящим вдоль
последнего в нижней части 3c вертикальной секции сушильного воздуховода.
Высушенный материал, осаждающийся в камере 6, выходит через вращающийся разгрузочный механизм 16 и
попадает в кожух конвейера 17, по которому конвейер 18 перемещает его, чтобы он упал на конвейер 19 для
смешивания с материалом, который газовый поток не смог поднять по участку воздуховода 3 и который упал
вниз по участку 3c на конвейер 19, и был вывезен из установки в смеси с ним. На рисунке 20 показана одна из
форм перегородки (конус, соосный с воздуховодом и обращенный в сторону газового потока), которая может
располагаться в одной или нескольких точках воздуховода, где существует вероятность расслоения
материала в потоке и, как следствие, снижения эффективности сушки. В устройстве 4 диспергирование
материала в газовом потоке может осуществляться действием двух роликов 28, 30, вращающихся в
противоположных направлениях с достаточной скоростью, чтобы отбрасывать в поток тонкий слой, в который
они превращают материал, подаваемый к ним из бункера 22 вращающимся разгрузочным устройством 26,
работающим в корпусе 24; при этом часть слоя, которая может прилипнуть к ролику 30, отделяется от него
скребком 32.
В такой конструкции, как показано на рисунке, материал предпочтительно подавать в сушильный канал на
некотором расстоянии выше нижнего конца вертикальной секции канала, так что эти частицы сравнительно
большого размера, которые не могут быть перенесены газами, оседают на некоторое расстояние сквозь
горячие газы в емкость для их сбора. Падение такого материала, как правило, происходит, как в приведенном
примере, под действием силы тяжести, а в вертикальной трубе (которая, как следует понимать, упоминается
лишь в качестве примера) эта сила действует против скорости входящих горячих газов, в результате чего
определенная степень сушки зависит от расстояния, на которое материал падает, и времени его контакта с
газами. Отбрасываемый материал может иметь различные размеры, от самых крупных до таких, которые газы
просто не смогут должным образом перенести. Следует ожидать, что самые крупные частицы из-за своего
веса будут перемещаться через газы быстрее, чем более мелкие отбрасываемые частицы, но это не должно
негативно повлиять на необходимую сушку, поскольку я заметил, что чем крупнее частица, подлежащая
сушке, тем меньше воды она, по-видимому, переносит, так что создается впечатление, что количество воды,
связанное с частицей, имеет некоторую зависимость от ее смоченной поверхности, и, следовательно, более
крупные частицы имеют меньшее содержание влаги в процентах от своего веса, чем более мелкие.
Преимуществом будет возможность изменять длину этого пути обратного движения более крупнозернистого
материала через газовый поток (например, изменяя высоту, на которой смешанное влажное топливо подается
в газовый поток, чтобы определить количество обратного потока для любой конкретной цели). Следует
понимать, что материал, отделенный и осажденный таким образом против потока газов, может быть либо
удален для отдельного использования, либо использован и смешан с высушенным материалом меньшего
размера с помощью любого известного устройства, такого как смесительный конвейер или подобное, как было
указано. В результате этой операции станет возможным сушить смеси увлажненного угля, сушка которых
ранее считалась нецелесообразной, а также станет возможным поставлять смешанное топливо с
содержанием воды от 4 до 5 процентов или любым другим желаемым процентным содержанием воды, что
должно принести большую пользу угольным шахтам и потребителям угля, поскольку его будет легче
обрабатывать, и оно будет иметь более высокую теплотворную способность.
В рассматриваемой системе сушки с обратным потоком, в которой материал движется против газового потока,
газопровод может быть расположен таким образом, чтобы регулировать степень сушки и облегчать
разделение, и чтобы расстояние между точкой входа материала и точкой входа газов имело коническую
форму, обеспечивающую переменную скорость потока между этими двумя точками. Предпочтительно, чтобы
конусность была такой, чтобы участок трубопровода имел наименьшую площадь поперечного сечения в точке
входа материала и наибольшую площадь поперечного сечения в точке входа газов. Следовательно, скорость
газов будет постепенно возрастать до точки входа материала. Это приведет к тому, что материалы, которые
не должны быть высушены прямым потоком газов, будут с возрастающей скоростью оседать обратно из
места ввода материала, тем самым сокращая время их контакта с горячими газами. Следует понимать, что
уменьшение скорости газов по направлению к точке входа газа приведет к тому, что поток будет оказывать
все более слабое воздействие, препятствуя падению частиц сквозь газовый поток.
При желании величина конусности или изменение площади поперечного сечения может регулироваться,
например, путем установки одной или нескольких регулируемых сторон трубопровода, чтобы изменять время
контакта частиц с горячими газами при их прохождении через него. Регулирование обратного потока при
сушке может быть достигнуто в случае, если размеры сушильной трубки фиксированы, а расстояние между
точкой входа материалов и газами фиксировано, или же при использовании любого из вышеупомянутых
способов управления, путем организации процесса, при котором часть собранного осажденного материала,
вместо того чтобы удаляться вместе с более мелким высушенным материалом, переносимым потоком, или
смешиваться с ним, возвращается вместе с поступающей свежей угольной смесью, в результате чего часть
падающих частиц дважды проходит через поток газов. В результате некоторые частицы могут оказаться суше
других, но общее содержание влаги в смеси после такой сушки уменьшится, а тщательное перемешивание
частиц, которые в конечном итоге будут удалены или смешаны с более мелким и сухим материалом, позволит
усреднить содержание влаги до практически однородного уровня.
При сушке угля такого типа, который будет использоваться впоследствии для сжигания в массе, а не для
пылеобразования, желательно избегать его чрезмерного измельчения. По этой причине может быть
предпочтительнее организовать, как указано, выталкивание газов с помощью вентилятора, расположенного
на выходной стороне осаждающего устройства, или, по крайней мере, таким образом, чтобы основная масса
материала никогда не соприкасалась с вращающимися лопастями вентилятора. Допускается использование
любых других способов подачи газов, исключающих чрезмерный контакт осушаемых частиц с лопастями
вентилятора и тому подобными устройствами, при условии обеспечения надлежащей подачи газов,
необходимой для такой системы сушки. В системе сушки, подобной описанной, при существенном изменении
направления газов наблюдается явление, когда газы огибают изгиб или поворот, в то время как вещество,
находящееся во взвешенном состоянии и подвергающееся сушке, стремится вырваться к внешнему краю
потока газов, в результате чего вещество, ударяющееся о стенки сушильного шкафа, частично осаждается и
не может быть легко перенесено газами дальше.
Это не представляет серьезной опасности, при условии, что температура газов в таком месте достаточно
низкая, чтобы предотвратить разрушение высушиваемого материала. Эту трудность можно преодолеть,
расположив сушильную трубу таким образом, чтобы та ее часть, которая подвергается воздействию
высокотемпературных газов, например, на входе в систему, имела такую длину без существенных поворотов
или изменения направления, что газы будут понижены в температуре в процессе сушки до того, как достигнут
такого поворота, при котором они больше не смогут вызывать ухудшение качества сушимого материала. Этот
участок сушильной трубки может быть расположен вертикально (как на рисунке 1), горизонтально или иным
образом, но предпочтительно вертикально, а затем оставшаяся часть сушильного канала (например, участки
3a, 3b) может быть расположена любым желаемым образом, обеспечивающим требуемый уровень сушки. В
такой системе сушки наиболее влажный материал обычно контактирует с наиболее горячими газами
(температура которых может составлять, например, 450 °C). В) и, как следствие, количество передаваемого
тепла в этой части сушильной системы больше, чем в любой другой.
В результате газы охлаждаются в большей степени на единицу длины воздуховода, чем это происходит
дальше по системе сушки, но, как я уже заметил, объем газов уменьшается с падением абсолютной
температуры с большей скоростью, чем пар добавляется к газам из высушенного материала, так что общий
объем уменьшается по мере продвижения по системе сушки. Это имеет важное значение для обеспечения
поддержания скорости газов, чтобы они беспрепятственно перемещали материал по прямой длине трубы, и
этого можно добиться, предусмотрев постепенное уменьшение площади поперечного сечения трубы, по
меньшей мере, в соответствии с уменьшенным объемом газов. Поэтому я предпочитаю изготавливать трубу,
в которой содержатся высокотемпературные газы, такой формы, чтобы скорость газов по всей ее длине
оставалась по меньшей мере одинаковой при уменьшении объема до тех пор, пока температура газов не
снизится путем осушения до такой степени, что никакое вредное воздействие на отложившиеся частицы не
будет иметь места.
При работе с некоторыми видами мелкозернистого угля или бурого угля целесообразно подобрать размеры
сушильной трубки таким образом, чтобы скорость газов фактически возрастала (хотя объемы при этом
уменьшались) до тех пор, пока не будет пройдена критическая температура газа. Такая температура будет
варьироваться в зависимости от конкретного вида высушенного угля или бурого угля, а также может зависеть
от его степени кристаллизации, но в целом можно считать, что для угля температура охлажденных таким
образом газов может быть ниже 250–350 °C. Эта температура меняется в зависимости от типа угля. Обычно
количество влажного материала, подаваемого в поток газов, будет достаточным по всей длине сушильной
трубки при условии, что газы будут выходить из осаждающего устройства при температуре ненамного выше
точки росы, и материал будет отделен там в высушенном состоянии. Если, например, температура газов,
выходящих из системы сушки, составляет 90 °C, а температура на входе — 450 °C, это будет означать
разницу или падение температуры, используемой при сушке, на 360 °C.
В системе сушки, в которой максимальная температура газов намеренно поддерживается на низком уровне,
чтобы не повредить сушащийся продукт (например, уголь), температура поступающих горячих газов может
составлять, скажем, 220 °C, и, будучи снижена путем сушки до аналогичной конечной температуры, скажем,
90 °C, для целей сушки доступно лишь снижение температуры на 130 °C по сравнению с 360 °C в
предпочтительном варианте. Таким образом, видно, что масса газов, необходимая для сушки единицы
материала, в одном случае будет примерно в 2,8 раза больше, чем в другом, то есть для низкотемпературных
сушилок потребуется примерно в 2,8 раза больше газов по сравнению с высокотемпературной сушилкой.
Кстати, это также означает, что мощность вентилятора изменяется примерно в той же пропорции, а площадь и
размер сушильной трубки также изменяются примерно в аналогичной пропорции. Теперь, подробно описав и
определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_215813.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=215813&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB215813A
[]
Усовершенствованный способ производства фосфорной кислоты. Мы, компания B. LAPORTE LIMITED,
британская компания из Лутона, графство Бедфордшир, и Хорас Эдвард Алкок, подданный Великобритании,
проживающий в Нолл, Лутон, графство Бедфордшир, настоящим заявляем, что суть данного изобретения
заключается в следующем: существуют определенные трудности в производстве чистой фосфорной кислоты
Соседние файлы в папке патенты