Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Транспортная энергетика (хладотранспорт) Минимаркер Типы, схемы и конструкции сушилок

Типы, схемы и конструкции сушилок

Страница 8 из 10

Конструкции сушилок чрезвычайно разнообразны. Их схемы и отдельные узлы определяются в основном физическими, химическими свойствами и геометрическими размерами высушиваемого материала и изделий, режимом работы (непрерывного или периодического действия), видом и параметрами сушильного агента.

Конструкции и условия работы сушильных установок отражены в специальных монографиях.

Ограничимся анализом схем и конструкций основных типов сушильных установок, работающих и предлагаемых к внедрению на предприятиях промышленности, транспортного машиностроения, железнодорожного транспорта и некоторых других отраслей народного хозяйства.

Атмосферные конвективные сушилки

Атмосферные конвективные сушилки получили наибольшее распространение в промышленности. Их конструкции разнообразны и используются как для периодической, так и для непрерывной сушки.

В периодически действующих установках всю массу материала или изделий загружают в рабочую камеру одновременно с использованием специальных транспортных устройств и приспособлений. В процессе сушки материал остается неподвижным, за исключением некоторых типов камер, где предусмотрено перемешивание его. Температурный и влажностный режимы сушки определяются технологическими условиями. Сушка может производиться в среде воздуха или продуктов сгорания топлива при tca = const или tca = var. Сушильные установки периодического действия проще по конструкции и дешевле сушилок непрерывного действия. В них легче обеспечить устойчивый режим, но в то же время наблюдается существенная неравномерность сушки, трудоемки загрузка и выгрузка материала, велики затраты теплоты на аккумуляцию ограждающими стенками.

В машиностроительной промышленности и на предприятиях железнодорожного транспорта периодически действующие сушилки применяют для сушки древесины (пиломатериалов), а также форм, стержней и других изделий в литейных цехах. Удельный расход теплоты в таких сушилках колеблется в широких пределах от 3 500 до 16 000 кДж/кг влаги и зависит от свойств высушиваемого материала и длительности процесса. Эти сушилки строят на небольшую производительность с естественной и искусственной циркуляцией сушильного агента, предпочтительнее – с искусственной.

На рисунке 7 приведены схемы двух камерных сушилок, предназначенных для сушки древесины (досок) с интенсивной поперечной циркуляцией сушильного агента. Они имеют существенные преимущества по сравнению с камерами периодического действия типа ЦНИИМОД, у которых циркуляционные вентиляторы располагаются вдоль камеры на одном валу и приводятся в действие от одного электродвигателя. Прежде всего, сушилки, изображенные на рисунке 7, могут работать при более высоких температурах сушильного агента (tса = 120 ÷ 130 °С); у них достаточная плотность, равномерное распределение сушильного агента по длине и высоте штабеля. Кроме того, каждый из этих типов камер имеет свои дополнительные особенности. В камере ЛТА (рис. 7, а) достигается оптимальная аэродинамика, в ней устранены все острые повороты, все подшипники и электродвигатели находятся вне камеры, доступны для осмотра и ремонта; для подогрева рабочей среды используются более легкие пластинчатые калориферы.

Сушильная установка периодического действия для сушки древесины

Рис. 7 – Сушильная установка периодического действия для сушки древесины: а – камера с верхним расположением калориферов; б – камера с нижним расположением калориферов; 1 – камера; 2 – штабель; 3 – прижимная решетка; 4 – пластинчатый калорифер; 5 – выпускной клапан; 6 – осевой вентилятор с электродвигателями; 7 –электродвигатели; 8 – ребристо-трубчатый калорифер

В установке ВНИИЖТа но проекту ПКТБ ЦТВР (рис. 7, б) предусмотрено нижнее расположение вентиляторов и калориферов под штабелем. В проходе между камерами размещаются приводные двигатели. При таком расположении вентиляторов и калориферов существенно интенсифицируется аэродинамика движения газовой среды, достигается равномерное обтекание потоком штабеля материала, увеличивается к. п. д. по сравнению с другими камерными сушилками.

В сушилках непрерывного действия однородный материал загружают и выгружают в большинстве случаев с разных концов сушильной камеры непрерывно или с небольшими интервалами. Различают следующие конструкции сушилок этой группы: камерные, коридорные, барабанные, трубчатые, контактные, шахтные, вальцовые, цилиндрические, турбинные, распылительные, с псевдоожиженным слоем, с встречными струями, системы «пневмотранспорт» и другие. Такие сушилки работают по схеме прямотока, противотока, смешенного и поперечного тока, как правило, при вынужденном движении сушильного агента. В прямоточных сушильных установках сырой материал омывается потоком высокотемпературного, но с низким влагосодержанием сушильного агента, а высушенный материал находится в среде низкотемпературного влажного газа. Следовательно, в таких установках снижается потенциал сушки в направлении движения материала и сушильного агента.

Сушилки с движением материала и сушильного агента в одном направлении применяются в случае, если материал во влажном состоянии лучше переносит высокотемпературную сушку, чем в подсушенном, при этом он не должен растрескиваться, подвергаться другим деформациям и качественным изменениям: высушенный материал чувствителен к высоким температурам; материал в конце сушки мало гигроскопичен при высоких значениях φ2. Система противоточного движения может быть применена, если материал не переносит интенсивной высокотемпературной сушки при высокой его влажности; высушенный материал не чувствителен к высоким температурам; материал необходимо сушить до минимального содержания влаги в нем.

При прямоточно-противоточной схеме движения материал перемещается в одном направлении, а сушильный агент подводится в середине сушильной камеры, а отводится с ее торцов, то есть со стороны загрузки и выгрузки материала, или наоборот, подводится с торцов, а отводится в середине. В этом варианте сушки можно выполнить перечисленные выше технологические требования для многих материалов.

Сушилки с перекрестным током применяют в тех случаях, когда материал во влажном и сухом состоянии одинаково хорошо переносит быструю сушку и не чувствителен к высокой температуре, по конструктивным или другим соображениям не может быть применен прямоток или противоток или когда быстрая сушка и малое конечное влагосодержание высушенного материала имеют большее значение, чем удельный расход теплоты и воздуха.

Удельный расход теплоты в сушилках непрерывного действия изменяется в широких пределах от 3 300 до 12 500 кДж на 1 кг влаги. Рассмотрим схемы некоторых сушилок непрерывного действия.

Коридорные (туннельные) сушилки

В туннельных сушилках материал передвигается на транспортирующих устройствах вдоль канала. Скорость движения материала и сушильного агента, а также скорость сушки определяются расчетами или опытными технологическими условиями. Для создания интенсивного режима сушки применяется позонная или общая рециркуляция рабочей среды, что позволяет увеличить скорость, среднюю температуру и влажность сушильного агента и тем самым повысить скорость и равномерность сушки.

Схема контуров одной из туннельных сушилок представлена на (рис. 8). Она состоит из одного или нескольких параллельно расположенных, по возможности закрытых каналов, в которых перемещаются вагонетки с материалом и сушильный агент. Вентиляционно-калориферная система располагается в торце со стороны загрузки сырого материала, над сушильной камерой. Предусматривается частичная рециркуляция отработавшего воздуха, смесь которого с атмосферным воздухом после подогрева по верхнему каналу направляется в торец выгрузки сухого материала; создается противоточное движение.

Туннельная сушильная установка для древесины

Рис. 8 – Схема туннельной сушильной установки для древесины: 1 – сушильная камера; 2 – штабель; 3 – вентилятор с электродвигателем; 4 и 5 – приточный и вытяжной каналы; 6 – пластинчатый калорифер; 7 – психрометр

Вследствие малой подвижности материала во время сушки, а также расслаивания холодного и нагретого воздуха по высоте канала в прямоточных сушилках такого типа наблюдается некоторая неравномерность сушки, поэтому целесообразно применять противоточные камеры со скоростью сушильного агента 2 – 3 м/с.

Еще более эффективно работают сушилки подобного типа с промежуточным ступенчатым подогревом и позонной рециркуляцией сушильного агента. В таких туннелях с поперечной или ступенчатой циркуляцией сушильного агента сушка проводится с большей скоростью, с хорошей равномерностью и высокой экономической эффективностью.

Барабанные сушилки

Барабанные сушилки предназначаются для сушки сыпучих, зернистых и кусковых материалов, например песка, угля, глины, известняка, алюминиевой стружки, пастообразных материалов и т. д. В зависимости от способа передачи теплоты от сушильного агента к материалу барабанные сушилки делятся на три группы:

  • прямого действия, в которых сушильный агент непосредственно соприкасается с материалом;
  • непрямого действия, косвенного нагрева, где необходимое для сушки количество теплоты передается сквозь стенки барабана;
  • смешанного действия, в которых часть теплоты от сушильного агента передается материалу сквозь стенку, а часть – путем непосредственного соприкосновения.

На рисунке 9 представлена противоточная барабанная сушилка прямого действия, работающая на смеси продуктов сгорания топлива с воздухом. Топочное устройство, циклоны, дымососы, вентиляторы и другое вспомогательное оборудование на рисунке не показаны.

Барабанная сушильная установка

Рис. 9 – Барабанная сушильная установка: 1 – камера для отвода сушильного агента; 2 – подача сырого материала; 3 – уплотнительное кольцо; 4 – насадка; 5 – скользящая опора; 6 – барабан; 7 – колесо привода; 8 – опорно-упорный подшипник; 9 – электродвигатель с редуктором; а и б – подъемно-лопастная система насадки; в – распределительно-перевалочная система с закрытыми ячейками; г – распределительная система

Основной частью этих сушилок является наклонный вращающийся с частотой вращения 0,5 – 8 об/мин цилиндрический или конический барабан с постоянным или переменным углом наклона. Наклон барабана относительно горизонтальной оси составляет обычно 1/151/50.

В зависимости от производительности установки барабаны рекомендуется выполнять диаметром D = 1,0 ÷ 2,8 м при минимальном отношении длины к диаметру L/D = 3,5 и максимальном L/D = 7,0.

Внутри барабана устанавливают насадку, способствующую перемешиванию материала и интенсификации сушки. При вращении барабана лопасти насадки захватывают и поднимают часть материала, который затем падает или стекает в виде струек вниз в потоке газа. Благодаря такому пересыпанию существенно увеличивается поверхность контакта материала с сушильным агентом. Заполнение объема барабана материалом может доходить до 20%. Во избежание выталкивания газа и пыли вся система сушильной установки находится под разрежением. Скорость потока на выходе из сушилки не должна превышать 2 – 3 м/с. Рециркуляция отходящих газов в этих сушилках не применяется, так как для этого необходимо сооружать сложные приспособления для очистки газов.

Подъемно-лопастная система (рис. 9, а, б) применяется для крупнокусковых материалов и материалов, склонных к налипанию внутри барабана. При вращении барабана лопасти захватывают материал из завала, ссыпают его туда обратно, увеличивая поверхность соприкосновения с потоком газа. Эта система обеспечивает расслоение газов, которое повышается с уменьшением частоты вращения и с увеличением диаметра барабана.

Для весьма мелких материалов, дающих при перемешивании большое выделение пыли, применяется распределительно-перевалочная система с закрытыми ячейками (рис. 9, в). В барабане с такой насадкой материал все время находится в завале, но при вращении барабана из-за перевалки образуются новые поверхности испарения. Для мелкокусковых материалов, обладающих хорошей сыпучестью, применяется распределительная система с внутренним устройством, выполненным в виде открытых ячеек (рис. 9, г), которые обеспечивают хорошее пересыпание материала и равномерное распределение его по сечению барабана.

Камерные сушильные установки

Камерные сушильные установки с псевдоожиженным слоем предназначаются для сушки мелкозернистых материалов: песка, угля, известняка, минеральных и органических солей, зерна, а также для сушки комкующихся материалов: сульфата аммония, некоторых полимеров, волокнистых и пастообразных веществ. В аппаратах подобного типа можно производить и выпаривание растворов, расплавов и суспензий.

Несмотря на большое разнообразие материалов, подвергающихся сушке в псевдоожиженном слое, схемы и конструкции сушильных аппаратов мало отличаются друг от друга. Изменяются лишь способы подачи материала и в некоторых случаях конструкции рабочих решеток. Наибольшее распространение получили аппараты непрерывного действия, у них меньше удельный расход топлива, выше к. п. д., полностью используется рабочее пространство сушильной камеры. В производственных условиях предпочтение отдается однокамерным аппаратам, которые по сравнению с многокамерными проще в изготовлении, эксплуатации и организации автоматического управления. Однокамерные сушилки имеют более высокие технико-экономические показатели и занимают меньшую площадь, чем, например, барабанные и многокамерные.

Аппараты с псевдоожиженным слоем пригодны для сушки материалов в среде газов как с умеренной (200 – 300 °С), так и с высокой (1000 °С) температурой. Однако температура сушильного агента и особенно поверхности решетки должна быть ниже температуры размягчения обрабатываемого материала. Некоторые конструкции аппарата предусматривают охлаждение решетки. При сушке зернистого материала не допускается сжигание топлива в псевдоожиженном слое вследствие высокой температуры слоя, больших потерь теплоты с отходящими газами и перегрева, а возможно и изменения свойств материала.

На рисунке 10 изображена сушильная камера, предназначенная для сушки песка в псевдоожиженном слое на беспровальной решетке типа изображенных на рис. 10, а или 10, б. Она работает на смеси продуктов сгорания газообразного или жидкого топлива с воздухом при температуре 500 – 800 °С и избыточном давлении (4 ÷ 5)·103 Па. Основные узлы и элементы камеры перечислены в подрисуночной подписи. К вспомогательному оборудованию, не отмеченному на рис. 10, относятся: приспособление для отсеивания крупных фракций и камней, бункер и питатели сырого песка, устройство (чаще всего ленточный транспортер) для удаления сухого песка, сухая и мокрая системы очистки выброса парогазовой смеси, воздухо- и газопроводы, приборы теплового контроля и автоматического регулирования процесса сушки. Для обеспечения герметичности установки внешняя оболочка цилиндрической или прямоугольной топки, камеры смешения и зоны сушки изготовлены из листовой стали, сваренной сплошным швом. Внутренние части топки и камеры смешения выполнены из огнеупорного, а затем диатомового кирпича.

Камера для сушки песка в псевдоожиженном слое на беспровальной решетке

Рис. 10 – Камера для сушки песка в псевдоожиженном слое на беспровальной решетке: а – решетка с колпачковым распределительным устройством; б – решетка с сегментным распределением сушильного агента; 1 – камера смешения; 2 – бункер сухого песка; 3 – решетка для охлаждения песка; 4 – отвод парогазовой смеси; 5 – подача сырого песка; 6, 6′ – направляющий конус из лепестков; 7 – зона сушки; 8 – рабочая решетка; 9 – регулируемый подвод вторичного воздуха; 10 – топочная камера; 11 – горелка; 12 – первичный воздух

Характерной особенностью этой установки является система охлаждения высушенного песка. Высушенный песок в основной зоне сушки (7) поступает в зону второго псевдоожиженного слоя, который создается на решетке (3) путем продувания сквозь ее живое сечение холодного воздуха. В этот же слой осуществляется дозированная подача сырого песка через патрубок (5) и направляющие лопасти (6′). Совмещение двух операций способствует не только интенсивному охлаждению сухого песка до 40 – 60 °С, но и дополнительной сушке сырого песка. Колпачки для беспровальных решеток выполняются литыми или сварными с центральным каналом в стволе и боковыми наклонными отверстиями в верхней части. Угол наклона верхних каналов выбирают из условия исключения провала зернистого материала при неподвижном слое. Обычно предусматривается шахматное расположение и жесткое закрепление колпачков в полотне решетки развальцовкой, сваркой или натяжными гайками. Вариант на рис. 10, б более прост в изготовлении, но в то же время в меньшей степени удовлетворяет условию «беспровальности». В этом варианте конструкции к решетке привариваются полуцилиндрические каналы с отверстиями в нижней части. Подвод газа к каналам осуществляется через отверстия в решетке. К недостаткам сушилок с беспровальной решеткой следует отнести периодическую очистку их от крупных фракций, камней и других примесей.

На рисунке 11 изображен другой вариант аппарата с псевдоожиженным слоем, разработанный ВНИПИ-«Теплопроект», условное название которого «Ромашка», производительностью 3 – 6 т/ч. Несущая стальная сварная решетка состоит из центрального коллектора для подвода газа, заканчивающегося на уровне псевдоожиженного слоя глухим конусом, и расходящихся от него конусообразных лучей с отверстиями в нижней части. Рабочая решетка и конус газового коллектора ограждаются расходящимся цилиндрическим кожухом, высота которого соответствует высоте псевдоожиженного слоя. Таким образом, организуется своеобразная форма кольцевого расширяющегося слоя, который более устойчив при некоторых отклонениях от оптимального режима псевдоожижения. Крупные фракции и камни проваливаются между металлическими лучами решетки в бункер, откуда периодически удаляются без остановки сушилки.

Камера для сушки песка псевдоожиженном слое на решетке типа - Ромашка

Рис. 11 – Камера для сушки песка псевдоожиженном слое на решетке типа «Ромашка»: 1 – горелка, работающая с переменным избытком воздуха; 2 – подача газообразного топлива; 3 – подача воздуха; 4 – трубчатая решетка для охлаждения песка; 5 – распределительная решетка типа «Ромашка»; 6 – зона сушки; 7 – бункер сырого песка; 8 – привод питателя; 9 – выход парогазовой смеси; 10 – тарельчатый питатель; 11 – направляющие лопасти; 12 – конус; 13 – тарельчатый питатель для выгрузки крупных фракций; 14 – устройство для выгрузки сухого песка

Вокруг кожуха на уровне распределительной решетки (5) расположена секторная трубчатая решетка (4) для охлаждения песка.

Через перфорированные трубы продувается вентилятором или просасывается благодаря разрежению в камере атмосферный воздух. На решетку (5) при помощи направляющих лопастей (11) подается определенное количество сырого песка. В создаваемом на этой решетке псевдоожиженном слое происходят тепломассообменные процессы с одновременным охлаждением песка и испарением влаги из сырого материала. Кроме перечисленных в подрисуночной подписи узлов, эта установка оснащается таким же вспомогательным оборудованием, как и сушилка первого варианта (см. рис. 10).

Следует отметить оригинальность узла сжигания топлива и смешения продуктов сгорания с воздухом, в котором совмещаются обе эти операции. Этот узел 1, 2, 3 (см. рис. 11) называется горелкой с переменным избытком воздуха (ПИВ), разработанной институтом ВНИИпромгаз, в которой возможно изменять коэффициент избытка воздуха α от 1 до 6. Такая горелка позволяет отказаться от сооружения дорогостоящих громоздких топок и камер смешения, футерованных огнеупорным кирпичом.

Удельный расход теплоты в сушилках с псевдоожиженным слоем q = 3700 ÷ 4500 кДж/кг влаги; топлива – b = 0,127 ÷ 0,160 кг у. т./кг влаги; электроэнергии ΔN = 0,05 ÷ 0,08 кВт/кг влаги.

Сушильная установка, работающая по системе пневмотранспорт или труба-сушилка, применяется для сушки быстро сохнущих мелкозернистых и мелковолокнистых материалов. Для создания такой системы необходимо, чтобы скорость потока в вертикально или наклонно расположенной трубе была больше скорости витания частиц и запас физической теплоты сушильного агента был бы достаточным для нагревания материала и испарения заданного количества влаги. В зависимости от размеров частиц, свойств материала и температуры газов скорость потока в трубе сушилки может изменяться от 10 до 40 м/с. Наиболее оптимальным, экономически обоснованным считается размер частиц, не превышающий 8–10 мм. С увеличением размера частиц эффективность сушки уменьшается.

Кратковременное пребывание (от двух до десятых долей секунды) мелких частиц в объеме сушильного агента и удаление при этом в основном свободной влаги позволяют применять на входе в трубу сушильный агент с повышенной температурой от 100 до 500–800 °С, а на выходе – до t′′г = 100 ÷ 150 °С. Подача материала с некоторой скоростью навстречу восходящему потоку газа способствует повышению эффективности установки, и наоборот, уменьшает при вводе материала параллельно нисходяще движущемуся потоку. Длина (высота) и диаметр трубы сушилки должны быть достаточными для осуществления сушки материала до заданного влагосодержания, но в то же время не должны превышать: длина – 25 м, диаметр – 1 м. С увеличением высоты трубы возрастает сопротивление системы, а следовательно, и расход энергии на привод тягодутьевых устройств. В тех случаях, когда допускается дробление материала или, наоборот, он настолько плотный, что не изменяет своих размеров и формы при пересылках (например, зерно), нередко применяется рециркуляция материала (частичный возврат в трубу-сушилку). Это мероприятие позволяет сократить длину трубы и сушить в такой системе сильно влажные материалы, например бурый уголь, фрезерный торф, некоторые сорта песка, траву. Удельный расход теплоты в пневмосушилках изменяется в пределах q = 3300 ÷ 4600 кДж/кг влаги; топлива – b = 0,115 ÷ 0,165 кг у. т./кг влаги.

К недостаткам пневматических сушилок следует отнести ухудшение санитарных условий по сравнению с другими установками, повышенную склонность к взрывам, большой расход электроэнергии, повышенный износ трубы и особенно на поворотах, при сушке полидисперсных материалов наблюдается значительный вынос мелкой пыли.

Сушка-осадка сточных вод и наст во встречных струях газового потока

На многих промышленных предприятиях химической, целлюлозно-бумажной, легкой и других отраслей промышленности, в том числе и на ремонтных заводах и депо железнодорожного транспорта в технологических процессах производства, образуется большое количество сточных и обмывочных вод, содержащих органические и неорганические примеси.

В процессе комплексной очистки этих вод путем отстаивания, флотации и механического обезвоживания получаются влажные осадки (с содержанием влаги до 75%), которые необходимо использовать или уничтожить. И в том и в другом случае следует уменьшить их влагосодержание до 25–35%. Одним из наиболее эффективных методов удаления влаги из осадка до заданной величины является его сушка в потоке встречных струй газа. В основу такой сушки положен принцип соударения двух потоков смеси газов и осадка при скорости 120–250 м/с. Эффективность такого процесса обусловливается движением потоков газовзвеси по соосным горизонтальным трубам навстречу друг другу до их соударения, в результате чего возникают колебательные движения струи и примесей, проникновение их из одной струи в другую, увеличение объемных концентраций осадка в зоне сушки, измельчение осадка, увеличение и обновление поверхности тепло- и массообмена.

В качестве примера на рисунке 12 приведена принципиальная схема установки для сушки осадка сточных вод целлюлозно-бумажного комбината, разработанная и внедренная НИИХиммаш.

Схема сушильной установки для сушки влажного осадка

Рис. 12 – Схема сушильной установки для сушки влажного осадка во встречных струях газовой среды: 1 – разгонная труба; 2 – циклонная топка; 3 – питатель; 4 – бункер влажного осадка; 5 – питатель; 6 – подъемная труба-сушилка; 7 – классификатор; 8 – циклон; 9 – бункер сухого песка; 10 – труба Вентури; 11 – центробежный скруббер; 12 – система удаления

Принцип работы установки можно проанализировать по обозначениям и указаниям движения потоков на схеме, поэтому ограничимся анализом устройства и работы отдельных узлов установки. Питатели на линиях должны обеспечивать беспрерывную и равномерную подачу сырого осадка в разгонные трубы, а сухого – в циклонную топку на сжигание. Чаще всего и в том и другом случае используются шнековые питатели разных конструкций.

Конструкция циклонной топки приспособлена для сжигания мазута и сухого осадка раздельно или вместе. Для лучшей организации процесса горения осадка от питателя в топку он подается воздухом (пневмотранспортом). Топочная камера оборудована замкнутой системой испарительного охлаждения. Пар из рубашки топки направляется в ребристый конденсатор, где происходит его конденсация. Конденсат из конденсатора возвращается насосом в топочную камеру для охлаждения ее. Охлаждающей средой в конденсаторе является воздух, который после нагревания используется как компонент горения топлива. В состав топочного устройства входит и узел шлакоудаления – шнековый транспортер с водяной ванной. Сечения входных патрубков в разгонные участки и в пневмотрубы выбирают в зависимости от скорости газовзвеси.

Сепаратор-классификатор снабжен лопаточным аппаратом для распределения осадка по фракциям. Во внешнем конусе осаждаются самые крупные и влажные частицы, которые самотеком выводятся из классификатора в бункер сырого осадка для досушивания. Более мелкие частицы улавливаются во внутреннем конусе и поступают черев питатель в бункер сухого осадка. Из бункера часть сухого осадка поступает в циклонные топки как топливо, а остаток направляется на склад. Самые мелкие частицы выносятся из сепаратора вместе с потоком газа в систему газоочистки. Таким образом, источником теплоты в этих установках может служить как естественное топливо, например мазут, так и высушенный осадок, если, конечно, его теплота сгорания достаточна для организации и поддержания процесса горения.

В рассмотренном варианте установки примерно 50% теплоты, необходимой для испарения влаги, подводится с газами, полученными при сжигании мазута, а 50% – с газами, полученными при сжигании высушенного осадка. Удельный расход теплоты составляет 3800 – 4250 кДж/кг влаги, топлива – bоб = 0,144 кг у.т./кг влаги, в том числе мазута – bм = 0,068 кг у.т./кг влаги.

Терморадиационная сушка

Известно, что плотность теплового потока излучением qл от одного тела к другому в диаметрической среде (воздухе) пропорциональна разности абсолютных температур этих тел в четвертой степени. Это значит, что при допускаемых в процессе сушки разностях температур и достаточно высоких интегральных степенях черноты поверхностей величина qл будет в 10–40 раз больше, чем при конвективном теплообмене. Для достижения равномерного облучения целесообразно применять излучатели, форма поверхности которых соответствовала бы форме поверхности нагреваемого тела. Наиболее удобная форма излучающих поверхностей может быть создана из полых панелей и каналов, обогреваемых топочными газами. Эта система обогрева излучателей экономичнее ламп накаливания, использующих в качестве источника теплоты электроэнергию. Следовательно, в терморадиационных сушильных установках можно интенсифицировать процесс сушки без применения больших скоростей и высоких температур сушильного агента. Однако интенсивность сушки зависит не только от плотности теплового потока на поверхности высушиваемого материала. На ее величину влияют также условия распространения влаги внутри материала и параметры на границе фазового перехода воды в воздух, то есть коэффициент влагообмена ат и разность парциальных давлений пара. Поэтому чаше всего радиационная сушка применяется при удалении свободной влаги из поверхностных слоев тонкого материала или растворителей из лакокрасочных покрытий, когда условия распространения влаги внутри слоя материала не ограничивают ее поступление к поверхности испарения.

Для более эффективной эвакуации пара из рабочих камер сушильных установок непрерывного действия терморадиационная сушка сопровождается принудительной подачей атмосферного или нагретого воздуха в зону сушки. На рисунке 13 приведена схема одной из установок для комбинированной радиационно-конвективной сушки. В этой установке предусматривается возврат (рециркуляция) части уходящих газов после смешения их с топочными газами в смесителе (7). Организован подогрев воздуха (сушильного агента), поступающего через нижние коллекторы (6) в камеру сушки. Отсос воздуха осуществляется вместе с газами из верхней части сушильной камеры. Смесь газов и воздуха пропускают через воздухоподогреватель (4). Сушилка применяется для сушки изделий, покрытых лакокрасочными веществами. При температуре излучающих панелей 450–500 °С температурная неравномерность по высоте камеры не превышает нескольких градусов. Продолжительность сушки 8 мин, что в 5–8 раз меньше продолжительности при чисто конвективной сушке. Интенсификации процесса сушки способствуют подогрев сушильного агента и рециркуляция газов.

Схема терморадиационной сушильной установки

Рис. 13 – Схема терморадиационной сушильной установки: 1 – изделие; 2 – излучающая панель; 3 – вентилятор; 4 – воздухоподогреватель; 5 – цепь конвейера; 6 – коллектор нагретого дутья; 7 – камера смешения; 8 – топочная камера; 9 – дымосос


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика