Сушилки виброаэрокипящего слоя

В сушилках такого типа псевдоожиженный слой образуется как в результате продувания через опорную решетку теплоноси­теля, так и за счет механических вибрационных колебаний. Струк­тура виброаэрокипящего слоя более однородна, чем структура кипящего слоя, а истирание частиц отсутствует. В виброаэрокипящем слое колебательное движение частиц преобладает над поступательным, поэтому частицы интенсивно движутся друг отно­сительно друга. В то же время продольное перемещение вибрирующего слоя можно осуществить по принципу полного вытеснения. Это позволяет в промышленных условиях организовать перекрест­ный ток, причем возможны меньшие скорости газа, чем в обычном кипящем слое. Теплота может быть также подведена и контактным способом — через нагреватели, расположенные в слое. Теплооб­менники выполняют в виде полых пластин или труб, расположен­ных в слое вертикально или горизонтально. Обычно их жестко связывают с камерой и вместе с ней подвергают вибрации.

Наибольшее развитие получили установки, использующие конвективный метод сушки. Высота слоя в вибросушилках ограничена, обычно — менее 200 мм, поэтому создание сушилок большой производительности по испаряемой влаге затруднено.

Рис. 3.16. Виброаэросушилка:

1 — лоток; 2 — пружины; 3 — основание; 4 — окно загрузки.

Принципиальная схема лотковой горизонтальной вибрацион­ной сушилки с продувкой теплоносителя через слой материала показана на рис. 3.16. Вибросушилка состоит из лотка 1, закрепленного с помощью наклонных пружин 2 на тяжелом осно­вании 3. Возвратно-поступательный характер перемещения лотка в направлении, нормальном к оси пружин, определяется наклоном пружин. Это обеспечивает заданный угол движения материала относительно поверхности лотка. Лоток вибросушилки имеет двойное дно, образующее короб для подачи теплоносителя, кото­рый через сетку поступает под слой материала и выводится в атмосферу или подается на дополнительный подогрев и рециркуля­цию. Материал загружают через окно 4,а выгружают в противо­положном конце установки. В зависимости от условий описанная принципиальная схема претерпевает изменения в конструктивном и технологическом отношениях.

Эта сушилка характеризуется одинаковым временем пребывания твердых частиц в зоне сушки, а, следовательно, более высокой однородностью (качеством) по содержанию влаги в высушиваемом материале.

3.2. Контактные сушилки [1, 5]

При кондуктивной сушке теплота передается материалу в основном теплопроводностью от нагретой поверхности. В качестве источника теплоты в большинстве случаев используют водяной пар, высоко-кипящие органические теплоносители, воду с температурой выше 100 °С (373 К) при соответствующем давлении, а также расплавы солей или металлов. При этом теплота к материалу передается через стенку с хорошей теплопроводностью. Коэффициенты тепло­отдачи от теплоносителя к стенке достаточно велики. Поэтому нагретые газы редко применяются в качестве источника теплоты (вследствие малых коэффициентов теплоотдачи). Можно также нагревать непосредственно металлическую стенку, на которой рас­положен материал, токами повышенной частоты с небольшими перепадами напряжения.

Вакуум-сушильные шкафы (рис. 3.17) являются простейшими контактными сушилками периодического действия. В настоящее время их используют для сушки малотоннажных продуктов в про­изводствах с разнообразным ассортиментом продукции, где при­менение высокопроизводительных механизированных сушилок не­прерывного действия экономически неоправданно.

Рис. 3.17. Установка с вакуум-сушильным шкафом:

1 — корпус (камера); 2 — противни с высушиваемым материалом; 3 — обогреваемые паром полки; 4 — конденсатор; 5 — вакуумный насос.

Вакуум-сушильный шкаф представляет собой цилиндрическую (реже ― прямоугольную) камеру 1, в которой размещены полые плиты (полки) 3,обогреваемые изнутри паром или горячей водой. Высушиваемый материал находится в лотках 2 (противнях), установленных на плитах. Во время работы камера герметично закрыта и соединена с установкой для создания вакуума, например с поверхностным конденсатором и вакуум-насосом. Загрузка и выгрузка материала производятся вручную.

Вакуум-сушильные шкафы пригодны для сушки легкоокисляющихся, взрывоопасных и выделяющих вредные или ценные пары веществ. Однако они малопроизводительны и малоэффективны, поскольку сушка в них происходит в неподвижном слое при наличии плохо проводящих тепло зазоров между противнями и греющими плитами.

Вальцовые сушилки (рис. 3.18) ― одно- и двухвальцовые ― предназначены для сушки, например, пастообразных и жидких материалов при атмосферном давлении или в вакууме.

Рис. 3.18. Вальцовые сушилки:

а — одновальцовая; б — двухвальцовая; в — схема обогрева вальцов; 1 — вальцы; 2 — корыто; 3 — ножи; 4 — слой материала.

Основной частью двухвальцовых сушилок (см. рис. 3.18), наиболее часто применяемых в химических производствах, являются пустотелые, медленно вра­щающиеся навстречу друг другу вальцы 1. Сверху между вальцами непрерывно поступает высушиваемый материал. Греющий пар подают через полую цапфу (см. рис. 3.18) внутрь каждого из вальцов, а паровой конденсат отводят через специальную сифонную трубку. Вальцы можно также обогревать горячей водой или высокотемпературными органическими теплоносителями.

Материал покрывает вальцы тонкой пленкой, толщина которой определяется величиной зазора между вальцами. Обычно ширина зазора не превышает 0,5—1 мм и регулируется путем перемещения ведомого вальца. Высушивание материала происходит интенсивно в тонком слое в течение одного неполного оборота вальцов. Пленка подсушенного материала 4 снимается ножами 3, расположенными вдоль образующей каждого вальца. Чем тоньше слой материала на вальцах, тем быстрее и равномернее он сушится. Однако вследствие малой продолжительности сушки часто требуется дополнительная сушка, осуществляемая в горизонтальных лотках с паровым обогревом (досушивателях), в которых вращаются валы с гребками.

В одновальцовых сушилках (см. рис. 3.18, а) в корыте 2 вращается один полый, обогреваемый изнутри барабан (валец) 1. Под ним имеется питающее устройство с мешалкой (на рисунке не показано). Материал тщательно перемешивается в ванне питающего устройства и наносится тонким слоем (1—2 мм) на валец. В остальном работа одновальцовой сушилки не отличается от работы двухвальцовой.

Вакуумные вальцовые сушилки работают по тому же принципу, что и описанные выше ― атмосферные, но в них все рабочие части находятся внутри герметичного кожуха, соединенного с источником вакуума.

В вальцовых сушилках возможна эффективная сушка в тонком слое (пленке) материалов, не выдерживающих длительного воз­действия высоких температур, например, красителей. Продолжи­тельность сушки регулируется частотой вращения вальцов.

Гребковые вакуум-сушилки (рис. 3.19). В этих контактных су­шилках периодического действия скорость сушки несколько увели­чивается в результате перемешивания материала медленно вра­щающейся горизонтальной мешалкой с гребками; вместе с тем они не требуют ручной загрузки и выгрузки материала подобно ва­куум-сушильным шкафам.

Гребковая сушилка заключена в цилиндрический корпус 1 с паровой рубашкой 2. Гребки мешалки 3 жестко закреплены на валу взаимно перпендикулярно; на одной половине длины барабана гребки изогнуты в одну сторону, на другой половине — в противоположную. Кроме того, мешалка имеет реверсивный привод, автоматически меняющий каждые 5—8 мин направление ее вращения. Поэтому при работе мешалки материал,

Рис. 3.19. Гребковая вакуум-сушилка периодического действия:

1 — корпус; 2 — паровая рубашка; 3 — мешалка с гребками; 4 — загрузочный люк; 5 — штуцер для отсоса воздуха и паров влаги; 6 — разгрузочный люк; 7 — переваливающиеся валки.

загруженный через люк 4,периодически перемещается от периферии к середине барабана и в обратном направлении. Вал мешалки может быть полым и через него можно также производить нагрев высушиваемого материала. Свободно перекатывающиеся между гребками валки 7 способствуют разрушению комков и дополнительно перемешивают материал. Разгрузка высушенного материала производится через люк 6. Камера сушилки соединена с поверхностным или барометрическим конденсатором и вакуум-насосом.

Производительность сушилки зависит от температуры греющего пара, величины разрежения и влажности материала. Сушилки этого типа часто применяют в анилинокрасочной промышленности.

Следует отметить, что применение вакуумных сушилок в промышленности, несмотря на их более высокую стоимость и сложность изготовления, диктуется технологическими соображениями: они пригодны для сушки чувствительных к высоким температурам, а также токсичных и взрывоопасных веществ, для удале­ния паров неводных растворителей из твердого материала.

Дата добавления: 2014-01-20