Аппарат для переработки сыпучих материалов

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) АППАРАТ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к аппаратам для переработки сыпучих материалов, в том числе техногенных отходов, например, рисовой шелухи. Техническим результатом изобретения является существенное сокращение времени охлаждения готового продукта, которое лимитирует производительность аппарата, и улучшение физикохимических и технологических свойств готового продукта. Технический результат достигается в аппарате для переработки сыпучих материалов, например,для переработки рисовой шелухи, включающем теплоизоляционный корпус, реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером, отделенную затворами от узлов загрузки и выгрузки и имеющую периферийный и центральный нагреватели, газоход с последующей за ним системой конденсации в воде водорастворимых органических продуктов, а также узла (емкости) охлаждения готового сыпучего продукта, при этом узел охлаждения выполнен в виде цилиндрической емкости, имеющей верхний и нижний затворы для ввода горячего и вывода охлажденного продукта, а также нижний и верхний штуцеры для ввода и вывода водяного пара, при этом разгрузочная труба герметично соединена с верхним затвором.(72) Сухарников Юрий Иванович Ефремова Светлана Владимировна Жарменов Абдурасул Алдашевич Храпунов Владимир Евгеньевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(56) Патент РК 13257, кл. С 22 В 9/04, 2002 (Республиканское государственное казенное предприятие Институт металлургии и обогащения Министерства образования и науки Республики Казахстан), 15.07.2003 (реферат, фиг.1)567, (Институт металлургии и обогащения национального центра по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан),15.03.1994 (реферат, фиг.1) 17925633, (Институт металлургии и обогащения АН КазССР), 27.02.1995 (реферат, фиг.1) 1557351, (Институт металлургии и обогащения АН КазССР), 20.05.1988 (реферат, фиг.1) 2007094114 А 1, ,23.08.2007 2006342365, , 21.12.2006 22388 Изобретение относится к аппаратам для переработки сыпучих материалов, в том числе техногенных отходов, например, рисовой шелухи. Известен аппарат для переработки сыпучих материалов (патент РК 567, кл. С 22 В 9/04, 1994),содержащий теплоизолированный корпус, реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером, периферийным нагревателем, центральной несущей трубой с расположенным в ней нагревателем, узел загрузки с питающей трубой и приемной тарелью виброконвейера, узел выгрузки с разгрузочной тарелью и вертикальной разгрузочной трубой, установленной коаксиально внутри несущей трубы, газоход, установленный в донной части, и узел охлаждения готового продукта - емкость с внешним охлаждением водой. Основным недостатком аппарата является не высокая эффективность работы узла охлаждения получаемого продукта, проявляющаяся в низкой скорости их охлаждения, так как отвод тепла осуществляется только от стенок емкости. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является аппарат для вакуум-термической переработки сыпучих материалов (патент РК 13257, кл. С 22 В 9/04, 2002),включающий теплоизолированный корпус, реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером, периферийным нагревателем, центральной несущей трубой с расположенным в ней нагревателем, газоход, узлы загрузки и выгрузки, отделенные от реакционной камеры затворами, и емкости для охлаждения полученного продукта, представляющей собой бункер с внешним охлаждением проточной водой. Основным недостатком аппарата является не высокая эффективность работы узла охлаждения получаемых продуктов, имеющих низкую теплопроводность, например, углеродных, проявляющаяся в их медленном охлаждении за счет отвода тепла только от стенок емкости и приводящая в целом к снижению производительности аппарата. Техническим результатом изобретения является существенное сокращение времени охлаждения готового продукта, которое лимитирует производительность аппарата, и улучшение физикохимических и технологических свойств готового продукта. Указанный технический результат обеспечивается в аппарате для переработки сыпучих материалов,например, рисовой шелухи, включающем теплоизолированный корпус, реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером, периферийным нагревателем, центральной несущей трубой с расположенным в ней нагревателем, газоход, узлы загрузки и выгрузки, отделенные от реакционной камеры затворами, емкости для охлаждения получаемого продукта, имеющий верхний и нижний затворы для ввода из реакционной камеры горячего продукта и вывода охлажденного продукта, а также нижний и верхний штуцеры для ввода и вывода водяного пара, при этом разгрузочная труба герметично соединена с верхним затвором. 2 В предлагаемом изобретении создание узла охлаждения, предусматривающего охлаждение готового продукта водяным паром, обеспечивает сокращение времени охлаждения продукта до 40 минут против 3 часов при охлаждении в емкости для охлаждения по прототипу. Медленное охлаждение кремнеуглерода по прототипу вылито низкой его теплопроводностью (коэффициент теплопроводности 0,02 ккал/м 2 часград) и соответственно медленным отводом тепла через слой продукта. В случае охлаждения паром посредством узла охлаждения скорость процесса отвода тепла от кремнеуглерода возрастает в 4-5 раз за счет прохождения хладагента (пар) во всем объеме продукта. Производительность аппарата согласно изобретению в 1,5-1,7 раз выше, чем при охлаждении в соответствии е прототипом. Кроме того, достигнуты более высокие физикохимические и технологические свойства продукта(кремнеуглерода). Удельная его поверхность за счет обработки паром через узел охлаждения возросла с 250 м 2/г до 450 м 2/г, суммарный объем пор с 0,12 см 3/г до 0,8 см 3/г, а сорбционная емкость по йоду с 3-4 до 30-35 при охлаждении в аппарате по прототипу и предлагаемом, соответственно. Улучшение этих свойств продукта является весьма важным при его применении в качестве сорбента и наполнителя резин. На фиг. проведена схема предлагаемого аппарата, где внутри герметичного теплоизолированного корпуса 1 с периферийным нагревателем 2 размещен виброконвейер 3. Пространство между периферийным нагревателем 2 и виброконвейером 3 является реакционной камерой 4. Внизу виброконвейер 3 снабжен приемной тарелью 5, на которой установлена емкость 6, высота стенки 7 которой меньше высоты стенки 8 приемной тарели 5. Наверху виброконвейера 3 выполнена разгрузочная тарель 9. Разгрузочная труба 10 размещена под разгрузочной тарелью 9 и снабжена верхней 11 и нижней 12 перегородками, частично перекрывающими трубу 10,причем нижний край верхней перегородки 11 размещен ниже верхнего края нижней перегородки 12. Через корпус 1 под углом, превышающим угол естественного откоса перерабатываемого материала, к приемной тарели 5 введена труба узла загрузки 13,нижний конец которой размещен в емкости 6. Разгрузочная труба 10 размещена в боковой стенке корпуса 1, имеет герметичное сочленение 14 с ним и жестко соединена с источником вибрационных колебаний 15. Внутри центральной несущей трубы 16 виброконвейера 3 размещен нагреватель 17. На боковой стенке корпуса 1 в зоне периферийного нагревателя 2 выполнен газоход 18, через который газы идут в конденсатор. Узел охлаждения продукта представляет собой цилиндрическую емкость 19,имеющую верхний 21 и нижний 24 затворы для ввода и вывода продукта 20, а также нижний 22 и верхний 23 штуцеры для ввода и вывода водяного пара,при этом разгрузочная труба 10 герметично соединена с верхним затвором 21. 22388 Аппарат использован для переработки сыпучих материалов, в частности, рисовой шелухи. Аппарат работает следующим образом. Включением нагревателя 17 и периферийного нагревателя 2 температуру в аппарате поднимают до технологической. Виброконвейеру 3 сообщают направленные колебания. Через трубу узла загрузки 13 в емкость 6 на приемной тарели 5 подают исходный сыпучий материал (рисовая шелуха). Вследствие направленных колебаний сыпучий материал в емкости 6 псевдоожижается и перетекает вследствие большей высоты стенки 8 через стенку 7 на приемную тарель 5,затем перемещается по виброконвейеру 3 снизу вверх. При этом влага и летучие составляющие, которые присутствуют в исходном материале, переходят в газовую фазу в реакционную зону 4 и выводятся через нагретый газоход 18, размещенный в зоне периферийного нагревателя 2, на конденсацию. Отделение реакционной камеры 4 штворами от узлов загрузки и выгрузки предотвращает конденсацию паров летучих составляющих на холодных участках поверхности и в готовом продукте. Готовый продукт 20 достигает вверху разгрузочной тарели 9 ссыпается в разгрузочную трубу 10 и поступает через верхний затвор 21 в емкость для охлаждения 19, куда через нижний штуцер 22 подается пар, а через верхний 23 выводится. Полученный продукт (кремнеуглерод) после охлаждения паром до 100-120 С высыпается через нижний затвор 24 и поступает в открытые емкости на доохлаждение до 20-50 С и затем на расфасовку. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Аппарат для переработки сыпучих материалов,для переработки рисовой шелухи, включающий теплоизоляционный корпус, реакционную камеру с вертикальным винтовым виброконвейером, отделенную затворами от узлов загрузки и выгрузки и имеющую периферийный и центральный нагреватели, газоход с последующей за ним системой конденсации в воде водорастворимых органических продуктов, а также узла (емкости) охлаждения готового сыпучего продукта, отличающийся тем, что узел охлаждения выполнен в виде цилиндрической емкости, имеющей верхний и нижний затворы для ввода горячего и вывода охлажденного продукта, а также нижний и верхний штуцеры для ввода и вывода водяного пара, при этом разгрузочная труба герметично соединена с верхним затвором.