Сушилка с кипящим слоем

В сушилках с кипящим слоем обычно сушат продукты с размерами зерен от 0,1 до 5,0 мм. Эти аппараты отличаются высокой надежностью, сокращением времени сушки за счет усиленного перемешивания материала в сушильной камере. Такие сушилки используют для сушки сульфата аммония, хлористого калия, винифлекса и целого ряда сыпучих и даже пастообразных материалов. Сушилки просты по конструкции (рисунок 5). Материал через бункер 4 подается на наклонную решетку 1, которая может получать колебания от вибратора 5. На сетке происходит псевдоожижение материала воздухом, поступающим снизу. Отработанный воздух проходит две параллельные щели в верхней части камеры и отводится через патрубок 3, а материал выгружается через патрубок 2 и частично через патрубок 6. В промышленности используют сушилки с несколькими камерами.

Рисунок 6 - Многокамерная сушилка с последовательным передвижением материала

Многокамерную сушилку со ступенчатым противоточным движением материала и газа (рисунок 7) целесообразно применять при необходимости глубокого высушивания материалов, содержащих внутреннюю влагу, но не чувствительных к нагреву.

Рисунок 7. - Многокамерная сушилка со ступенчатым противоточным движением материала

Переток материала из камеры в камеру, с решетки на решетку затруднен тем, что в переточных трубах любой конфигурации прекращается псевдоожижение материала. Это можно устранить, снабдив перетоки индивидуальной аэрацией. Возможно механическое передвижение материала по схеме. Однако, такое передвижение удорожает конструкцию сушилки.Перспективным оказывается применение “провальных решеток”, разделяющих камеры, т.е. решеток с отверстиями без специальных переточных устройств. Они обеспечивают самоустанавливающееся чередование “продува” газа и просыпания материала через каждое отверстие. Такое чередование обусловлено, по-видимому, снижением уровня слоя над отверстием при просыпании материала и передвижением к данному отверстию соседних слоев материала под действием разности “псевдогидростатических” давлений при продуве газа. Высота слоя материала на решетке устанавливается в зависимости от сечения отверстий и скорости газа.Сушилки с кипящим слоем до недавнего времени применялись только для высушивания сыпучих материалов с размерами кусочков от 0,1 до 5 мм. В последнее время разработанны и успешно применяются сушилки с кипящим слоем для высушивания комкующихся и пастообразных материалов, а также для обезвоживания растворов, расплавов, суспензий. Таким образом, они становятся наиболее универсальными сушилками.

Аэрофонтанная сушилка представляет собой камеру конической формы. Влажный материал поступает из бункера через питатель и переносится газом-теплоносителем в камеру сушилки. Следствием конусности является интенсивная циркуляция материала в камере. Материал поднимается, фонтанирует в центральной части камеры сушилки и опускается в ее периферийной части. Если частицы высушиваемого материала близки по размерам и плотности, то высушенные частицы как более легкие уносятся газом из сушилки и улавливаются, например, в циклоне. Для таких материалов в условиях их большой начальной влажности аэрофонтанные сушилки могут оказаться рентабельнее сушилок кипящего слоя, т.к. они проще и дешевле.

1 - камера; 2 - перегородки; 3 - решетка; 4 - газовые коллекторы; 5 - слой; 6 - порог.

Рисунок 8. -Горизонтальная непрерывнодействующая секционированная сушилка.

Интенсивное движение частиц в псевдоожиженном слое приводит к обратному перемешиванию твердой фазы. Поэтому во всем слое без перегородок температура практически одинакова и равна температуре выгружаемого продукта. При наличии перегородок обратное перемешивание отмечается лишь в пределах одной секции, и движение частиц приближается к поршневому режиму. Поэтому падение температуры в слое и движущая сила больше, а тепло - и массообмен интенсивнее. Кроме того, как уже отмечалось выше, равномерность обработки материала повышается. Самое простое - горизонтальное секционирование с расположением камер, разделенных перегородками, на одном уровне. Сушилка системы Turbo-Flo (рисунок 8) представляет собой прямоугольный аппарат, разделенный вертикальными перегородками на ряд камер. В одних идет основной процесс сушки, в других материал досушивается за счет аккумулированного тепла и затем охлаждается. Под сушильными камерами сжигают природный газ, продукты сгорания которого в смеси с воздухом проходят через решетку в слой материала. Первая секция получает самую горячую смесь, в последующую смесь поступает с более низкой температурой. В камеры охлаждения подают холодный воздух. Для улавливания мелких частиц из уходящих газов, используют циклон, помещенный в свободном пространстве камеры. Аппарат можно применять для сушки, обжига и в качестве реактора. Горизонтальная непрерывнодействующая сушилка имеет сушильную камеру 1, разделенную вертикальными перегородками 2. Под перфорированной решеткой 3 находятся самостоятельные газовые коллекторы 4. Материал вводят в камеру 1 и сквозь щели, образуемые перегородками 2 и решеткой 3, разгружают через порог 6 последней секции. Отработанный теплоноситель частично рециркулирует. В каждую газовую камеру, если это необходимо, можно подавать теплоноситель различной температуры.В Ивановском химико-технологическом институте (ИХТИ) Кисельниковым с сотрудниками создано несколько конструкций безуносных комбинированных сушилок. В отдельных ступенях этих сушилок обеспечиваются разные тепловые и гидродинамические условия, выбираемые в соответствии со свойствами высушиваемых материалов (термолабильность, размеры частиц, форма связи влаги с материалом, начальная и конечная влажность и т.д.). Отличительной чертой этих сушилок является то, что в ходе сушильного процесса обеспечивается очистка воздуха, выходящего из последней ступени, за счет контакта пыли с загружаемым влажным материалом. Необходимое время пребывания обрабатываемого продукта достигается в аппарате с псевдоожиженным слоем, что позволяет осуществить глубокую сушку материалов, содержащих связанную влагу. Для обезвоживания целого ряда материалов успешно применяется в промышленности комбинированная сушилка типа “циклон-кипящий слой” (рисунок 9). Влажный материал подается через верхний пневмопитатель 1 отработанным сушильным агентом в циклон 2, где происходит подсушка и смешивание влажного материала с сухими частицами уноса. Это препятствует его слипанию и комкованию. Материал приобретает сыпучесть и поступает в нижний пневмопитатель 3 с некоторым количеством отработанного сушильного агента. Степень рециркуляции можно регулировать изменением размера сопла нижнего пневмопитателя. Остальное количество сушильного агента, охлажденного влажным материалом, выбрасывается в атмосферу. Нижний пневмопитатель подает подсушенный материал в пневмотрубу 4, которая служит второй ступенью установки и также предназначена для удаления влаги с поверхности частиц. Из пневмотрубы материал подается в сушилку с закрученным кипящим слоем. Закручивание создается за счет тангенциального ввода материала и специальной конструкции газораспределительной решетки. Досушка продукта до заданной конечной влажности обеспечивается благодаря регулируемому времени пребывания в результате создания определенной высоты кипящего слоя.

1-питатель влажного материала; 2- циклон; 3 - пневмопитатель подсушенного материала; 4 - пневмотруба; 5-аппарат с кипящим слоем.

Рисунок 9. -Сушилка “Циклон - кипящий слой”.

Такие сушилки хорошо зарекомендовали себя в промышленной практике. Так, например, производительность одного аппарата с площадью газораспределительной решетки 0,128 м² при обезвоживании полиметилметакрилата от начальной влажности 5% до конечной 0,1% составляет 500 кг/ч.

Дата добавления: 2014-01-07