МАШИНОСТРОЕНИЕ

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 оборудование. Принципиально схемы процесса вакуумной сублимационной сушки и вакуумной сублимационной очистки веществ аналогичные. В сублиматоре происхо­дит испарение сублиманда, а в десублиматоре пары осаждаются с образованием сублимата. В случае сублимационной сушки целевым про­дуктом является остаток, представляющий со­бой пористое вещество неорганического или органического происхождения. При вакуумной сублимационной очистке, как правило, целевой продукт - сублимат.

Вакуумные сублиматоры. В сублимато­ре или сублимационной камере происходит ос­новной процесс - переход вещества из твердо­го состояния в газообразное. Производитель­ность сублиматора определяется количеством теплоты, которое подводится к материалу в процессе. При вакуумной сублимации приме­няют в основном три метода энергоподвода: кондуктивный, радиационный и СВЧ.

К сублиматорам с кондуктивным энерго­подводом относятся сублиматоры, в которых необходимая для сублимации теплота переда­ется к влажному материалу через непроницае­мую перегородку. Наиболее распространенные аппараты этой группы - сублимационные шкафы полочного типа. Кроме того, использу­ются конструкции, подобные применяемым при обычной атмосферной сушке: ленточные, вальцеленточные, барабанные, гребковые, виб - рационно-гравитационные и другие типы суб­лиматоров.

В сублимационных шкафах продукт обычно располагается на противнях. На прак­тике прилегание противня к полке и продукта к противню не бывает плотным, поэтому разре­женная среда в образующихся зазорах создает значительные термические сопротивления. Даже в идеальном случае, т. е. при отсутствии этих зазоров, теплота передается лишь нижней поверхности материала, лежащего на противне. В случае сушки теплота подводится к зоне сублимации сквозь высохший слой продукта, теплопроводность которого низкая. Радиаци­онный теплоподвод к продукту от располо­женной над ним полки в этих условиях незна­чителен. Невысокая производительность суб­лиматоров с кондуктивным энергоподводом (напряжение рабочей поверхности не превы­шает 0,5...3,5 кг/(м2ч) по сублимату) обусло­вила необходимость поиска способов интенси­фикации процесса.

Существенная интенсификация процесса (в три раза и более) достигается при переме­шивании продукта. Такой процесс реализуется с помощью вибрации или перемешивающих устройств различного типа, например, гребков. Эффект усиливается, если перемешивание ма­териала сопровождается периодическим при­жатием материал к теплоподводящей поверх­ности [12].

Расчет длительнос/пи процесса сушки при кондуктивном энергоподводе. Теплота пе­редается теплопроводностью через стенку пол­ки и днище противня (рис. 5.4.2). Значительное термическое сопротивление создается зазорами, возникающими вследствие неплотного прилега­ния продукта к противню и противня к стенке полки. Общий коэффициент теплопередачи

А і А.,

Где а - коэффициент теплоотдачи от стенки к хладагенту; 8,, А, - соответственно толщина и теплопроводность стенки и зазора.

Продолжительность сушки сплошного материала с начальной толщиной //, объемным содержанием влаги у, теплотой сублимации L и теплопроводностью осушенного слоя X [13]

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Рис. 5.4.2. Распределение температуры при кондуктивном энергоподводе: I - влажный замороженный слой материала; 2 - осушенный слой материала; 3 - стенка противня; 4 - стенка греющей плиты; 5 - теплоноситель; б - поток пара

Y

Т =

Т -

К

УL

2{Тт-Т3)Х'


Где Тт и Т3 - температура соответственно те -

Плоподводящей поверхности и замороженной части материала.

В случае сублимации неподвижного или перемешиваемого слоя сыпучего материала, не имеющего каркаса (например, при сублимаци­онной очистке вещества), расчет ведут по зави­симостям, приведенным в [12].

В сублиматорах с радиационным энерго­подводом часто отдают предпочтение тепло - подводящим системам, выполненным в виде набора плоских горизонтальных полых плит, внутри которых непрерывно циркулирует жид­кий теплоноситель. Температура теплоносите­ля колеблется в основном в пределах 50... 170 °С, в некоторых специальных случаях она может достигать 350 °С. Такой радиационный теплоподвод называют низкотемпературным, а излучатели - «темными».

В ряде установок используются электри­ческие высокотемпературные нагреватели - ТЭНы или электрические лампы накаливания. В последнем случае температура может быть повышена до 2000...2500 °С. Такой энергопод­вод называют высокотемпературным, а излуча­тели - «светлыми».

В качестве светлых излучателей в на­стоящее время могут применяться лампы нака­ливания различных систем с температурой ни­ти накала 2000...3000 °С. Несмотря на очевид­ные теоретические преимущества светлых из­лучателей, связанные со способностью энергии проникать на некоторую глубину в толщу ма­териала, они не получили широкого промыш­ленного применения. Это обусловлено трудно­стями эксплуатации, особенно санитарной об­работки оборудования, содержащего большое количество электрических контактов.

Расчет длительности процесса сушки при радиационном энергоподводе. При посто­янной температуре замороженного ядра Т3

(выполнение этого условия обеспечивается пу­тем поддержания постоянного давления в ап­парате) получены решения для различных ус­ловий на внешней границе. В случае, если тем­пература поверхности Т = const, то продолжи­тельность процесса для тел в форме пластины (п = 0), цилиндра (п = 1) и шара (п = 2) где у - массовое содержание льда в объеме

Замороженного слоя; Г| - характерный размер

Тела (полутолщина пластины, радиус цилиндра или шара).

При радиационном подводе энергии ус­ловия на границе (Л =Лп) нелинейны:

LT4 _Т4\ у из 1 п j

Где Тш - температура излучателя; Спр - при­веденный коэффициент излучения.

1 1

+ -

Тсуб ~

При этих условиях полезно ввести экви­валентный коэффициент теплоотдачи ар. То­гда продолжительность процесса сублимации составит

Ул^Лп

К{Тю-Т3)(п + І){2 BiJ'

Где Ві = ссрЛп/^с •

100 J

Эквивалентный коэффициент теплоотда­чи для теплообмена излучением между двумя параллельными пластинами

V-fiV

100 J

Ар — ^пр"

Т -Т 1 из 1 з

СВЧ-нагрев. Энергия высокочастотного электромагнитного поля, проникая на значи­тельную глубину в толщу материала, может трансформироваться в теплоту в материале, имеющем вкрапления не замороженной влаги, практически не воздействуя на уже высохший материал. Таким образом, высокочастотный нагрев, успешно применяемый в различных областях техники, теоретически является пред­почтительным методом и для процессов суб­лимационной сушки. Тем не менее, этот способ не нашел применения в промышленных мас­штабах. Это объясняется вероятностью воз­никновения электрического пробоя в разре­женной паровоздушной среде, сложностью эксплуатации оборудования. Для сублимаци­
онной очистки веществ СВЧ-нагрев, как пра­вило, не используется.

Вакуумные десублиматоры. Наиболее распространенной системой удаления пара, выделяющегося в процессе вакуумной субли­мации, является конденсация его в твердое аг­регатное состояние (десублимация) на тепло - отводящей поверхности. Температура теплоот - водящей поверхности поддерживается на более низком уровне, чем температура сублимации. В установках сублимационной сушки десуб­лиматоры (конденсаторы-вымораживатели) выполняются в виде набора труб или полых плоских панелей, внутри которых кипит холо­дильный агент (аммиак, фреон). Влага осажда­ется в виде льда на охлаждаемых элементах де - сублиматора. Существуют и другие методы удаления пара: с помощью адсорбентов или систем непосредственной эвакуации парогазо­вой среды эжекторными вакуумными насоса­ми. Однако опыт работы промышленных уста­новок показывает преимущество десублимато - ров.

Вакуумные десублиматоры периодиче­ского действия. На рис. 5.4.3 приведены схемы наиболее распространенных конструкций де - сублиматоров, применяемых в настоящее вре­мя. В большинстве из них делается попытка обеспечить равномерную подачу парогазовой среды ко всем охлаждаемым элементам.

Расчет десублиматора периодического действия. При технологическом расчете де­сублиматора периодического действия опреде­ляют два параметра: максимальную толщину намороженного десублимата и его протяжен­ность. Первый параметр определяет расстояние между пластинами, а второй - их длину.

Пример. Определить протяженность слоя де­сублимата и его максимальпую толщину для конден­сатора панельного типа (рис. 5.4.3, з).

Исходные данные: расход пара М= 5 кг/ч; давление в аппарате р = 27 Па, на поверхности пла­стин поддерживается температура Г =233 К. Про­должительность цикла работы 10 ч. Высота пластин 0,5 м.

Х = .

Кг/(мч); А--

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

^ л (^дес ~ ^хл )р сублимации, кДж/кг; Хп - теплопроводность льда,

Рис. 5.4.3. Схемы десублиматоров:

А - скребкового; б - кожухотрубного; в - змеевикового спирального; г - змеевикового кольцевого; д - трубча­того вертикального из гладких труб; е - трубчатого из оребренных труб; ж - трубчатого горизонтального из оребренных труб; з - панельного; 1 - вход паровоздушной смеси; 2 - выход неконденсируемых газов; 3 - вход холодильного агента; 4 - выход холодильного агента

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

3

З)

Протяженность слоя десублимата

8т$А

(5.4.2)

Где т0 - производительность десублиматора, L

; L - теплота де-

Вт/(м-К); Гдес - температура на поверхности десуб­лимации, К; Т^ - температура охлаждающего аген­та, К; р - плотность десублимата, кг/м3.

(5.4.3)

2 пг0

Температура на поверхности десублимации Гдес = 240 К (равновесное значение при давлении р = 27 Па). Периметр пластин в сечении, перпенди­кулярном потоку пара, 4 м, отсюда /и0 = = 1,25 кг/(м ч). После подстановки значений тепло­проводности льда Ал = 2,28 Вт/(м-К), теплоты де­сублимации L = 2900 кДж/кг, плотности р = = 921 кг/м1 получим Х - 0,83 м. Толщина льда h за­висит от расстояния между пластинами х и определя­ется по формуле

Ґ \2 71Х

H=—J2AT' Ар У

Максимальная толщина льда (на передней кромке набегающего потока пара при х = 0) hx=0 = 0,021 м.

В приведенном примере расчет произве­ден для теплоотводящей поверхности в виде пластины. Однако он приемлем и для других случаев. Например, если пар десублимируется на панели, составленной из вертикальных труб, то протяженность участка десублимации сле­дует отсчитывать по соответствущей длине полуокружности каждой из труб.

Расчет десублиматораа непрерывного действия. Пример. Определить протяженность зоны десублимации скребкового десублиматора (рис. 5.4.3, а) при различных скоростях вращения скребка.

Исходные данные: расход пара М = 25 кг/ч, внешний диаметр обечайки теплоотводящей поверх­ности D = 1 м, температура поверхности Тхл = 213 К, давление в аппарате р = 13,3 Па, число скребков / = 2, частоты вращения со = 1; 10 ч.

М

Расход пара на единицу периметра теплоотво­дящей поверхности

25

= 0,0022 кг/(м с).

ND 3,14 1-3600

Время обновления теплоотводящей поверхно­сти при СО = 1 об/ч

3600

Т=----------------------------------- = 1800 с.

/0)

Протяженность участка десублимации опреде­ляется по формулам (5.4.2) и (5.4.3).

При заданном давлении в аппарате температу­ра десублимации Тзсс =233 К; используя (5.4 2) и (5.4.3), получим следующие значения протяженности зоны десублимации; при частоте вращения 1 ч"1 Х=0,70 м и при частоте вращения 10 ч~' X = 0,22 м.

Оборудование для замораживания. В совокупности процессов, объединенных поня­тием сублимация или сублимационные процес­сы, замораживанию следует отвести особую роль. Этот процесс нужно рассматривать не просто как подготовительную технологиче­скую операцию, в результате проведения кото­рой подвергаемый возгонке компонент исход­ного материала переходит в твердую фазу, но и как весьма тонкий механизм, который в ряде случаев в решающей степени определяет важ­нейшие функциональные характеристики ко­нечного продукта.

В основу классификации оборудования для замораживания разумно положить способ теплоотвода от замораживаемого объекта, не­посредственно определяющий важнейший ре­жимный параметр - скорость замораживания, а также металло - и энергоемкость, производи­тельность и другие основные характеристики оборудования.

Материал, подвергаемый сублимацион­ной сушке, может замораживаться предвари­тельно вне сублимационной камеры и непо­средственно в сублиматоре. В последнем слу­чае замораживание материала может прово­дится как перед сублимацией, так и в ходе процесса сублимации. Для предварительного замораживания на практике используются кон­вективные, кондуктивные (барабанные, пли­точные и др.), контактные морозильные аппа­раты [11, 49, 70]. Предварительное заморажи­вание в полочных вакуумных сублиматорах может производиться непосредственно на пли­тах, через которые пропускается хладоноси - тель. В атмосферных сублимационных уста­новках процесс замораживания осуществляется холодным воздухом.

Испарительное замораживание (самоза­мораживание) как предварительная стадия процесса в пищевой промышленности практи­чески не используется ввиду низкого качества продукта. Вместе с тем этот процесс с успехом применяется для непрерывного гранулообразо - вания при сублимации в криохимической тех­нологии [68].

Для приближенной оценки коэффициента теплоотдачи а, Вт/(м2 К), в процессе замора­живания при различных условиях внешнего
отвода теплоты можно рекомендовать данные, приведенные ниже.

Конвективный в воздухе..... 10. ..50

Контактный в охлаждающей

Жидкости............................................ 80... 500

Кондуктивный на охлажденной

Металлической поверхности........... 500... 1000

Контактный в сжиженных газах. До 5000

При проведении процесса испарительно­го замораживания в вакууме жидкость вводит­ся в отвакуумированный аппарат через специ­альное вакуум-распыливающее устройство в виде потока капель, замораживание которых происходит во время их полета. Конечный продукт получается в виде массы сферических гранул, каждая из которых сформирована из субмикронных частиц.

Наиболее сложные инженерные задачи возникают при вводе жидкости в аппарат, дав­ление в котором ниже давления, соответст­вующего тройной точке. В этих условиях со­пло, через которое осуществляется истечение жидкого материала, практически мгновенно блокируется льдом, и дальнейшее развитие процесса становится невозможным.

Схема устройства, реализующего прин­цип термогидрофобизации кромок сопла исте­чения путем нагрева их до температуры, пре­вышающей температуру Лейденфроста, пока­зана на рис. 5.4.4.

Установки для сублимационной сушки и очистки веществ в вакууме. Установки сублимационной сушки периодического дейст­вия. Вакуумная сублимационная установка УВС-8 предназначена для высушивания пред­варительно замороженных жидких, пастооб­разных или кусковых пищевых продуктов жи­вотного и растительного происхождения (рис. 5.4.5). Энергоподвод к объекту сушки - радиа­ционный. В рабочей сушильной камере б смонтирована энергетическая тележка, пред­ставляющая собой горизонтально расположен­ные (в виде этажерки) плоские греющие эле­менты (плиты). В полости этих плит циркули­рует жидкий теплоноситель. Вторая тележка (этажерка) выдвигается из рабочей сушильной камеры. Объект сушки на плоских противнях располагается в зазорах между греющими пли­тами. Загрузка (выгрузка) высушиваемого про­дукта осуществляется при выдвинутом из ра­бочей камеры положении тележки. Установка снабжена двумя выносными десублиматорами

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

10' 9

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Рис. 5.4.4. Схема устройства ввода жидкости в вакуум:

1 - капилляр; 2 - переходник; 3 - уплотнение; 4 - гайка; 5 - трубка для подачи раствора; 6 - теплопод - водящий элемент; 7 - нагреватель (лампа типа КГМ); 8 - изолирующий кожух; 9 - кронштейн; 10 - токо­воды

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Рис. 5.4.5. Вакуумная сублимационная установка УВС-8:

1 - теплообменник для подогрева (охлаждения) теп­лоносителя; 2 - центробежные циркуляционные на­сосы для теплоносителя; 3 - десублиматор; 4 - ваку­умные насосы; 5 - выдвигающаяся этажерка с про­тивнями; б - рабочая сушильная камера

5, каждый из которых соединен с рабочей су­шильной камерой посредством коллектора с вакуумными задвижками. Охлаждение плит десублиматора осуществляется холодильными машинами, которые входят в комплект субли­мационной установки или подсоединяются к общей системе холодоснабжения предприятия.

Установка имеет следующие технические параметры.

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Рис. 5.4.6. Установка испарительного заморажи­вания и сублимационной сушки растворов:

1 - блок вакуум-распыливающих устройств; 2 - рас­пылительная колонна; 3 - соединительный патрубок; 4 - блок энергоподвода; 5 - откачной патрубок; 6 - узел выгрузки продукта; 7- вакуумный агрегат

TOC \o "1-3" \h \z Средняя производительность, кг сырья/цикл сушки 300

Рабочее давление в вакуумной каме­ре, Па, не более 60

Температура плит десублиматора, °С -30.. .-40

Температура греющих плит, °С, не более. .140

Установленная электрическая мощ­ность, кВт, не более ... .... 58

Габаритные размеры, мм....... 3914x532x2584

Масса установки, т....................... 13

Установка, обеспечивающая проведение испарительного замораживания и сублимаци­онной сушки солевых растворов в одном аппа­рате представлена на рис. 5.4.6

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

/ - нагреваемый валец; 2 - охлаждаемый валец; 3 - лента; 4 - излучатель; 5 - отвод паровоздушной смеси; б - нож; 7 - питающий лоток и питающий ролик; 8 - ресивер для сухого продукта; 9 - вакуумный затвор

Установки сублимационной сушки непре­рывного действия. Вальцеленточная сублима­ционная сушилка предназначена для высуши­вания жидких продуктов (рис. 5.4.7). Матери­ал, подвергаемый сушке, подается дозирую­щим насосом в вакуумную камеру. Он нано­сится равномерным тонким слоем на бесконеч­ную ленту 3 из коррозионно-стойкой стали, ко­торая служит конвейером, переносящим про­дукт через несколько подогревающих зон и в конце через охлаждающую зону. После попа­дания в вакуумную камеру жидкий продукт наносится на нижнюю сторону ленты при по­мощи ролика 7, находящегося в питательном желобе. На другой стороне ленты имеется ро­лик или шкив, который выпрямляет ленту в месте питания и позволяет регулировать зазор между питающим роликом и лентой 0,1... 0,75 мм. Толщина слоя материала регулируется этим зазором и зависит от свойств материала, который должен быть высушен.

Материал, подвергаемый сушке, нужно предварительно довести до необходимой кон­центрации. После прохождения первой радиа­ционной зоны лента проходит вокруг барабана (вальца) 1, обогреваемого паром (температура барабана 60...200 °С). Сухой продукт поступа­ет на охлаждающий барабан 2. Охлажденный продукт отделяется от ленты ножом 6 и пода­ется шнеком в один из двух приемников, рабо­тающих попеременно. Продолжительность сушки при длине конвейера 16 м составляет от 15 с до нескольких минут.

Сушильная установка с вибрационно - гравитационным сублиматором состоит из ци­линдрического корпуса 7, в котором размеще­ны две входящие одна в другую гребенки по­лок 2 с электронагревателями 3 (рис 5.4.8). Гребенки полок соединены в жесткую конст­рукцию, которая крепится на амортизаторах 4 к основанию 5 сублиматора и получает колеба­тельное движение от электрических или пнев­матических вибраторов 6. Все полки сублима­тора имеют регулируемый уклон. На крышке 7 сублиматора расположен винтовой питатель 8 с маятниковым распределением льдокрошки. Ледяная крошка из питателя поступает на верхнюю полку 10, откуда под действием силы тяжести и вибрации перемещается на нижеле­жащую, а затем через все полки до выгрузного люка 11, расположенного в нижней части суб­лиматора. Скорость перемещения материала определяется углом наклона полок и частотой колебаний.

Сублимация льда происходит за счет теп­лоты, выделяемой электронагревателями, рас­положенными под каждой полкой. Чтобы ма­териал равномерно пересыпался с полки на полку, полки имеют направляющие ребра. Для исключения возможности прилипания мате­риала в случае оттаивания ледяной крошки, что может иметь место при нарушении режима сушки или при каких-либо иных нарушениях аварийного характера, полки сублиматора по­крываются гидрофобным жаростойким покры­тием.

Сублимационная установка непрерывно­го действия для очистки веществ (антрахинона, бензантрона, метилантрахинона и др.) с пере­мешиванием продукта показана на рис. 5.4.9. Сублиматор 3 представляет собой нагреваемый цилиндр, внутри которого передвигается сы­рье, перемешиваемое механическим устройст­вом - лопастным мешателем. Это же устройст­во служит для удаления остатка. Десублиматор

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Рис. 5.4.8. Схема сушильной установки с вибрационно-гравитационным сублиматором:

1 - цилиндрический корпус сублиматора; 2 - гребен­ки полок; 3 - электронагреватель; 4 - амортизатор;

- основание сублиматора; 6 - вибратор; 7 - крышка сублиматора; 8 - винтовой питатель; 9 - маятнико­вый распределитель ледяной крошки; 10 - верхняя полка; 11- выгрузной люк; 12 - штуцер для откачки газов из промежуточного сборника; 13 - шиберный затвор; 14 - приемный бункер; 15 - промежуточный сборник; 16 - вращающийся нож для нарезания ле­дяной крошки

также выполнен в виде цилиндра с охлаж­даемой поверхностью, с которой десублимат (сублимат) непрерывно соскребается механи­ческим устройством - скребками 4 на специ­альных пружинах. Загрузочный бункер 11 снабжен регулируемым дозирующим устрой­ством. В конце сублимационной части нахо­дится люк 8 для удаления несублимируемого остатка. В конечной части корпуса конденса­тора, который проходит через приемный резер­вуар, имеется выходное отверстие 7, через ко­торое готовый продукт поступает в приемник и далее выгружается из аппарата. Полый вал с лопастями и скребками имеет внутренний обогрев.

Оборудование для напыления в вакуу­ме. Одна из областей применения десублима­ции - нанесение различных покрытий. Наибо­лее качественные зеркальные покрытия полу­чают десублимацией паров алюминия в вакуу­ме. Металлы и другие материалы покрываются полимерами путем термического испарения последних и последующей десублимацией па­ров.

Атмосферные сублимационные аппа­раты и установки. Основными частями обо­рудования для атмосферных сублимационной сушки и очистки веществ являются сублима­тор, десублиматор, системы прокачки парога­зовой смеси, фильтрации и гравитационного или инерционного отделения взвешенных час­тиц сублимата.

В сублиматоре происходит испарение сублиманда, а в десублиматоре пары конден­сируются с образованием сублимата. Как и в случае сублимационной сушки целевым про­дуктом является остаток, представляющий со­бой пористое вещество неорганического или органического происхождения. При атмосфер­ной сублимационной очистке целевым продук­том может быть как сублимат, так и остаток.

В атмосферном сублиматоре теплота, необходимая для сублимации, подводится на­гретым газом, в основном воздухом. Таким об­разом, по сути, он выполняет те же задачи, что и конвективная сушилка. Атмосферные субли­маторы могут быть камерного, ленточного, ба­рабанного типа и с применением кипящего слоя и других типов. Конструкции атмосфер­ных сублиматоров и конвективных сушилок одинаковые, поэтому здесь они не рассматри­ваются.

Десублиматоры Оля выделения веществ из парогазовой смеси входят в состав атмо­сферных сублимационных установок и приме­няются самостоятельно для выделения веществ в различных технологических процессах и для очистки газов от примесей. В зависимости от того, где образуется сублимат (в объеме аппа­рата или на охлаждаемой поверхности), десуб­лиматоры разделяют на объемные, поверхно­стные и объемно-поверхностные.

В объемных десублиматорах образование аэрозоля происходит при пересыщении, вызы­ваемом понижением температур смеси. Охла­ждение может быть вызвано адиабатическим расширением газа, смешением газа с более хо­лодным потоком и отводом теплоты через стенку, вдоль которой движется газовый поток. При высокой температуре газов смеси теплота может отводиться лучеиспусканием в окру­жающую среду, имеющую значительно более низкую температуру.

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Рис. 5.4.9. Сублимационная установка непрерывного действия:

1 - электронагреватели; 2 - лопасти; 3 - сублиматор; 4 - скребки; 5 - водяная рубашка; б - десублиматор; 7- отверстие для выхода готового продукта; 8 - люк для выхода несублимируемого остатка; 9 - полый вал;

10- привод вала; 11 - загрузочный бункер

Образование частиц аэрозоля в объеме является основой процесса объемной десубли­мации и нежелательным явлением при прове­дении поверхностной десублимации. Поэтому при объемной десублимации применяют раз­личные методы, предотвращающие образова­ние десублимата на поверхности (например, использование вдува газа через пористую стен­
ку). Отделение твердой фазы осуществляют традиционными методами: гравитационным осаждением, применением циклонов или фильтров.

В атмосферных поверхностных десубли - маторах в аппарате создаются условия, при ко­торых образование десублимата в объеме ми­нимальное. Это достигается путем введения специальных устройств (например, ребер) и поддержания температурного режима, исклю­чающего пересыщение пара. Определение тем­пературного режима, исключающего пересы­щение пара, проводится по методикам, изло­женным в специальной литературе [42].

В объемно-поверхностных десублимато - рах процесс десублимации происходит в объе­ме и на охлаждаемой поверхности. Широко распространенный десублиматор ящичного ти­па 5 (рис. 5.4.10) представляет собой круглые или овальные полые ящики, выполненные из листовой стали. Такие десублиматоры приме­няются в производстве антрахинона. Десубли - мация в этих аппаратах обеспечивается охлаж­дением медленно движущейся парогазовой смеси через аппарат (в результате теплопотерь через стенки). Для более полного охлаждения последовательно устанавливают ряд аппаратов, причем первые по ходу парогазовой смеси ап­параты снабжаются рубашками, в которых циркулирует охлаждающая вода. Продукт вы­деляется как на стенках аппарата, так и в его объеме. Для улавливания продукта, выделен­ного в объеме, могут использоваться циклоны или скрубберы. Степень выделения веществ в таких аппаратах обычно составляет 90...95 %, средняя производительность не превышает 1 кг/(м2ч).

Для съема продукта со стенок аппараты периодически обстукивают деревянными мо­лотками. Возможна также очистка охлаждаю­щих поверхностей вращающимися обметате - лями, однако при этом в основной продукт по­падают смолистые примеси. Кристаллы десуб­лимата выгружают через нижние люки аппара­тов.

Регулируя степень охлаждения парогазо­вой смеси в последовательно установленных ящичных десублиматорах, можно производить фракционное разделение веществ с различной упругостью паров. Для этой цели в последние по ходу смеси в ящичные десублиматоры вво­дят воздух или инерт.

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Рис. 5.4.10. Схема установки для проведения непрерывного процесса сублимационной очистки:

1 - калорифер; 2 - сублиматор, 3 - сепаратор, 4 - фильтр; 5 - десублиматор ящичного типа; б - циклон

Атмосферные сублимационные установ­ки. Аппараты для сублимации с газом-носите­лем работают по схеме, аналогичной схеме атмосферной сушки с замкнутой циркуляцией газа. Для целей атмосферной сублимационной сушки этот процесс находит ограниченное применение. Это объясняется крайне низким влагосодержанием паровоздушной среды при отрицательных температурах, а следовательно, очень большим удельным расходом сухого воздуха: более 600 кг/кг (испаряемой влаги). В результате энергетические затраты, обуслов­ленные необходимостью прокачивать, охлаж­дать и подогревать большое количество возду­ха, могут превышать эксплуатационные затраты при вакуумной сублимационной сушке. Кроме того, возникает необходимость включения в схему устройств для улавливания инея, обра­зующегося при атмосферной десублимации, что приводит к усложнению установки и росту ее габаритных размеров, которые так же, как и эксплутационные расходы резко возрастают при понижении рабочей температуры продук­та. Тем не менее, стоимость оборудования для атмосферной сублимационной сушки часто оказывается меньше, чем при вакуумной. Этим объясняются известные случаи применения атмосферной сублимационной сушки на прак­тике.

Схема установки для проведения непре­рывного процесса сублимационной очистки показана на рис. 5.4.10. Предварительно из­мельченный исходный продукт поступает в сублиматор 2, куда подается также из калори­фера подогретый инертный газ-носитель. В ре­зультате смешения и нагрева продукт субли­мируется, и полученная парогазовая смесь, ув­лекающая некоторое количество нелетучих примесей, поступает в сепаратор 3, в котором отделяются нелетучие примеси. Для более тон­кой очистки парогазовой смеси после сепара­тора служит фильтр 4. Затем пары поступают в десублиматор 5, в котором происходит кри­сталлизация продукта из парогазовой фазы. Продукт выделяется как на стенках аппарата, так и в его объеме. Для улавливания продукта, выделенного в объеме, используется циклон б. Полученный продукт - сублимат - выгружает­ся из десублиматора и циклона, а газ-носитель направляется в калорифер.

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, …

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@inbox.ru
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.