ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Материальные балансы сушильных установок. Расход теплоносителей из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Для сушки небольших количеств материала и при большой продолжительности процесса применяют камерные сушилки различных конструкций. Они представляют собой герметичные камеры, внутри которых высушиваемый материал в зависимости от его вида располагается на сетках, противнях, шестах, зажимах и других приспособлениях. Камеры изготовляют из дерева, кирпича, бетона, металла и иных материалов, выбор которых обусловлен их размерами, температурным режимом процесса, а в ряде случаев также свойствами высушиваемых материалов. Объем и размеры камеры определяются продолжительностью сушки и производительностью аппарата. Для ускорения загрузки и выгрузки материала противни или сетки для его укладки размещают часто на вагонетках. Многокамерные сушилки могут обслуживаться также общим вентилятором. [c.638] Ручная укладка высушиваемого материала на полки вагонеток и выгрузка с них высушенного материала требуют большой затраты ручного труда. Для ликвидации этого недостатка при сушке сыпучих материалов вагонетки можно заменять пластинчатыми, ленточными и ковшевыми транспортерами, допускающими непрерывную подачу влажного и удаление высушенного материала при помощи механических питателей. В этом случае выгоднее, однако, заменить туннель короткой камерой, в которой друг над другом (с небольшим смещением по длине) расположено несколько ленточных, пластинчатых или ковшевых транспортеров. Высушиваемый материал непрерывно поступает на верхнюю ленту, пройдя которую, ссыпается на вторую ленту и так далее до выхода из аппарата. Нагретый поток воздуха смывает высушиваемый материал в прямотоке или противотоке. [c.639] Общий недостаток рассмотренных сушилок состоит в плохом перемешивании высушиваемых материалов, обусловливающем неравномерность их сушки. Этот существенный недостаток практически устранен в барабанных сушилках, имевших до недавнего времени преимущественное применение в химической промышленности для сушки сыпучих материалов. На рис. Х1У-2 показана схема барабанной сушильной установки, работающей на смеси топочных газов и атмосферного воздуха. Установка состоит из металлического барабана, установленного под углом 1—3° к горизонту, обслуживаемого индивидуальной топкой. Влажный материал подается транспортером на дозирующий питатель, из которого по течке попадает на загрузочные винтовые лопасти барабана, способствующие равномерному распределению материала в объеме барабана. Благодаря наклону и вращению барабана материал непрерывно перемещается внутри барабана по всей его длине и высушенный из выгрузочной камеры попадает в транспортный шнек и далее передается элеватором на шнек для транспорта к месту потребления. Отработанные газы отсасываются вентилятором и, пройдя через циклон, уходят в атмосферу. Частицы сухого материала, осажденные в циклоне, стекают в приемную воронку элеватора. Топливо подается транспортером в бункер, а оттуда поступает на решетку топки. В период растопки топочные газы отводятся через открытый шибер в дымовую трубу. При установившемся рабочем режиме сушильной установки дымовая труба отключается шибером и топочные газы, разбавленные в камере смешения холодным воздухом до требуемой рабочей температуры, направляются по борову в сушильный барабан. [c.641] Барабанные сушилки работают часто не только на смеси топочных газов и воздуха, но также на нагретом воздухе. В последнем случае вместо топки устанавливают калорифер с паровым обогревом для нагревания воздуха до требуемой рабочей температуры. Заметим, наконец, что в сушильных барабанах воз-можен.как прямоток, так и противоток высушиваемого материала и газообразного теплоносителя. Прямоток предпочтителен при высокой начальной влажности и невысокой термостойкости высушиваемого материала, противоток — при необходимости его глубокого обезвоживания и высокой термостойкости. [c.643] На рис. Х1У-4, а показана сушильная установка, используемая для сушки минеральных солей смесью топочных газов и воздуха. Сушильный аппарат имеет круглое сечение, представляя собой два усеченных конуса, сложенных малыми основаниями. В месте стыка усеченных конусов расположена опорно-распределительная решетка, на которой размещается псевдоожижеиный слой высушиваемого материала. Последний подается ленточным транспортером в бункер, а оттуда через питатель и весовой дозатор — на свободную поверхность псевдоожиженного слоя. Под опорно-распределительную решетку подается под напором газовая смесь, получаемая в топке и камере смешения, которая является одновременно ожижающим агентом и теплоносителем для конвективной сушки зернистого материала. Высушенный материал отводится из нижней зоны слоя через питатель на транспортер и доставляется к месту назначения. Отработанные газы, пройдя через циклон и батарейный циклон или рукавный фильтр, отсасываются вентилятором и выбрасываются в атмосферу. Осажденные мелкие частицы материала поднимаются элеватором и присоединяются к потоку влажного материала. Заметим, что расширение корпуса аппарата кверху имеет своей целью уменьшить унос мелких частиц за счет понижения скорости газового потока. Сушилка может, разумеется, работать не только на газовой смеси, но и на нагретом воздухе. [c.645] В аппаратах круглого сечения благодаря интенсивному перемешиванию возможно попадание влажных (недо-сушенных) частиц в поток отводимого высушенного материала. Вероятность этого явления значительно меньше в аппаратах с псевдоожиженным слоем прямоугольного сечения (рис. Х1У-4, б), где вход влажного и выход высушенного материала расположены на противоположных концах слоя. Отношение длины слоя к его ширине достигает 10—12 высота слоя регулируется переливным порогом. В связи с большой длиной слоя ввод нагретого воздуха (или газов) под решетку секционирован при помощи шиберов можно распределить этот поток равномерно по всей решетке или в любом желательном соотношении. [c.645] При высушивании тонкодисперсных материалов и склонных к агрегированию возможны большой унос влажных частиц из псевдоожиженного слоя и нарушение псевдоожиженного состояния в случаях малых чисел псевдоожижения. Этот недостаток устранен в сушилках с виброожижениым слоем (рис. XIV-5, б), отличительной особенностью которых является вибрация опорно-распределительной решетки. В этих аппаратах возможно псевдоожижение слоя при скоростях потоков газа ниже начала обычного псевдоожижения, так как большой вклад в механизм взвешивания зернистого слоя вносит вибрация. [c.646] В случае образования псевдоожиженного слоя из инертных тел частицы их покрываются тонкой пленкой твердой фазы раствора, которая по мере высыхания истирается и выносится в тонкодисперсном состоянии газовым потоком. Рассматриваемый метод обезвоживания применим также для пастообразных веществ. [c.647] Действие механических форсунок основано на принципе истечения распыляемой жидкости из отверстий малого диаметра (0,8—1,5 мм) под давлением 3—20 МПа. Струя, вытекающая с большой скоростью (часто ей придают вращательное движение), распадается на мелкие капли (50—150 мкм). Будучи весьма эффективными и экономичными, эти форсунки во избежание закупорки могут работать на чистых жидкостях небольшой вязкости и, разумеется, не пригодны для суспензий. Производительность механических форсунок достигает 4 м /ч, а расход энергии колеблется в пределах 2—4 кВт-ч/м . [c.648] Пневматические форсунки действуют по принципу взаимодействия одновременно вытекающих соосных струй распыляемого раствора или суспензии и воздуха или пара под давлением 0,4—0,6 МПа. Воздух (пар) поступает в форсунку тангенциально и вытекает в форме закрученного потока. Производительность форсунки достигает 2 м ч при расходе сжатого воздуха 500— 700 м /м распыляемой жидкости (суспензпи). Заметим, что подобно механическим, пневматические форсунки также подвержены закупорке при распылении даже разбавленных суспензий. [c.648] Наибольшее применение в распылительных сушилках получили вращающиеся диски, сообщающие раствору или суспензии большую скорость без помощи жидкостных насосов и сжатого воздуха. Окружная скорость диска достигает 200 м/с. [c.649] Корпус распылительных сушилок имеет цилиндрическую форму и допускает много вариантов размещения распыливающего устройства, ввода исходного и удаления высушенного материала. На рис. Х1У-7 приведена схема сушилки с верхним расположением распыляющего диска и движением нагретого воздуха сверху вниз. Диск получает вращательное движение от электромотора через редуктор. Распыляемая жидкость или суспензия подается по трубе на центральную часть диска. Поток воздуха, предварительно нагретого в калорифере до рабочей температуры, поступает через распределительное устройство, движется вместе с диспергированным материалом вниз вдоль всей камеры, затем проходит через рукавный фильтр, где освобождается от взвешенных частиц материала, и выбрасывается вентилятором в атмосферу. Высушенный материал падает на дно камеры, откуда он при помощи скребков попадает в шнек для транспорта к месту назначения. [c.649] Наряду с отмеченными достоинствами распылительные сушилки обладают рядом существенных недостатков. К числу последних относятся большой диаметр камеры (во избежание налипания влажного материала на ее стенки), а также сравнительно низкая удельная испаряющая способность (10—25 кг/ч воды на I м камеры), обусловленная низкой скоростью воздуха (0,2— 0,4 м/с) высокие скорости воздуха сопряжены с уменьшением времени его контакта с высушиваемым материалом. [c.649] Во всех рассмотренных сушильных аппаратах высушиваемые материалы контактируют с влажным воздухом или его смесью с топочными газами. При этом воздух отдает материалу тепло, требуемое для высушивания, и уносит испарившуюся влагу, т. е. воздух играет роль тепло- и влагоносителя. В этом смысле необходимо рассмотреть физические свойства влажного воздуха. [c.649] Условимся, наконец, называть влагосодержанием воздуха массу влаги, приходящуюся на I кг его абсолютно сухой части. Так, если в объеме влажного воздуха V при температуре Тд содержится кг пара и G кг абсолютно сухого воздуха, то для компонентов этой смеси можно написать уравнения рпК = = GaRuT и РвК = G RgTg, где R и R — газовые постоянные пара и воздуха. [c.650] Из найденных выражений следует, что влагосодержание возрастает с увеличением относительной влажности и температуры (соответственно повышению р ) влажного воздуха, но снижается с увеличением его полного давления Р. [c.650] Из выражений (XIV.2) и (XIV.2a) следует, что расход воздуха на высушивание влажного материала зависит от начального и конечного влагосодержаний воздуха. [c.653] Вернуться к основной статье