МДК0201 Теплотехническое оборудование. Занятие №6.
В пневматических сушилках сушка материалов осуществляется в процессе их транспортирования газообразным теплоносителем. Пневматические сушилки используют для сушки дисперсных материалов. Чаще всего сушилка представляет собой вертикально расположенную трубу, где в режиме, близком к режиму идеального вытеснения, газовзвесь перемещается обычно снизу вверх. Время пребывания материала в зоне сушки составляет несколько секунд. Скорость газа в трубе-сушилке выбирают в несколько раз больше скорости витания частиц наиболее крупных фракций высушиваемого материала.
Разработаны трубы-сушилки самых разнообразных конструкций, позволяющие высушивать материалы с широким интервалом свойств и требований к готовому продукту.
Установка ТС-1-375 (рис. 1) состоит из трубы-сушилки 3 диаметром 375 мм и высотой 12м (диаметр расширителя 600мм), двухшнекового питателя 1, бункера с ворошителем 2, циклонов 4, 5, секторных затворов 7, расположенных по два под каждым из циклонов (для исключения подсосов), четырех калориферов 8 и хвостового вентилятора 7.
Рис. 1. Сушильная установка с одноступенчатой трубой сушилкой ТС-1-375: 1- двухшнековый питатель, 2- бункер с ворошителем, 4,5- циклоны, 7- секторные затворы, 8- калорифер, 6- вентилятор
Эту установку можно использовать для сушки материалов со свободной и слабосвязанной влагой. Основное ее назначение - сушка относительно термочувствительных минеральных солей в мало- и среднетоннажных производствах.
Сушка материаловв воздушном потоке.
Простым и эффективным способом интенсификации тепло-массообменных процессов в потоках газовзвеси является увеличение относительной скорости фаз, обеспечиваемое центробежной силой, которая возникает при движении газовзвеси по винтовой или спиральной траектории. Такой способ интенсификации процесса сушки реализуется в аппаратах с винтовыми вставками и плоскими спиралями.
В МИХМе совместно с НИИполимеров разработана конструкция сушилки с плоским спиральным каналом, расположенным в горизонтальной плоскости. Сушилка сблокирована с циклоном, в котором происходит сепарация частиц (рис. 2).
Газовзвесь материала через штуцер 6 подается в спиральный канал 5, образуемый между днищем 5, корпусом 1, крышкой 2 и спиральной лентой 3, где и осуществляются процессы тепло-массопереноса. Затем газовзвесь попадает в сепарирующую камеру 7 для разделения фаз. Сухой продукт выводится через отверстие в конической части камеры, а газ -- через патрубок 4. Известно много модификаций такой конструкции. Недостатком спиральных сушилок с плоской спиралью, закрученной к центру, является ограниченный расход теплоносителя вследствие чрезмерного повышения гидравлического сопротивления. На практике использование сушилок этого типа ограничено расходом сушильного агента (12-15 тыс. м3/ч).
Более совершенной представляется разработанная МИХМом и НИИполимеров конструкция сушилки со спиральным каналом в виде плоской двойной спирали, расположенной в вертикальной плоскости (рис. 6). Сушилка имеет спиральный канал, по которому газовзвесь движется первоначально от периферии к центру, а затем от центра к периферии. Гидравлическое сопротивление сушилки составляет 1-2,5 кПа. Преимуществами данной пневмосушилки по сравнению с прямоствольными являются: более высокая интенсивность процесса, малые габариты и металлоемкость. Сушилка используется для сушки полимерных материалов и пищевых продуктов.
Рис. 2. Сушилка с плоским спиральным каналом, расположенным в горизонтальной плоскости: 6-штуцер, 5- спиральный канал, 5- днище, 1-корпус, 2-крышка, 3- спиральная лента, 7-сепарирующая камера,4-патрубок.
Рис. 3. Сушилка со спиральным каналом в виде плоской двойной спирали, расположенной в вертикальной плоскости: 1 - спиральный канал, 2,3 - спиральные ленты, 4 - S-образный переход, 5 - стенка, 6 - крышка.
Фирмой «Шильде» (ФРГ) разработаны циклонные сушилки (рис. 4) с несколькими тангенциальными вводами теплоносителя по высоте цилиндрической камеры и регулируемым временем пребывания материала в аппарате. При этом движение материала может быть спиральным (рис. 4), если газ непрерывно подается во все вводы со скоростью не более 5-20 м/с, или в виде прерывистых колец (рис. 4), если предусмотрена поочередная подача газа в тангенциальные вводы (сверху вниз) с большими скоростями (до 100 м/с). В последнем случае образуется кольцевой слой циркулирующего материала, сначала у верхнего ввода, а затем, после мгновенного прекращения или уменьшения подачи газа, у следующего ввода и т. д. Продолжительность пребывания материала в зоне сушки, особенно по второму режиму работы, можно регулировать в широких пределах (до 10 мин).
Рис. 4. Циклонные сушилки с регулируемым временем пребывания материала: 1 - подвод сушильного агента, 2 - выход отработанного агента сушки, 3 - загрузка влажного материала, 4 - выгрузка высушенного материала.
Высушенный продукт отделяется от теплоносителя в конической части камеры под воздействием центробежных сил и через секторный затвор выгружается из камеры, а отработанный газ покидает сушилку через штуцер в верхней ее части.
Загружают влажный материал в верхней части камеры секторным питателем. Циклонные сушилки - высокоинтенсивные и компактные аппараты, предназначены, главным образом, для удаления поверхностной влаги из полидисперсных сыпучих материалов, не налипающих на стенки аппарата.
Из аппаратов с закрученными потоками сушильного агента наибольший интерес представляют вихревые сушилки. Особенность их -- циркулирующий слой материала. По гидродинамической модели процесса они значительно ближе к аппаратам идеального смешения, чем циклонные сушилки или трубы с винтовыми вставками. В вихревых сушилках в отличие от циклонных закрутка потока происходит около горизонтальной оси.
Задание: 1. Подготовить конспект лекции в печатном word-документе.
2. Предоставить схемы и конструкциидругихпневматических сушилок.
Срок выполнения 15.09.2020.