АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

СУШКА

Способы удаления влаги и виды сушки. В химических производ­ствах часто приходится удалять влагу из обрабатываемых материалов— главным образом воду из твердых тел.

Влага может быть удалена различными способами:

Механическим и—путем прессования, отсасывания, филь­трования и центрифугирования. Эти способы применяют для обезвожи­вания материалов, если не требуется достаточно полное удаление влаги.

Физико-химическим и—путем поглощения влаги хло­ристым кальцием, серной кислотой и другими гигроскопическими веще­ствами. Обезвоживание - физико-химическими способами сравнительно дорого и сложно; его применяют главным образом для удаления влаги из газов.

Тепловым и—путем испарения, выпаривания и конденсации. Эти способы широко применяют, когда требуется достаточно полное удаление влаги.

Процесс удаления влаги из материалов с использованием тепловой энергии""для испарения влаги и с отводом образующихся паров назы­вается сушкой. Согласно этому определению сушка принципиально не итличаёТСя 6Т Ішіїіфивания. По существу сушка является процессо м диффузионным, так как переход влаги из материала в окружаю­щую среду совершается при поверхностном испарении влаги и диффузии ее из внутренних слоев к поверхности материала. Интенсивность процесса сушки определяется главным образом сопротивлением диффузии уда­ляемой влаги.

Вследствие присутствия твердой фазы, конструкции аппаратов для сушки значительно отличаются от конструкций выпарных аппаратов.

Различают естественную и искусственную сушку. Естествен­ную х:ушку производят на открытом воздухе без искусственного нагре­вания и без отвода сушильного агента (воздуха). Этот способ отличается большой продолжительностью сушки, причем процесс не регулируется и материал имеет сравнительно высокую конечную влажность. В хими­ческой промышленности почти исключительно применяют искусствен­ную сушку, т. е. сушку при помощи нагретого сушильного агента (дымовые газы, воздух, пар и др.), который после поглощения им влаги из материала отводится специальными. вытяжными устройствами (венти­ляторами и др.).

Так как на удаление влаги сушкой затрачивается много тепловой энергии и стоит это дороже удаления влаги механическими способами, то час­то стремятся перед сушкой материала возможно больше снизить его влаж­ность механическими способами. Предварительное (даже незначительное)

Снижение влажности высушиваемого материала позволяет существенно повысить экономичность процесса сушки.

Ниже будут рассмотрены основы теории процессов искусственной сушки и применяемая аппаратура.

Статика и кинетика процесса сушки. Сущность процесса сушки заключается в переходе влаги, находящейся в твердом материале, из жидкой фазы в газообразную. Такой процесс может протекать лишь в том случае, если давление пара над поверхностью материала больше парциального давления его в окружающей газообразной среде.

Как и в других процессах, различают две стороны сушки—с т а т и к у и кинетику.

Статика сушки устанавливает связь между начальными и ко­нечными параметрами участвующих в сушке веществ (материала и су­шильного агента) на основе уравнений материального и теплового ба­лансов: из статики сушки определяют состав материала, расход сушиль­ного агента и расход тепла.

Кинетика сушки устанавливает связь между изменением влажности материала во времени и параметрами процесса (свойства и структура материала, его размеры, гидродинамические условия обтекания материала сушильным агентом и др.).

Уравнения кинетики сушки характеризуют процесс удаления влаги из материала во времени и используются для определения продолжи­тельности и режима сушки.

Для расчета процесса сушки и создания рациональных конструкций сушилок необходимо совместное рассмотрение статики и кинетики су­шильного процесса.

А.^Статика сушки