МАШИНОСТРОЕНИЕ

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ

Сушка - процесс удаления влаги из твер­дого материала путем ее испарения и отвода образовавшихся паров, который является за­ключительной стадией многих технологиче­ских процессов, в значительной степени опре­деляющий энерго - и материалоемкость произ­водства, качество готового продукта и уровень загрязнения окружающей среды [44, 57]. Обез­воживание материалов осуществляется обычно с целью повышения качества целевого продук­та, предупреждения слеживаемости, удешевле­ния транспортировки, уменьшения коррозии аппаратуры и трубопроводов, повышения теп­лоты сгорания топлива.

Расчеты процессов и аппаратов сушки возможны на основе знания свойств высуши­ваемых материалов как объектов сушки, кине­тических характеристик процесса сушки, зако­нов термодинамики и гидродинамики в прило­жении к системам газ - твердое тело.

Высушиваемые материалы в зависимости от способа сушки условно можно разделить на следующие группы:

Жидкотекучие - истинные и коллоидные растворы, эмульсии и суспензии; пастообразные;

Твердые дисперсные, обладающие сыпу­честью во влажном состоянии - пылевидные, зернистые и кусковые;

Тонкие гибкие - ткани, пленки, бумага, картон;

Штучные, массивные, крупногабаритные изделия - керамика, элементы строительных конструкций, изделия из древесины;

Изделия, подвергающиеся сушке после грунтования, окраски, склеивания и других ра­бот на поверхности.

По способу подвода теплоты к высуши­ваемому материалу различают следующие ви­ды сушки:

Конвективную - с передачей теплоты ма­териалу за счет его непосредственного контак­та с сушильным агентом (нагретым воздухом, топочными и другими газами);

Контактную (кондуктивную) - с переда­чей теплоты материалу через разделяющую их стенку;

Радиационную - с передачей теплоты ма­териалу инфракрасным излучением;

Диэлектрическую, заключающуюся в об­работке материала токами высокой частоты;

Сублимационную, при которой высуши­вание материала осуществляется в заморожен­ном состоянии при глубоком вакууме.

В химической промышленности наиболее часто применяют конвективную и кондуктив­ную сушки.

Материальный баланс сушки. Если масса

Влажного материала GH, подаваемого на суш­ку, его влажность Сн, выраженная в процен­тах, масса высушенного материала GK влаж­ностью Ск и количество испаренной влаги IV, то материальный баланс по потокам может быть записан в виде

GH=GK+W. (5.2.1)

А по сухому твердому веществу

GH(l00-CH) = GK(l00-CK). (5.2.2)

В процессе конвективной сушки участву­ет также воздух, абсолютно сухое количество которого L. При подаче на сушку его влагосо- держание составляет Х\, а после сушки и по­глощения испаренной влаги в количестве W оно становится равным х^ •

Баланс конвективной сушки по влаге в сушильном агенте может быть в этом случае записан

Lxx+W = Lx2, (5.2.3)

Откуда расход воздуха

L = W/(xx-X2)

Классификация сушильных аппаратов приведена в табл. 5.2.1.

5.2.2. Классификация применения сушильных аппаратов в зависимости от основных свойств высушиваемых материалов

Примечания. 1. Обозначения: балл «О» - сушилка не применяется; балл «3» - применение сушилки допустимо с дополнительной подготовкой материала или при изменении ее конструкции; балл «5» - сушилка рекомендуется к применению. 2. Выбор типа аппарата определяется максимальной суммой баллов «3 + 5» в строке.

Такая классификация недостаточна для выбора сушилки для конкретного высушивае­мого материала. При классификации, разрабо­танной АО НИИХИММаш, выбор типа сушил­ки связывают с характеристиками высушивае­мого материала (табл. 5.2.2).

Технологические и технико-экономи - ческие аспекты выбора способа сушки. Многообразие способов сушки и типов сушиль­ных аппаратов позволяет выбрать для любого высушиваемого материала наиболее рациональ­ную технологию сушки, под которой подразу­мевается выполнение двух главных условий: соответствия кинетики сушки балансовым ус­ловиям; соответствия гидродинамических и термодинамических условий процесса сушки изменяющимся свойствам высушиваемого ма­териала.

При выборе способа сушки и аппаратур­ного оформлении процесса необходимо руко­водствоваться следующими принципами: ми­нимизацией стоимости сушки; полной безопас­ности процесса, включая защиту окружающей среды от загрязнения вредными выбросами; обеспечением технологичности процесса; про­стотой обслуживания и ремонта; получением продукта с требуемой дисперсностью и т. д.