МАШИНОСТРОЕНИЕ

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Распылительные сушилки применяют для получения сухих порошкообразных или грану­лированных материалов из жидкотекучих рас­творов или суспензий. Их отличают: высокое качество получаемого продукта вследствие ма­лого термического воздействия на материал в процессе сушки; возможность регулирования конечных свойств как термостойких, так и термолабильных материалов; высокая произ­водительность и экономичность; технологиче­ская простота ввиду отсутствия таких проме­жуточных стадий, как кристаллизация, фильт­рация, центрифугирование, размол и др.

Технологическая схема установки сушки распылением (рис. 5.2.5) включает узел приго­товления и подачи высушиваемого материала к распыливающему устройству, узел нагрева и подачи сушильного агента в сушильную каме­ру, сушильную камеру, распыливающее уст­ройство, систему отделения высушенного про-

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Жк

6

Jj ^^

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Воздух

Продукт

Рис. 5.2.5. Схема установки сушки распылением:

1 - фильтр; 2 - вентилятор; 3 - топка; 4 - газовый воздухоподогреватель, 5 - сушильная камера; 6- механические форсунки; 7- батарейный циклон; 8 - насос высокого давления; 9 - емкости с мешалками; 10- скруббер; 11- орошающие устройства; 12 - центробежный насос; 13- заслонка; 14 - дымосос, 15 - насадка

Дукта от сушильного агента. В качестве тепло­носителя используется воздух или смесь то­почных газов с воздухом. Источником тепло­вой энергии является жидкое или газообразное топливо, пар или электроэнергия.

Распылительные устройства. Эффек­тивность работы распылительных сушилок существенно зависит от характеристик распы­ления: среднего диаметра капель dcp, пара­метров, характеризующих распределение ка­пель по размерам, начальной скорости вылета

Капель из распылителя Vq, радиуса факела

Распыла Яф, эпюры плотности орошения по

Сечению факела. Распылительные устройства должны соответствовать следующим требова­ниям [38, 60]: создавать оптимальную форму факела распыливаемого продукта (угол рас­крытия факела, распределение раствора в про­странстве); обеспечивать требуемое качество распыления (по размеру капель, однородно­сти), надежность работы распылителя (прежде всего предотвращение возможности засорения выходного отверстия); минимальные энергоза­траты; большой единичной производительно­сти; конструктивной простоте и удобству об­служивания; возможности плавной регулиров­ки производительности без существенного из­менения дисперсности распыла; низкой стои­мости.

Наибольшее распространение в промыш­ленности нашли гидравлические (механиче­ские) и пневматические форсунки и центро­бежные дисковые распылители. Конструкции, преимущества и недостатки не часто встре­чающихся распылителей: акустических, ульт­развуковых, электрических, пульсационных, с качающимся стержнем, перфорированным дном и т. п., изложены в [60].

Гидравлические форсунки могут быть струйными и центробежными (рис. 5.2.6). В последних жидкость перед выходом из сопла закручивается, что способствует турбулизации струи, уменьшению дисперсности распыла и увеличению ширины факела распыла. Раствор подается в форсунку при давлении до 20 МПа.

Достоинствами механических форсунок являются простота изготовления и обслужива­ния, бесшумность в работе, низкие энергоза­траты на распыление (2...4 кВт на 1 т раствора), высокая производительность (4500 кг/ч рас­твора и выше). Основные недостатки - труд­ность регулирования производительности, не­возможность распыления пастообразных рас­творов и густых суспензий, ненадежная работа при распылении суспензий вследствие забива­ния канавок твердыми частицами, высокий эрозионный износ сопла. Для уменьшения эро­зионного износа применяют сопловые вкла­дыши из твердых материалов (карбида вольф­рама, рубина и др.).

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Рис. 5.2.6. Гидравлические центробежные форсунки:

А - Кертинга; 1 - корпус; 2 - вкладыш; 3 - винтовая нарезка; б - Григорьева; 1 - корпус; 2 - крышка;

3 - шайба; 4 - конус; 5 - винтовая нарезка

Обычно такие форсунки устанавливают по периметру сушильной камеры, что позволя­ет отключать и чистить их поочередно без на­рушения технологического режима сушки.

Для определения среднего диаметра ка­пель при распылении жидкостей гидравличе­скими центробежными форсунками предложе­но большое число зависимостей [38, 60, 73]. В частности, средний объемно-поверхностный диаметр капель можно рассчитать по формуле Л. А. Витмана, Б. Д. Канцельсона и И. И. Палеева:

*3.2

0,11 Re 4 а

Re:

Dr

(l - fiCos(a/2) j;

B - толщина пленки жидкости, сходящей с пе­риметра отверстия сопла; - расход; рж - плотность; v - кинематический коэффициент вязкости; dc - диаметр сопла форсунки; -

Коэффициент расхода сопла; a - угол раскры­тия факела.

Пневматические форсунки работают по принципу распыления жидкости высокоскоро­стной струей пара или газа, подаваемого под давлением 0,1... 1 МПа. Они отличаются высо­кой производительностью (до 12 т/ч) [60], уни­версальностью в отношении регулирования формы факела, дисперсности распыла, а также

Жидкость

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Рис. 5.2.7. Пневматическая форсунка:

/ - корпус; 2 - направляющая; 3 - контргайка;

4 - наконечник; 5 - сопло

Надежностью в эксплуатации и возможностью распыления высоковязких паст и суспензий.

Пневмофорсунки по способу смешения распыливающего газа и распыливаемого мате­риала делятся на два основных класса: форсун­ки внешнего и внутреннего смешения. В рас­пылительных сушилках применяют вследствие их более высокой надежности форсунки внеш­него смешения. Конструкция пневмофорсунки такого класса показана на рис. 5.2.7.

К недостаткам такого способа распыле­ния необходимо отнести большой расход энер­гии (50...60 кВт на 1т раствора), трудность получения удовлетворительного распыла при большой производительности форсунки. По­этому при необходимости обеспечения высо­кой производительности устанавливают до 35 форсунок в одной сушильной камере. Сам рас­пыл более неоднороден, чем получаемый дру­гими способами, что объясняется неравномер­ностью распределения энергии сжатого возду­ха или пара по сечению струи раствора.

Для определения среднего объемно - поверхностного диаметра капель может быть рекомендована формула Нукиямы и Танасавы:

+

Ч1.5

К

(аж/Рж )

\0,5

0,0182

*3.2 = ■

Рж

0,45

Иж

+ 11,245

0,5

Где Vq - начальная относительная скорость га­за и жидкости; аж - коэффициент поверхно­
стного натяжения; цж - динамическая вяз­кость жидкости; Уж, Уг - объемный расход жидкости и распыливающего газа.

Центробежные дисковые распылители работают по принципу сброса струек или пле­нок жидкости в воздух. Частота вращения дис­ков составляет 4000...60000 мин"1 в зависимо­сти от диаметра, который может быть 50...350мм. Производительность промышлен­ных центробежных распылителей составляет 40 т/ч и более [44].

Распыление центробежными дисками имеет значительные преимущества по сравне­нию с другими способами и находит наиболее широкое распространение в промышленности. Диски позволяют распылять растворы с высо­кой вязкостью, включая грубодисперсные сус­пензии и пасты, обеспечивая при этом равно­мерный распыл и надежность в работе, так как они не имеют малых отверстий для прохода раствора и не засоряются. При распылении дисками можно изменять производительность в пределах ± 25% без существенного измене­ния дисперсности и факела распыла. Расход энергии невелик (5... 10 кВт на 1 т раствора). Следует отметить высокую стоимость распы­ливающего механизма и необходимость тща­тельного обслуживания, так как при дебалан - сировке может произойти выход из строя дис­кового распылителя, а в некоторых случаях - и самой сушильной камеры.

Распылительные диски по конструкции делятся на гладкие, лопастные и сопловые (рис. 5.2.8). Гладкие диски просты по устрой­ству и практически не подвержены забиванию, но дают грубый полидисперсный распыл. Они могут быть тарельчатыми (а), чашечными (б) и плоскими (в). Чашечные диски дают несколько более тонкий распыл. Для повышения произ­водительности диски собирают в пакет - мно­гоярусные диски (рис. 5.2.8, в).

Более широкий и равномерный факел по­лучается при применении лопастных дисков с плоскими или изогнутыми лопатками. Лопаст­ные диски характеризуются повышенным вен­тиляционным эффектом, что не всегда жела­тельно для технологии сушки и приводит к не­обходимости увеличения мощности привода.

Наиболее качественное однородное рас­пыление обеспечивают сопловые диски (рис. 5.2.8, к-м). Они могут иметь каналы прямоугольного или круглого сечения. Для аб­разивных материалов, вызывающих усиленную эрозию сопел, диски могут выполняться в виде стаканов со сменными антиабразивными со­плами в стенках.

При распылении дисками наиболее на­дежной для определения среднего объемно-

Поверхностного диаметра капель d3 2 считает­ся формула Фрасера - Эйзенклама - Домбров - ского [44]:

/

\0,2

0,6

D32 =0,55

V "д \0,3

0,1

Рмо

= ЗА

4шах ~ -^3.2* где dR - диаметр диска, м; п - частота вращения диска, мин-1; / - смоченный периметр диска, м; dmax - максимальный диаметр капель.

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Рис. 5.2.8.Схемы распылительных дисков:

А-в - гладкие; г-и - лопастные; к-м - сопловые

Тг

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

SU©

Я)

М)

Для определения радиуса факела распыла Яф рекомендуется использовать формулу А. А. Долинского [39]:

Г ^ V Рж

Рг

1,273 + /!

\0,35

V0d3.2

Fy =0,33<*з.2

-0,2

(273 + /с)с Асо г

Где Vq - окружная скорость диска; t\, tc - со­ответственно начальная и средняя арифметиче­ская между начальной и конечной температу­рой сушильного агента; tM т - температура мокрого термометра; рг - плотность сушиль­ного агента; с - удельная теплоемкость мате­риала; г - теплота парообразования.

Характеристики наиболее употребляемых в промышленности дисков приведены в табл 5.2.5.

Для получения большей частоты вращения диска используют различные типы приводов: от высокоскоростного электродвигателя, питаемо­го током высокой частоты, ротор которого ук­реплен на одном валу с распылительным дис­ком; от электродвигателя через клино - или плоскоременную передачу к валу распылитель­ного диска; от электродвигателя через редуктор к валу распылительного диска; от паровой или пневматической турбины, ротор которой укреп­лен на одном валу с распылительным диском; от электродвигателя через клиноременную переда­чу и редуктор к валу распылительного диска.

Конструкции дисковых распылителей с пневматическим и электрическим приводом представлены на рис. 5.2.9.

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

10 1112

5.2.5. Параметры центробежных дисков

Промышленные

Параметр диска

Сушилки диаметром, м

2,5...3

Более 4

Диаметр диска, мм

120

220...400

Производительность, кг/ч

100...500

1000... 25000

Нагрузка на смочен­

Ный периметр лопа­сти, кг/(чмм)

0,5...12

16...100

Диаметр дюзы, мм

2...5

10

Диаметр капель, мкм

50...90

150...210

Высота лопасти, мм

5...12

10...40

Длина лопасти, мм

35

35...60

Рис. 5.2.9. Дисковые распылители:

А - с пневматическим приводом, / - гайка крепления распылительного диска; 2 - диск; 3 - подшипник; 4 - винты распределительной крышки; 5 - вал;

- нижняя часть корп\са, 7- винты крепления кор­пуса, 8 - корпус, 9 - крышка нижнего подшипника, 10 - трубка для подачи воздуха; II - крышка; 12 - верхний подшипник, 13 - ручка; 14 - винты кре­пления ручки; 15 - крышка верхнего подшипника; 16 - коллектор с соплами; 17 - турбинный диск; 8 - гайка; 19 - обойма крепления нижнего подшип­ника; 20 - нижний подшипник; 21 - трубка подачи раствора; 22 - распределительная крышка; б - с при­водом от электродвигателя через редуктор; / - диск, 2 - вал; 3. 5 - подшипник; 4 - уплотнение; 6 - корпус;

- корпус редуктора; 8 - смотровой глазок; 9 - зуб­чатые колеса; 10- электродвигатель; 11 - шестерня

Дисковые распылители оснащены сма­зочной системой и системой охлаждения. Спе­циальная система лабиринтных уплотнений на валу распылителя предотвращает попадание масла в сушильную камеру.

5.2.6. Техническая характеристика центробежных распылителей

Условное обозначение распылителя

Производительность, т/ч

Частота вращения диска, мин"1

Диаметр диска, мм

Электродвигатель

Тип

Мощность, кВт

1

2

3

4

5

6

ЦЭЛ 22-25-5К-01-УЗ ЦЭЛ 22-25-5К-02-УЗ

3

10000

250

4А180-2УЗ

22

ЦЭС 22-22-7К-01-УЗ ЦЭС 22-22-7К-02-УЗ

4

220

ЦЭЛ 30-25-5К-01-УЭ ЦЭЛ 30-25-5К-02-УЗ

4,5

250

4А180М-2УЗ

30

ЦЭС 30-22-7К-01-УЗ ЦЭС 30-22-7К-02-УЗ

5

220

ЦЭЛ 55-27-5К-01-УЗ ЦЭЛ 55-27-5К-02-УЗ

12

8000

270

4А225М-2УЗ

55

ЦЭЛ 55-28-6К-01-УЗ ЦЭЛ 55-28-6К-02-УЗ

11

280

ЦЭС 55-25-7К-01-УЗ ЦЭС 55-25-7К-02-УЗ

14

250

ЦЭЛ 75-27-5К-01-УЗ ЦЭЛ 75-27-5К-02-УЗ

18

270

4A250S-2y3

75

ЦЭЛ 75-28-6К-01-УЗ ЦЭЛ 75-28-6К-02-УЗ

17

280

ЦЭС 75-25-7К-01-УЗ ЦЭС 75-25-7К-02-УЗ

18

250

ЦЭЛ 90-27-5 К-01-УЗ ЦЭЛ 90-27-5К-02-УЗ

23

8000

270

4А250М-2УЗ

90

ЦЭЛ 90-28-6К-01-УЗ ЦЭЛ 90-28-6К-02-УЗ

21

280

ЦЭС 90-25-7К-01-УЗ ЦЭС 90-25-7К-02-УЗ

24

250

ЦЭС 110-25-7К-01-УЗ ЦЭС 110-25-7К-02-УЗ

27

4А280Б-2УЗ

110

ЦЭС 110-25-6К-01-УЗ ЦЭС 110-25-6К-02-УЗ

В табл. 5.2.6 приведена техническая ха­рактеристика центробежных распылителей (ТУ 1.1550-87.01-00). Детали (кроме дисков), соприкасающиеся с продуктами, изготовлены из стали 12Х18Н10Т, материал дисков - сталь 08Х17Н5МЗ, допускается замена на стали 04Х25Н5М2 и 08Х21Н6М2Т, остальные детали распылителя выполнены из углеродистых ста­лей и чугуна.

Условное обозначение распылителей сле­дующее. Первые буквы - типа распылителя: Ц - центробежный; Э - электроприводной; JI - ло­пастной; С - сопловой (тип диска); число после букв - установленная мощность привода, кВт; число после дефиса - диаметр распыливающе - го диска, см; цифры после дефиса: 5 - рабочие элементы диска незащищенные, 6 - рабочие элементы диска с защитой из карбида кремния С-2, 7 - рабочие элементы диска с защитой из боросилицированного графита БСТ-60; К - группа материалов основных деталей, соприка­сающихся с обрабатываемым продуктом (кор - розионно-стойкие); после дефиса: 01 - поряд­ковый номер модели внутрироссийской по­ставки с комплектом автоматики, 02 - поряд­ковый номер поставки без комплекта автома­тики; после дефиса УЗ - вид климатического исполнения (зоны с умеренным климатом) по ГОСТ 15150.

Например, распылитель производитель­ностью 14 т/ч с электродвигателем мощностью 55 кВт, с сопловым диском диаметром 250 мм, с защитой сопл из боросилицированного гра­фита БСТ-60, деталями, соприкасающимися с обрабатываемым продуктом, из коррозионно- стойких материалов, внутрироссийской по­ставкой с комплектом автоматики в районы с умеренным климатом обозначается:

Продолжение табл. 5.2.6

1

2

3

4

5

6

ЦЭС П2-25-7К-01-УЗ ЦЭС 132-25-7К-02-УЗ

32

8000

250

4А280М-2УЗ

132

ЦЭС 132-25-6К-01-УЭ ЦЭС 132-25-6К-02-УЗ

ЦЭС 160-25-7К-01-УЗ ЦЭС 160-25-7К-02-УЗ ЦЭС 160-25-6К-01-УЗ ЦЭС 160-25-6К-02-УЗ

40

250

А03-З15-2УЗ

160

ЦЭС І60-30-7К-01-У3 ЦЭС 160-30-7К-02-УЗ

28

300

ЦЭС 200-25-7К-01-УЗ ЦЭС 200-25-7К-02-УЗ ЦЭС 200-25-6К-01-УЗ ЦЭС 200-25-6К-02-УЗ

50

250

А03-315М-2УЗ

200

ЦЭС 200-30-7К-01-УЗ ЦЭС 200-30-7К-02-УЗ

40

300

Распылитель ЦЭС55-25-7К-01-УЗ

Конструктивные особенности распы­лительных установок. Состав оборудования распылительных установок различен и опреде­ляется их назначением. Как правило, в уста­новку входят сушилка с распылителями, обо­рудование для подготовки теплоносителя, по­дачи и выгрузки продукта, система управления контрольно-измерительными приборами и ав­томатика.

Детали и узлы, соприкасающиеся с про­дуктом, а также внутренние стенки газоходов, подводящие горячий теплоноситель, изготов­ляют из стали 12Х18Н10Т. Допускается при­менение коррозионно-стойких сталей других марок, обеспечивающих отсутствие оксидов железа в продукте и установленные сроки службы при рабочих температурах и средах. Остальные узлы и детали выполняют из угле­родистых сталей.

Условное обозначение распылительных установок следующее. Первая буква - источ­ник тепловой энергии: П - пар; Ж - жидкое топливо; Э - электроэнергия; вторая буква - теплоноситель: В - воздух; Т - топочные газы; цифра после букв - температура теплоносителя на входе в сушилку, °С: 3 - до 300 °С; 5 - до 500 °С; 6 - до 600 °С; цифры после тире - модель установки; буквы после модели уста­новки - тип сушилки: РЦ - распылительная с центробежным распылом; РФ - распылитель­ная с форсуночным распылом; следующие цифры - диаметр сушильной камеры, м; цифры после тире - объем сушильной камеры, м3; бу­квы после цифр - исполнение по взрывозащи - щенности: В - взрывозащшценная, Н - не - взрывозащищенная, П - с устройством для по­жаротушения; следующая буква - группы ма­териалов, соприкасающихся с продуктом: У - углеродистые стали и чугун, К - коррозионно - стойкая сталь, сплавы и двухслойные стали, Т - титан и его сплавы, М - цветные металлы и сплавы, Э - эмали; следующие цифры - конструктивное исполнение сушилки: 1 - ниж­ний подвод сушильного агента, коническое днище, верхнее расположение распылителя (рис. 5.2.10, д); 2 - верхний подвод сушильного агента, коническое днище, верхнее расположе­ние распылителя (рис. 5.2.10, а, б, е); 3 - верх­ний подвод сушильного агента, коническое днище, нижнее расположение распылителя; 4 - верхний подвод сушильного агента, плоское днище, верхнее расположение распылителя (рис. 5.2.10, в, г); 5 - верхний подвод сушиль­ного агента, плоское днище, нижнее располо­жение распылителя; последняя цифра - конст­руктивные особенности сушильной камеры.

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

І

DD

1 DD

W'

| 5,8 * е)

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Г)

Рис. 5.2.10. Схемы камер распылительных сушилок: а - дисковой с подачей сушильного агента под факел и раздельным выво­дом сушильного агента и продукта; б - то же, с подачей сушильного агента на факел и раздельным выводом сушильного агента и продукта; в - то же, дисковая с подачей сушильного агента на факел и плоским днищем; г - форсуночная с плоским днищем; д - то же, с противотоком; е - то же, с исходящим прямотоком: 1 - сушильная камера; 2 - центробежный диско­вый распылитель; 3 - вибратор; 4 - ввод сушильного агента; 5 - вывод су­шильного агента; б - гребковые элементы; 7 - форсунка; 8 - вывод сухого продукта

Например, распылительная сушильная установка с источником тепловой энергии - жидким топливом; с теплоносителем - топоч­ными газами в смеси с воздухом, температурой теплоносителя на входе в сушилку 450 °С; с центробежным распылом продукта, с диамет­ром сушильной камеры 12,5 м и ее объемом 1100 м3, оснащенная взрывными клапанами, с деталями и узлами, соприкасающимися с про­дуктом, из коррозионно-стойкой стали, с ниж­ним подводом теплоносителя, коническим днищем и верхним расположением распылите­ля, обозначается:

Установка сушильная ЖТ5-01РЦ 12,5-1100ВК-11

Распылительная сушилка представляет собой цилиндрическую камеру с коническим или плоским днищем, снабженную распылите­лем с устройством для подвода теплоносителя и высушенного материала.

На рис. 5.2.10 приведены схемы наиболее распространенных конструкций камер распы­лительных сушилок, в табл. 5.2.7 - области применения распылительных сушилок различ­ного конструктивного исполнения, а в табл. 5.2.8 - их характеристики.

5.2.7. Применение распылительных сушилок в зависимости от конструктивного исполнения

Производительность

Физико-химические,

Распылительная сушилка

По испаренной

Физико-механические свойства

Влаге, кг/ч

Исходного и высушенного материала

С центробежно-дисковым распы­

Лом:

С нижним подводом сушиль­

Малая вязкость, малый угол ес­

Ного агента и коническим дни­

1500...25000

Тественного откоса сухого продукта,

Щем

Большая продолжительность сушки

С верхним подводом сушиль­ного агента и коническим дни­щем

5... 20000

То же, малая длительность процесса сушки

С верхним подводом сушиль­

Малая вязкость, большой угол

Ного агента и плоским днищем

500...20000

Естественного откоса сухого про­дукта, большая длительность второ­го периода сушки

Большая начальная вязкость, но

С форсуночным распылом, верх­

Жидкотекучесть, наличие абразив­

Ним подводом сушильного агента и

5...3000

Ных включений, малый угол естест­

Конусным днищем

Венного откоса сухого продукта, малая длительность процесса сушки

5.2.8. Характеристики распылительных сушилок

Тип

Исполнение

Высота цилиндрической камеры, м

Производительность по испаренной влаге, кг/ч

1

2

3

4

РЦ 1,0-1,2

2,3

1,5

2,0...10

РЦ 1,2-09

0,8

2,0...10

РЦ 2,5-10

2

2

20...200

РЦ 2,5-15

3

30...300

РЦ 3,2-11

2,4

1,4

25...250

РЦ 3,2-16

2

32...320

Продолжение табл. 5.2.8

1

2

3

4

РЦ 3,2-24

3

48...480

РЦ 3,2-30

4

60...600

РЦ 4-40

3

80... 800

РЦ 4-50

2,4

4

100... 1000

РЦ 4-60

5

120...1200

РЦ 5-80

4

160... 1600

РЦ 5-100

5

200...2000

РЦ 5-120

6

240... 2400

РЦ 6,5-135

4

270...2700

РЦ 6,5-170

5

340...3400

РЦ 6,5-200

6

400... 4000

РЦ 8-300

6

600... 6000

РЦ 8-350

1,2,4

7

700... 7000

РЦ 8-400

8

800...8000

РЦ 10-550

7

1100... 11000

РЦ 10-785

10

1570... 15700

РЦ 12,5-1100

9

2200...22000

РЦ 12,5-1500

12

3000... 30000

РФ 1,0-1,6

2

2

4...20

РФ 1,8-10

4

20...200

РФ 2,5-20

4

40...400

РФ 2,5-25

2,3

5

60...600

РФ 3,2-50

6

100... 1000

РФ 3,2-65

8

130...1300

РФ 4-75

6

150...1500

РФ 4-100

8

200...2000

РФ 4-125

10

250...2500

РФ 5-140

7

280...2800

РФ 5-200

10

400...4000

РФ 5-235

2,3,4,5

12

470...4700

РФ 6,5-330

10

660... 6600

РФ 6,5-400

12

800...8000

РФ 6,5-600

18

1200... 12000

РФ 8-600

12

1200... 12000

РФ 8-800

16

1600... 16000

РФ 8-1100

1,2,3,4,5

22

2200...22000

Примечание. Нижний предел производительности сушилки указан при температуре сушильного агента на входе в сушилку 130 °С и на выходе 70 °С. Верхний предел производительности соответствует тем­пературе сушильного агента на входе 600 °С и на выходе 150 °С.

Существенную роль на работоспособ­ность распылительной сушилки оказывает сис­тема ввода в камеру сушильного агента. Наи­более благоприятные условия возникают при подводе сушильного агента к корню факела распыла (рис. 5.2.11), так как при этом снима­ются ограничения с использованием сушиль­ного агента с максимальной температурой, со­кращается диаметр факела, увеличиваются возможности регулирования формы факела, уменьшается эффект самовентиляции диска.

При подаче газа к нижней части факела распыла, например при сушке термочувстви­тельных продуктов, предъявляются повышен­ные требования к соосности диска и газорас­пределительной насадке. Расстояние от диска до насадки зависит от производительности су­шилки и для промышленных сушилок произво­дительностью 5.. .8 т/ч составляет 400.. .500 мм.

Как при верхнем, так и при нижнем спо­собе подвода сушильного агента поток его за­кручивается распределительными насадками (рис. 5.2.12), при этом направление закручива­ния должно совпадать с направлением враще­ния диска, так как в противном случае факел распыла имеет неблагоприятную форму вслед­ствие резкого отклонения траектории капель от горизонтальной плоскости вверх или вниз. Для предотвращения потери качества продукта при оседании его на газоход последний снабжают рубашкой, охлаждаемой воздухом или водой. В ряде случаев во избежание налипания продукта на потолок сушильной камеры производят его охлаждение. Преимуществом такой схемы рас­пределения сушильного агента является воз­можность регулирования положения факела распыла в сушильной камере. Кроме того, кор­пус привода находится в зоне пониженных температур.

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Рис. 5.2.11. Газоподводящее устройство

С кольцевым регулирующим клапаном:

1 - сушильная камера; 2 - центробежный распылитель;

3 - газоподводящее устройство; 4 - регулирующий кольцевой клапан

1

Большой диаметр камер с дисковым рас­пылением влечет за собой значительное увели -

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Рис. 5.2.12. Насадка для тангенциального ввода

Теплоносителя в сушильную камеру:

1 - поворотные жалюзи; 2 - корпус

Чение габаритных размеров конической части, что вызывает неудобства при размещении ус­тановки в производственном помещении и удорожает конструкцию. В связи с этим днища сушильных камер высокой производительно­сти стремятся делать плоскими или с больши­ми углами конуса, используя специальные уст­ройства для эвакуации осевшего сухого про­дукта. На рис. 5.2.10, г показаны конструк­ции сушилок, из которых продукт отводится гребковыми элементами, установленными на вращающихся штангах. Иногда продукт с плоского днища камеры собирается вращаю­щимся пылесосом.

Для сушки материалов с повышенными адгезионными свойствами применяют устрой­ства, очищающие стенки сушильной камеры: вибраторы, механические била, цепи, подве­шенные на вращающемся кольце, аэродинами­ческую метлу, т. е. трубу с воздушным соплами по внутреннему периметру камеры и др.

Расчет распылительных установок. Его выполняют обычно в два этапа - на стадиях проектирования и аппаратурного конструиро­вания. На стадии проектирования необходимо установить расходы энергии, сушильного аген­та, основные размеры сушильной камеры (диаметр, высоту). В этом случае целесообраз­но использовать методики, учитывающие влияние лишь основных факторов. На стадии аппаратурного конструирования при разработ­ке новых установок необходима информация о движении капель и сушильного агента в камере и о влиянии отдельных теплотехнических и конструктивных факторов на процесс сушки и

Г ь в 8 т п &Ау, кг/(іїч) б)

Рис. 5.2.13. Зависимости Ay=fiAt) для определения объема камеры распылительной сушилки:

А-с дисковым распылом; б-с форсуночным распылом

Габаритные размеры установки. При этом не­обходимо пользоваться сложными расчетно - аналитическими методиками [39, 44, 57].

На стадии проектирования может быть использован наиболее простой метод расчета габаритных размеров сушильной камеры, бази­рующийся на экспериментальных данных по производительности 1 м3 рабочего объема ка­меры по испаренной влаге [50]. Количество испаренной влаги, расход сушильного агента, температуру и энтальпию сушильного агента на входе и выходе из сушилки, расход энергии в нагревательном устройстве рассчитывают из уравнений теплового и материального баланса и статики сушки.

Объем сушильной камеры

V = W/Лу,

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

* 8 1Z 16 Лу, кг/(м*. ц) А)

РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ

Где W - количество испаряемой влаги, кг/ч; Лу - напряженность рабочего объема по ис­паренной влаге, кг/(м3 ч).

Величина Лу может быть определена из графиков, полученных на основе экспери­ментальных данных и представленных на рис. 5.2.13. Заштрихованные области значений Лу нарис. 5.2.13 соответствуют номинальным значениям работы сушилок. Разность темпера­тур At определяется как разность между сред­ней арифметической температурой сушильного агента на входе t\ и выходе tj из сушилки и температурой мокрого термометра /м т:

T\ +/? At = - tM

Величина tM т может быть определена по эмпирическому уравнению:

0,622*2 0,622 + х2

Где *2 - влагосодержание сушильного агента на выходе из сушилки.

Эта формула справедлива для области

/м. т=15...75 °С.

Исходя из условия D = (2,2... 2,5)Яф

Определяют диаметр сушильной камеры и ее высоту. В дисковых распылительных камерах с горизонтальным факелом распыла обычно от­ношение высоты к диаметру камеры составляет H/D = 0,8... 1,0, а с форсуночным распылом H/D= 1,5...2,5. С учетом того, что расстояние от верхнего перекрытия камеры до уровня диска должно составлять 0,5... 1,5 м, по найденным значениям диаметра и высоты по табл. 5.2.8 выбирают необходимый типоразмер камеры.

Значительно более сложным, но более точным является метод расчета размеров су­шильной камеры, базирующийся на совмест­ном решении уравнений движения и локально­го тепло - и массообмена капель [44, 57].

Диаметр камеры определяют из условия максимальной дальности полета капли диамет­ром dmax вдоль горизонтальной оси. Началь­ную скорость капли принимают равной окруж­ной скорости диска:

-102

-0,55/2

-13,5,

= Lid^Yl j 60.

Скорость витания капли сферической формы в нестесненном потоке

WBmax=ReBVrM

Шах' витания ReB =

18 + 0,6lVAr' g^max (Рж-Рг)

Число Архимеда

Аг =

2 2 VrPr

Параметры сушильного агента в этих за­висимостях принимают по средней температу­ре tc. Скорость капли в конце участка тормо­жения принимают равной скорости витания vK = wB. Время торможения капли в горизон­тальном полете

Г = —In а

Где а и Ъ - 0,346рг

Ґ / , \\

Тг = —In * ab

А путь торможения капли максимального диа­метра

\у0+ЬуЬ^-У0Л

-Ьт„

Коэффициенты; а - 65vr

- Ь =

^тах (Рж ~ Рг ) ^тах

Диаметр факела распыла с учетом диа­метра диска £>ф = 2r + d^. Диаметр распыли­тельной камеры принимают из условия DK > £>ф, с запасом до 25 %.

Средняя скорость сушильного агента в цилиндрической камере

V = V/F,

Где V - объемный расход сушильного агента, рассчитанный при средней температуре /с; F - площадь поперечного сечения камеры.

Рейнольдса

Где

Число Аг

Конечный диаметр частиц среднего раз­мера может быть определен по зависимости

*3,2

Где С0, Скр максимальное гигроскопическое влагосодер -

Соответственно начальное и

-|0,33

Рж(^Скр) Рм. кр0 + С0) жание материала; рм кр - плотность частиц

При критическом влагосодержании. Средний диаметр частиц

={d3,2+d«)/2- Далее рассчитывают скорость витания wB. cp для частицы dcр.

Учитывая малую величину проекции длины нестационарного участка движения час­тицы на вертикальную ось сушилки, можно принять, что всю высоту камеры частица про­ходит со средней скоростью VCp =V + wb ср. Площадь поверхности контакта фаз

- 6Gcn 5=-—

^срРм '

Где Gcр - средняя арифметическая производи­тельность по исходному и готовому продукту; рм - средняя арифметическая плотность ис­ходного и высушенного материала.

Движущую силу для аппаратов идеально­го смешения, к которым условно можно отне­сти распылительные сушилки, рассчитывают по соотношению:

Дх = _ х2 >

Где ~ равновесное влагосодержание су­шильного агента на выходе из сушилки; х2 - влагосодержание воздуха в сушилке.

Коэффициент массоотдачи на участке не­установившегося движения

О NUlZ)

Pi = ~~Т Рг'

«ср

Где Nu! =2 + Re°'8Pr0'33; Re = dcpvx/vr;

Pr = vr/Z), vx - среднее интегральное зна­чение скорости частицы на участке нестацио­нарного движения; D - коэффициент диффу­зии паров при /ср.

Коэффициент массоотдачи на участке ус­тановившегося движения

О Nu2-D

Р2 = ^ Рг'

«ср

Где Nu2 =2 + 0,51Re°'52Pr0'33; Re =

= ^cpwB. cp/vr -

Среднее значение коэффициента массо - отдачи для всего аппарата

Ср"1

W

Время, необходимое для процесса сушки материала,

W

Высота рабочей зоны цилиндрической части аппарата

По найденным параметрам D и Н из табл. 5.2.8 выбирают требуемый типоразмер сушильной камеры.

Одним из направлений интенсификации и повышения эффективности распылительных сушилок является применение перегрева жид­кого материала перед сушкой (для термостой­ких продуктов), а также организация процесса в режиме выпарки. Для сушки малоконцентри­рованных нетермостойких растворов применя­ют установки типа ИСАР (рис. 5.2.14), обла­дающие высокими показателями в экономии топлива и охране окружающей среды.

Двухступенчатый распылительный испа - рительно-сушильный агрегат непрерывного действия состоит из двух распылительных ка­мер, в одной из которых происходит упарка раствора, а во второй - сушка до конечной влажности. Движение сушильного агента через сушильную, а затем испарительную часть ус­тановки уменьшает унос продукта в окружаю­щую среду и повышает степень использования теплоты сушильного агента.

МАШИНОСТРОЕНИЕ

Производство и продажа хонинговальных головок

Хонинговальные головки 36-160 мм. Контакты для заказов хонголовок: Украина: +38 050 457 1330 Россия: delo7.ru - представитель в России hon@msd.com.ua Видео обзор хонов от 60 до 80мм: Видео хонголовок с …

ЭКСТРУДЕРЫ

Рис. 7.2.19. Узел смыкания гидромеханического типа Экструдеры применяют в качестве гене­раторов расплава в агрегатах для гранулирова­ния пластичных материалов, нанесения тон­кослойных покрытий и пластмассовой изоля­ции, дублирования пленок, для производства пленки, листов, …

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Основными частями оборудования для сублимационной сушки и очистки веществ яв­ляются сублимационная камера (или сублима­тор), десублиматор и вакуум-насосная система. В состав сублимационной сушильной установ­ки, помимо этого, входят морозильный аппарат и холодильное …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.