Конвективные сушилки.

Конвективные сушилки.


Нужная для сушки теплота обычно доставляется нагретым воздухом, топочными газами или их консистенцией с воздухом. Если не допускается соприкосновение высушиваемого материала с кислородом воздуха либо если пары удаляемой воды огнеопасны, сушильными агентами служат инертные газы (азот, СО2 и др.) или перегретый водяной пар. В простом случае сушильный процесс осуществляется таким макаром, что сушильный агент, подогретый до температуры, максимально допустимой для высушиваемого материала, однократно употребляется в аппарате. Для термолабильных материалов (напр., целофана) сушильный агент только отчасти подогревается в главном калорифере, а остальную теплоту получает в дополнительных калориферах, установленных в сушильной камере. В случае материалов, сушка которых просит (для предотвращения усадки) завышенного влагосодержания теплоносителя и низких температур (к примеру, древесная порода, формованные глиняние изделия), используют сушилки с рециркуляцией части отработанного воздуха, также сушилки с промежным его обогревом меж отдельными зонами и одновременной рециркуляцией. Для сушки огне- и взрывоопасных материалов либо при удалении из высушиваемых материалов ценных товаров (углеводороды, спирты, эфиры и др.) употребляют сушилки с замкнутой циркуляцией потока инертных газов или воздуха.



Камерные сушилки. В их высушиваемый материал находится бездвижно на полках, установленных в одной либо нескольких сушильных камерах. Засасываемый вентилятором и подогретый в калориферах воздух проходит меж полками над материалом. Сушилки работают временами при атмосферном давлении и используются в малотоннажных производствах для материалов с низкой температурой сушки (к примеру, красители).

Туннельные сушилки - камерные сушилки непрерывного деяния. Представляют собой длинноватые (типа коридора) камеры, снутри которых по рельсам передвигаются телеги (вагонетки) с лежащим на лотках либо противнях высушиваемым материалом. Подогретый воздух обтекает лотки прямо- либо противотоком; вероятна рециркуляция воздуха. Эти сушилки употребляют для сушки кирпича, глиняних изделий, окрашенных и лакированных железных поверхностей, пищевых товаров и т.п.

Туннельная сушилка: 1-камера (коридор); 2-вагонетки; 3-вентиляторы; 4-калориферы.

Ленточные сушилки обычно делают в виде многоярусного ленточного транспортера, по которому в камере, действующей при атмосферном давлении, безпрерывно перемещается материал, равномерно пересыпаясь с верхней ленты на нижележащие (скорость каждой ленты 0,1-1 м/мин). Сушильный агент может двигаться со скоростью менее 1,5 м/с прямо- либо противотоком, также через слой материала при наличии перфорированной ленты. Эти сушилки компактнее, чем камерные и туннельные, и отличаются большей интенсивностью сушки, но также сложны в обслуживании из-за необходимости ручного труда, перекосов и растяжений лент. Область внедрения - сушка зернистых, гранулированных, крупнодисперсных и волокнистых материалов; неприменимы для сушки мелкозернистых пылящих материалов. Для сушки последних употребляют ленточные сушилки с формующими питателями, к примеру рифлеными вальцами (вальце-ленточные сушки).

Ленточная сушилка: 1-камера; 2, 6-загрузочный и разгрузочный бункеры; 3 - ленточный транспортер; 4 - калорифер; 5- вентилятор.

Для обезвоживания пастообразных и листовых (к примеру, бумаги) материалов время от времени служат безпрерывно действующие при атмосферном давлении петлевые сушилки - разновидность ленточных сушилок. Мокроватый материал при помощи питателя подается на нескончаемую сетчатую ленту, вдавливается в ее ячейки, проходя через обогреваемые паром валки, после этого поступает в сушильную камеру, где передвигающаяся сетка образует ряд петель. Средством автоматического ударного устройства высушенный материал сбрасывается в разгрузочный шнек. Жаркий сушильный агент движется поперек ленты. Такие сушилки обычно работают с промежным обогревом воздуха, частичной рециркуляцией его по зонам и обеспечивают огромную скорость сушки по сопоставлению с камерными сушилками, но конструктивно сложны и требуют значимых эксплуатационных расходов.


Загрузка...

Петлевая сушилка: 1-питатель; 2-лента; 3-валки; 4-автоматич. ударное устройство; 5-разгрузочный шнек; 6-вентиляторы.

Барабанные сушилки всераспространены благодаря высочайшей производительности, простоте конструкции и способности безпрерывно сушить при атм. давлении мелкокусковые и сыпучие материалы (колчедан, уголь, фосфориты, минеральные соли и др.). Такая сушилка представляет собой установленный с маленьким наклоном к горизонту (угол a до 4°) цилиндрич. барабан с бандажами. Последние при вращении барабана (при помощи зубчатого колеса от электропривода) с частотой 5-6 мин:1 катятся по опорным роликам; осевое смещение барабана предотвращается опорно-упорными роликами. Мокроватый материал через питатель поступает в барабан и умеренно распределяется по его сечению размещенными снутри насадками. Тесновато соприкасаясь при пересыпании с сушильным агентом, к примеру топочными газами (вероятен также контактный подвод теплоты через спец. трубчатую насадку), материал высушивается и движется к разгрузочному отверстию в приемном бункере. Газы поступают из примыкающей к барабану топки и просасываются прямотоком через него вентилятором со скоростью 0,5-4,5 м/с; для улавливания из газов пыли меж барабаном и вентилятором установлен циклон. Напряжение рабочего объема барабана по испаренной влаге добивается 200 кг/(м3-ч).

Барабанная сушилка: 1-барабан; 2-питатель; 3-бандажи; 4-зубчатое колесо; 5 - вентилятор; 6-циклон; 7-приемный бункер; 8-топка.

Сушилки со взвешенным слоем характеризуются высочайшими относительными скоростями движения фаз и развитой поверхностью контакта. Главные гидродинамические режимы работы: пневмотранспорт; закрученные потоки; псевдоожижение; фонтанирование. При существенном уменьшении в процессе сушки массы частиц дисперсного материала используются режимы свободного фонтанирования и проходящего кипящего слоя. Посреди этих сушилок более всераспространены пневматические, вихревые камеры, аппараты с кипящим и фонтанирующим слоем, вибрационные.

Пневматические сушилки (рис. 7) представляют собой одну либо несколько поочередно соединенных вертикальных труб длиной 15-20 м.

В их через питатель подается мокроватый материал и вентилятором снизу нагнетается воздух, подогретый в калорифере. Материал увлекается потоком воздуха, передвигающимся со скоростью 15-25 м/с. В циклоне сухой материал отделяется от воздуха и удаляется через разгрузочное устройство; воздух через фильтр выводится в атмосферу. Для активизации режима сушки в трубы-сушилки вставляют турбулизаторы (расширители, отклоняющие пластинки, завихрители и т.п.). Вследствие кратковременности контакта (1-5 с) такие сушилки применимы для обработки термически нестойких материалов даже при высочайшей температуре сушильного агента; их отличают также компактность, простота конструкции, но сразу завышенные расходы электроэнергии и теплоты (до 8,4 кДж/кг воды).

Пневматическая сушилка: 1-бункер; 2-питатель; 3-труба; 4-вентилятор; 5-калорифер; 6-сборник-амортизатор; 7-циклон; 8-разгрузочное устройство; 9- фильтр.

Вихревые сушильные камеры - более достойные внимания представители аппаратов с закрученными потоками сушильного агента. Эти камеры представляют собой дисковые аппараты, напоминающие центробежный вентилятор с тангенциальным подводом теплоносителя. Мокроватый сыпучий либо волокнистый материал загружается питателем через боковую часть камеры и под действием газовых струй закручивается, образуя в аппарате кольцевой крутящийся слой. Скорость истечения газа 50-80 м/с, время пребывания в камере материала 10-20 с и 2-3 мин для частиц размером соотв. 0,1-0,2 и 3-4 мм.

Сушилки с кипящим слоем: а, б-односекционные соотв. с ненаправленным и направленным движением материалов (в первом случае - теплостойких, во втором-трудно высыхающих, для которых нужна высочайшая равномерность сушки); в, г - многосекционные соотв. с расположением секций одна над другой и разделением их перегородками (для термочувствительных материалов, характеристики которых очень меняются при сушке); пунктирные полосы - газораспределительные решетки.

Сушилки с кипящим слоем бывают неизменного, расширяющегося, прямоугольного, также круглого сечения (в последних меньше возможность образования застойных зон). Работа таких аппаратов значительно находится в зависимости от конструкции газораспределительных решеток, по которым перемещается материал и которые могут быть плоскими, выгнутыми, выпуклыми, с отверстиями различной конфигурации; через их снизу продувается за ранее подогретый сушильный агент [объемный коэффициент теплопотери 6-12 кВт/(м•К)]. Употребляют одно- и многосекционные сушилки. В односекционных аппаратах, используемых нередко для удаления поверхностной воды (удельный влагосъем добивается 1000 кг с 1 м2 решетки), вследствие близости по гидродинамике к аппаратам безупречного смешения наблюдается значимый разброс времен пребывания частиц материала, что приводит к неравномерности сушки; многосекционные сушилки обеспечивают огромную равномерность высушивания материала. Аппараты с КС позволяют обрабатывать различные сыпучие материалы; сушка паст, суспензий и смесей вероятна в кипящем слое инертных частиц (на их нагретой поверхности).

Сушилки с фонтанирующим слоем-цилиндроконические, также вытянутые (в виде желоба) аппараты. В этих сушилках создастся режим фонтана, в ядре которого частички материала движутся ввысь в режиме пневмотранспорта, а на периферии медлительно сползают вниз. Область внедрения - сушка плохо псевдоожижаемых зернистых материалов с более большими частичками, чем в аппаратах с КС.

Вибрационные сушилки бывают с виброаэрокипящим либо с виброкипящим слоем. В первом случае материал ожижается благодаря воздействию вибраций и потока газа, поступающего через перфорированное днище, во втором-только за счет вибраций. Частота и амплитуда последних обычно 20-60 Гц и 2-10 мм.

Сушилки с виброаэрокипящим слоем употребляют для С. слипающихся и комкующихся дисперсных материалов, сушилки с виброкипящим слоем - приемущественно для досушки материалов либо сушки материалов с неплохими сыпучими качествами.

·

Сушилки с форсуночным (а, б) и дисковым (в, г) распылепием материалов: I - центральный закрученный подвод сушильного агента (прямоточный аппарат); II-равномерное рассредотачивание газов по сечению через решетку; III-равномерная подача газов над факелом распыла по всему сечению камеры; IV-сосредоточенная подача газов под корень факела распыла.

Распылительные сушилки имеют цилиндрические либо цилиндро-конические камеры. В их вязкие водянистые и текучие пастообразные материалы распыляются в поток жаркого сушильного агента механическими и пневматическими форсунками, также вращающимися с окружной скоростью 100-200 м/с центробежными дисками (расход энергии на распыление 1 т материала составляет соотв. 2-4, 50-70 и 50-100 кВт•ч).

При сушке в распыленном состоянии материала благодаря большой удельной поверхности испарения воды процесс заканчивается в течение 15-30 с.

Недочеты: громоздкость из-за относительно низкого напряжения рабочего объема сушильной камеры по влаге [до 25 кг/(м3•ч)]; конструктивно сложные и дорогие в эксплуатации распыливающие и пылеулавливающие устройства.

Контактные сушилки. Теплота, требуемая для сушки, передается теплопроводимостью от нагретой поверхности, с которой соприкасается высушиваемый материал. Такие сушилки работают под вакуумом либо атм. давлением. Применение вакуумных сушилок, невзирая на их более высшую цена и сложность по сопоставлению с атм. сушилками, позволяет обрабатывать чувствительные к высочайшим температурам, также ядовитые и взрывоопасные вещества, получать продукты завышенной чистоты, улавливать пары неводных растворителей, удаляемых из материалов.

Гребковая вакуум-сушилка: 1-корпус; 2-рубашка; 3-вал с гребками; 4-трубы-скалки.

Гребковые вакуум-сушилки представляют собой горизонтальные временами действующие аппараты с цилиндрическим корпусом, снабженным паровой рубахой. Дисперсный материал (к примеру, краситель), заполняющий 20-30% объема аппарата, отлично перемешивается гребками, закрепленными на валу мешалки, имеющей реверсивный привод, который автоматом изменяет направление ее вращения с частотой 6-10 мин-1. Меж гребками свободно перекатываются трубы-скалки, содействующие разрушению комков и дополнит. смешиванию материала. Последний можно нагревать также через вал мешалки, если он выполнен полым. Разгрузка и выгрузка материала механизированы. Напряжение поверхности сушилок по влаге 6-8кг/(м2•ч).

Вальцовые сушилки (рис. 12) созданы для непрерывной атмосферной либо вакуумной сушки вязких, водянистых и пастообразных материалов (красители, пектиновый клей, молоко и т.п.). Осн. элементы-обогреваемые водяным паром полые вальцы, крутящиеся с частотой 1-13 мин-1; сушилки могут быть одно- и двухвальцовые. Материал смачивает поверхность вальцов и высушивается в узком слое; толщина сухой пленки, снимаемой спец. ножиками, составляет 0,1-1,0 мм. Расход пара по испаряемой влаге 1,2-1,6 кг/кг, напряжение поверхности вальцов по влаге для атмосферных и вакуумных сушилок соотв. 13-15 и 25-70 кг/(м2•ч).

Вальцовые вакуум-сушилки: а-одновальцовая; б-двухвальцовая; 1-корпус; 2-полый барабан (валец); 3-корыто; 4-распределит. валик; 5-нож; 6-шнек; 7-приемный колпак; 8-сборник; 9-вальцы; 10-наклонная стена,

Особые сушилки.В использующих ИК излучение (l = 0,77-344 мкм) терморадиационных, либо просто радиационных, сушилках достигается высочайшая скорость сушки благодаря подводу к мокроватому материалу огромного количества теплоты. Ее генераторами служат устанавливаемые над поверхностью высушиваемого материала (обычно перемещаемого транспортером) особые электронные лампы с зеркальными отражателями или глиняние и железные экраны, обогреваемые жаркими газами. Эти сушилки малогабаритны и эффективны для обработки владеющих огромным коэффициентом поглощения лучистого потока тонколистовых материалов и окрашенных поверхностей (напр., лакокрасочные покрытия, ткани, бумага и др.).

Для высушивания толстостенных материалов, когда требуется их резвый прогрев во всем объеме, в ряде всевозможных случаев эффективна сушка в поле токов высочайшей либо сверхвысокой частоты. Такую сушку используют для изделий из пластмасс и резины, фарфоровых изоляторов и других материалов, владеющих диэлектрическими качествами. Высокочастотные (диэлектрические) сушилки позволяют стремительно и умеренно производить сушку. Но их внедрение ограничено из-за дорогостоящего оборудования, огромного расхода электроэнергии (до 5 кВт • ч на 1 кг испаряемой воды) и необходимости соблюдать особенные меры техники безопасности;

В сублимационных сушилках основную часть воды (до 85%) удаляется в замороженном состоянии под глубочайшим вакуумом (остаточное давление 5-330 Па) при температуре 0°С; остальная влага испаряется термический вакуум-сушкой. (при 30-45 °С). Теплота, нужная для сушки, подводится к материалу от нагретых поверхностей либо радиацией от нагретых экранов. Эти сушилки громоздки и сложны в эксплуатации, но отличаются малозначительным расходом теплоты (2,1-2,3 кДж/кг) и позволяют сохранить био характеристики высушиваемых пищевых товаров и мед препаратов (лекарства, плазма крови и т.д.).

Акустические сушилки отличаются от обычных конвективных, обычно, наличием излучателей ультразвуковых колебаний, источником энергии которых служит кинетическая энергия газовой струи. Благодаря этим излучателям высушиваемый материал подвергается со стороны газовой струи воздействию акустического поля с уровнем интенсивности 145 дБ. По сопоставлению с конвективной ультразвуковая сушка позволяет в пару раз ускорить удаление воды из материала без существенного увеличения температуры, что в особенности принципиально при обработке просто окисляющихся и термочувствительных товаров. Но из-за высочайшей цены акустической энергии, обусловленной, а именно, низким кпд излучателей (20-25%), ультразвуковую сушку используют ограниченно, приемущественно в производстве мелкодисперсных лекарственных средств и на биологическом уровне активных веществ (к примеру, лекарства, гормональные препараты).

Выбор сушилокзависит от ряда причин. К ним относятся: время сушки, агрегатное состояние, допускаемая температура нагрева, взрыво- и пожароопасность, токсичность, усадка, загрязнение и др. характеристики высушиваемого материала; требования к равномерности сушки; требования к системе пылеулавливания и т. д. При выборе следует отдавать предпочтение сушилкам непрерывного деяния; сушка топочными газами экономичнее воздушной сушки, но не всегда вероятна из-за загрязнения материала. Если при содействии высушиваемого материала с влагой не появляется кислая либо щелочная среда, сушилки, почаще крупногабаритные, следует делать из обычной стали, в неприятном случае-из нержавеющей стали, время от времени из титана.

Выбор сушилок связан с неувязкой систематизации материалов. В текущее время разрабатывается такая систематизация, которая позволила бы стремительно оценивать кинетику и выбирать более оптимальный тип сушилки. Пример - систематизация капиллярно-пористых материалов. В согласовании с ней мокроватые материалы дифференцируют по внутренней структуре, а за ее характеристику принимают критичный поперечник пор dкр, другими словами поперечник более тонких пор, из которых требуется удалить воду до заслуги конечного влаго-содержания; параметр dкр позволяет оценить тс и избрать экономически целесообразный сушильный аппарат.

Расчет сушилокобычно проводят в последующей последовательности: составляют вещественный баланс и определяют количество испаренной воды (если необходимо, по зонам); составляют термический баланс и находят требуемые количество теплоты, расходы горючего, пара, сушильного агента и т. д.; исходя из эмпирического коэффициента тепло- и массообмена либо удельных напряжений на единицу объема аппарата либо поверхности (греющей либо решетки) находят размеры сушильной камеры, также нужное число сушилок; анализируют эффективность сушильной установки: степень совершенства сушилки как термического агрегата можно оценивать энергетический кпд, который определяется как отношение полезно применяемой энергии ко всей затраченной; изменение при сушке свойства энергии сушильного агента учитывает эксергетический кпд - отношение полезно использованной эксергии к затраченной.

Улучшение техники сушкив хим производствах обосновано ужесточением требований к охране среды, необходимостью экономии энергоресурсов и улучшения обслуживания сушильных установок. Реализуются последующие направления: 1) применение технологий, при которых на сушку поступают более приготовленные к ней материалы (напр., мелкозернистые, с широкими порами и т. п.); 2) разработка типовых сушилок, применимых для сушки огромных групп материалов; 3) создание хорошей гидродинамики в сушильных аппаратах; 4) рациональное совмещение подготовит. стадий мех. обезвоживания (см. выше), выпаривания (для сгущения водянистой фазы), предварит. перегрева смесей (при распылит. высушивании) и фактически сушки; 5) развитие нестандартных методов сушки - ИК и УФ излучением, частотной, СВЧ и акустической, со сбросом давления (в материале происходят самовскипание и частичный механический вынос воды), перегретым паром (его теплоемкость больше теплоемкости воздуха, потому к материалу подводится большее количество теплоты), с внедрением ПАВ (они ослабляют связь воды с материалом); 6) применение комбинированных сушилок - с конвективным и контактным подводом теплоты, также сочетающих сушки с другими процессами (измельчением, гранулированием, хим. реакциями и т. д.); 7) внедрение экологически оптимальных сушилок - безуносных (сушка происходит сразу с улавливанием готового продукта, к примеру в сушилках со встречными закрученными потоками), с организацией процесса таким макаром, чтоб на пылеочистку поступало наименьшее количество крупнодисперсного материала, также с наибольшей утилизацией теплоты отработанного сушильного агента.


Оборудование для микронизации пигментов и заполнителей

В производстве пигментов и заполнителей размольное оборудование применяется для последующих целей:

- для доведения частиц пигментов и заполнителей до размеров, обеспечивающих получение мелкозернистых размеренных суспензий при диспергировании пигментов в пленкообразующих субстанциях без дополнительного измельчения частиц жесткой фазы;

- для получения природных пигментов (сурика, мумии, охры) и заполнителей (легкого и томного шпата, талька) методом измельчения руд;

- для увеличения интенсивности и кроющей возможности пигментов и улучшения других физико-технических параметров пигментов и заполнителей;

- для обеспечения хорошей быстроты реакции и наибольшего выхода продукта в гетерогенных реакциях в итоге развития поверхности контакта и определенного зернового состава товаров реакции (при получении сернистого бария, ультрамарина, кадмиевых и кобальтовых пигментов);

- для тесноватого смешения 2-ух либо нескольких пигментов при получении свинцовой зелени из крона и стальной лазури, также консистенций других пигментов;

- для отделения примесей вследствие разной измельчаемости материалов (отделение свинца от глета, песка от охры);

- для получения сухих красок одновременным смешением и измельчением пигментов, жестких пленкообразующих веществ и особых добавок;

- для получения пылеобразного материала из аква паст пигментов методом их смешивания с ретуром.

Дробление: большое – до размера 5-100 мм; среднее – до размера 2-50 мм; мелкое – до размера 3-20 мм.

Измельчение: грубое – преимущественное содержание в конечном продукте классов зернышек > 20-30 мк; тонкое – преимущественное содержание в конечном продукте классов зернышек < 20-30 мк; сверхтонкое – содержание в конечном продукте 90-95% классов зернышек < 5-10 мк.

Материалы, подвергаемые узкому и сверхтонкому измельчению, можно условно разбить на четыре группы.

1-ая группа – материалы, состоящие из сравнимо больших монокристаллов и кристаллических сростков (ильменит, барит, легкий шпат). При измельчении этих материалов образуются новые поверхности раздела в местах сращивания кристаллов либо по плоскостям кристаллических решеток. Тонкое измельчение материалов первой группы просит большой энергозатраты и обычно осуществляется на шаровых и роликовых мельницах; сверхтонкое измельчение – на струйных мельницах.

2-ая группа – материалы, состоящие из микрокристаллических частиц размером 0,1 – 5 мк (первичные), которые при сушке образуют большие зерна либо комья из сравнимо слабо агрегированных частиц (осадочные пигменты и наполнители, такие как свинцовые и цинковые крона, отмученная охра, каолин). При их обработке на мельницах происходит не измельчение первичных частиц, а дезагрегация материала до сравнимо больших зернышек. Для этого обычно используют ударно-центробежные мельницы. Малые ситовые остатки в продуктах измельчения материалов этой группы объясняются пептизирующим действием воды при влажном способе ситового анализа, принятого для пигментов, а не эффективность ударно-центробежных мельниц.

3-я группа – материалы, содержащие спекшиеся частички. К ним относятся осадочные пигменты с размером первичных частиц 0,1-5 мк, подвергавшиеся высокотемпературной обработке (к примеру, двуокись титана), также приобретенные прокаливанием шихты. Энергозатраты на измельчение материалов этой группы находится в зависимости от их личных параметров и режима получения. Почти всегда их подвергают узкому сухому измельчению на шаровых и роликовых мельницах и сверхтонкому – на влажных шаровых и струйных мельницах.

4-ая группа – материалы, представляющие из себя неоднородный продукт, состоящий из консистенции частиц, которые относятся к материалам приведенных выше 3-х групп: неотмученные охра, каолин, сурик и мумия, содержащие твердые большие частички песка и других примесей.

В особенности тяжело подвергаются измельчению вязкие материалы типа смол и пластических масс. Потому при получении сухих красок обработкой в шаровой мельнице консистенции пигментов и смол прибегают к остыванию мельницы до температур ниже 0 ̊С, что резко наращивает хрупкость смол.

С уменьшением размера частиц увеличивается кроющая способность и интенсивность пигментов. Совместно с тем уменьшение размеров частиц пигментов и заполнителей увеличивает их маслоемкость и реакционоспособность, что может привести к снижению атмосферостойкости яркой пленки.




Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Конвективные сушилки.:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Конвективные сушилки.