Конвективная сушилка

Опубликовано: 21.07.2017

Конвективные сушилки широко применяются в пром-сти и осуществляются в след, наиболее типичных конструкциях.

Конвективные сушилки, предназначенные для высушивания материала в слое, объединены общим признаком: при нормальном протекании технологического процесса в воздушном пространстве сушилки взрывоопасная газовзвесь не образуется. Высушиваемый материал ( порошки, пленки, листы, бруски) обдувается газообразным теплоносителем ( нагретый воздух, топочные газы, инертные газы, перегретый водяной пар), нагревается и выделяет содержащуюся в нем влагу.

Гребковая сушилка. Конвективные сушилки - аппараты, в которых испарение влаги из высушиваемого материала происходит за счет теплоты газообразного сушильного агента при контакте материала и теплоносителя. К этой группе сушилок относятся: камерные, туннельные, ленточные, петлевые, барабанные, распылительные, сушилки со взвешенным слоем, пневматические.

Рассмотрим конвективную сушилку с поперечной ( относительно движения материала) подачей сушильного агента, примером которой может служить описанная ранее барабанная сушилка ( см. стр.

В конвективных сушилках тепло для процесса несет газообразный сушильный агент ( нагретый воздух, топочные газы или смесь их с воздухом), непосредственно соприкасающийся с поверхностью материала. Пары влаги уносятся тем же сушильным агентом. Если соприкосновение высушиваемого материала с кислородом воздуха недопустимо или если пары удаляемой влаги взрыво - или огнеопасны, сушильным агентом служат инертные к высушиваемому материалу газы ( азот, двуокись углерода, гелий и др.) или перегретый пар.

В конвективных сушилках теплота передается шпону только конвекцией. Сушилки этой группы для сушки сырого лущеного и строганого шпона в нашей, стране практически не применяются.

В конвективных сушилках, имеющих наибольшее распространение в промышленности, сушильным агентом является нагретый воздух или смесь его с дымовыми или топочными газами.

В конвективных сушилках тепло передается непосредственно от теплоносителя ( воздуха, дымовых газов, перегретого пара) высушиваемому веществу. При этом удаляется влага, связанная с материалом за счет механических и физико-химических сил. Химически - связанная влага не удаляется во избежание разрушения материала.

Барабанная сушилка прямого действия. 1 - циклон. 2 - вентилятор. a - разгрузочная камера. 4 - шнек. 5 - бандажи. 6 - опорные ролики. 7 - привод. - зубчатый венец. 9 - винтовые лопасти. ю - внутренняя насадка. Л - барабан. 12 - питатель. В конвективных сушилках тепло, необходимое для процесса, доставляется газообразным сушильным агентом ( нагретым воздухом, топочными газами или их смесью с воздухом) при непосредственном его соприкосновении с поверхностью материала. В случаях, когда не допускается соприкосновение высушиваемого материала с кислородом воздуха, или, если пары удаляемой влаги огнеопасны, сушильным агентом служат инертные газы ( азот, С02 и др.) или перегретый водяной пар. Для термолабильных материалов снижение темп-ры достигается устройством внутри сушильной камеры дополнительной поверхности нагрева или нагреванием воздуха по ходу процесса за счет тепла, полностью вносимого в сушильную камеру.

В непрерывнодействующих конвективных сушилках сушка возможна при прямотоке, противотоке и перекрестном токе горячего воздуха ( газа) по отношению к движению высушиваемого материала.

В непрерывно-действующих конвективных сушилках сушка возможна при прямотоке, противотоке и перекрестном токе горячего воздуха ( газа) по отношению к движению высушиваемого материала.

При расчете конвективных сушилок для материалов с малым внутренним сопротивлением диффузии тепла и влаги действительную движущую силу и коэффициенты тепло - и массообмена аир можно рассчитать пошаговым методом, приняв их затем равными среднеинтегральным значениям. Для точного расчета сушильного аппарата пошаговым методом необходимо знать действительную движущую силу и истинные коэффициенты скорости обмена за небольшие промежутки времени в течение всего процесса сушки от его начала до конца.

Основными элементами конвективной сушилки ( рис. - 4.4, а) являются вентилятор 1 для подачи воздуха, калорифер 2 - устройство для нагрева воздуха и сушильная камера 3, в которой происходит процесс испарения влаги из высушиваемого материала или изделия.

При расчете конвективных сушилок помимо баланса по высушиваемому материалу составляется материальный баланс по влаге, из которого находят расход сухого воздуха на сушку.

Тепловой расчет конвективных сушилок в большинстве случаев производится с помощью / - d - диаграммы и выполняется совместно с конструктивным расчетом.

Простейшим типом конвективных сушилок являются пневматические трубы-сушилки, в которых газ-теплоноситель и материал движутся в вдртикальной трубе прямотоком в режиме пневмотранспорта, близком к режиму идеального вытеснения. В промышленности часто сочетают транспортирование материала с его подсушкой транспортирующим агентом.

Основным элементом камерной конвективной сушилки ( рис. 6 - 15) является прямоугольная камера, внутри которой помещается сушимый материал, остающийся неподвижным в течение всего процесса сушки. Загрузка и выгрузка материала производятся с одной стороны сушилки. Камерные сушилки являются сушилками периодического действия и применяются при малых количествах сушимого материала.

Технико-экономические сравнения радиационных и конвективных сушилок были сделаны В. Ф. Щегловым ( сушильная лаборатория ВТИ) и сушильной лабораторией МЭИ и доказано, что при сушке многих тонких или сыпучих материалов и лакокрасочных покрытий радиационным способом вместо конвективного можно обеспечить интенсивную высококачественную сушку материалов и получить значительную экономию средств, энергии и времени, а следовательно, получить и наименьшую себестоимость сушки.

Большое распространение получили конвективные сушилки, в которых в качестве сушильного агента используют топочные газы, воздух или смеси воздуха и топочных газов. Основным способом передачи тепла в этом случае является конвекция.

Наиб, распространены конвективные сушилки: камерные, туннельные, барабанные, ленточные, с псевдоожиж.

Наиб, распространены конвективные сушилки: камер иые, туннельные, барабанные, ленточные, с псевдоожиж.

Мерная калориметрическая емкость. Обработка результатов испытаний конвективной сушилки с однократным использованием сушильного агента производится в следующей последовательности.

Общая схема работы конвективных сушилок материалов во взвешенном состоянии выглядит следующим образом. Сушильный агент ( воздух или инертные газы) предварительно нагревается в калорифере до максимально допустимой температуры. После этого он направляется в сушильную камеру, где при контакте с частицами высушиваемого материала отбирает у него влагу. После выхода из сушильной камеры газообразный теплоноситель очищают от мелких частиц, а также от паров растворителей и сбрасывают в атмосферу либо вновь используют в процессе.

Для сушки пиломатериалов применяются только конвективные сушилки, называемые сушильными камерами. Камеры представляют собой постройки различных размеров, в помещении которых находятся высушиваемые штабеля пиломатериалов или заготовок, загружаемые через специальные двери. В помещении камеры, а иногда частично снаружи, располагают узлы теплового и циркуляционного оборудования.

На рис. 13.30 представлена шкафная конвективная сушилка для стержней. Газ сжигается горелками с принудительной подачей воздуха в выносной топочной камере, где обеспечиваются условия для его полного и безопасного сжигания. Продукты полного сгорания газа за топкой разбавляются холодным воздухом, и температура их снижается. Далее, благодаря наличию циркуляционного осевого вентилятора, эти же продукты сгорания разбавляются отработанными газами и подаются в сушилку, где организуется их интенсивная циркуляция. Часть отработанных продуктов сгорания выбрасывается в атмосферу через вытяжную трубу, установленную вверху.

Конструкции атмосферных сублиматоров и конвективных сушилок одинаковые, поэтому здесь они не рассматриваются.

Чаще всего при расчете конвективных сушилок движущую силу процесса выражают как разность температур воздуха и поверхности материала, используя значение эффективного коэффициента теплоотдачи от воздуха к материалу, определенное по опытным данным.

Сублимационная установка непрерывного действия. Конструкции атмосферных сублиматоров и конвективных сушилок одинаковые, поэтому здесь они не рассматриваются.

Сушка влажных материалов в конвективных сушилках происходит примерно при адиабатических условиях. Температурные напоры при сушке нагретым воздухом в подавляющем большинстве случаев значительно меньше 250 С. Поэтому поперечный поток вещества через пограничный слой, создаваемый испарением влаги, практически не влияет на величину коэффициента теплообмена.

Из каких основных элементов состоит конвективная сушилка.

Схема простой циклонной сушилки.| Вихревая сушилка. Сушильные циклонные аппараты представляют разновидность конвективных сушилок с пневмотранспортом высушиваемого материала с вращательным движением газовзвеси подобно потоку запыленного газа в циклоне. Их отличают компактность, низкая металлоемкость, простота конструкции и надежность в эксплуатации.

Схема валковой сушилки. Как и у других типов конвективных сушилок в слое, в валковых сушилках могут появляться очаги самовозгорания.

Составляют уравнение теплового баланса для конвективной сушилки ( см. рис. 101), из которого определяют расход тепла в калорифере и другие величины.

Наиболее распространены работающие при атмосферном давлении конвективные сушилки, в которых в качестве сушильного агента используют топочные газы, подогретый воздух или их смесь. Процесс сушки в таких аппаратах происходит при прямоточном или противоточном движении теплоносителя и материала, а также при перекрестном их движении. По теплозатратам наиболее экономичны противоточные сушилки; прямоток используют лишь в тех случаях, когда высушиваемый материал нельзя подвергать воздействию высокой температуры в конце процесса сушки.

В химической промышленности наибольшее распространение получили следующие конвективные сушилки: из периодически действующих - камерные циркуляционные, а также сушилки с кипящим ( взвешенным, псевдоожиженным) слоем; из непрерывнодействующих - барабанные, гребковые, турбинные, ленточные, петлевые, пневматические, с кипящим слоем и распылительные.

К сушильным аппаратам взвешенного слоя относятся конвективные сушилки кипящего слоя, аэрофонтанные и пневматические трубные сушилки, характеризующиеся наличием восходящего потока сушильного газа и взвешенных в нем частиц высушиваемого материала.

К числу основных задач технологического расчета конвективных сушилок относится определение расходов воздуха ( газа) и тепла на сушку. Расчет сушилок с использованием / - лг-диаграммы нагляден и дает достаточно точные для практических целей результаты. Кроме того, он значительно менее трудоемок, чем аналитический, и поэтому широко используется в инженерной практике. Аналитический расчет применяется лишь в отдельных случаях, например при необходимости уточнить результаты расчета в случае малых перепадов температур и влагосодержаний сушильного агента.

К числу основных задач технологического расчета конвективных сушилок относится определение расходов воздуха ( газа) и тепла на сушку. Расчет сушилок с использованием / - - диаграммы нагляден и дает достаточно точные для практических целей результаты. Кроме того, он значительно менее трудоемок, чем аналитический, и поэтому широко используется в инженерной практике. Аналитический расчет применяется лишь в отдельных случаях, например при необходимости уточнить результаты расчета в случае малых перепадов температур и влагосодержаний сушильного агента.

К числу основных задач технологического расчета конвективных сушилок относится определение расходов воздуха ( газа) и тепла на сушку. Расчет сушилок с использованием / - - диаграммы нагляден и дает достаточно точные для практических целей результаты. Кроме того, он значительно менее трудоемок, чем аналитический, и поэтому широко используется в инженерной практике. Аналитический расчет применяется лишь в отдельных случаях, например при необходимости уточнить результаты расчета в случае малых перепадов температур и вл а го-содержаний сушильного агента.

Ниже дано описание и приведен расчет конвективных сушилок, классифицируемых по способу подвода тепла к материалу.

Рассмотрим основные схемы процессов сушки в конвективных сушилках и соответствующие им графики изменения состояния сушильного агента на Id -, Ida - и - диаграммах.

Применение электроэнергии для нагрева воздуха в конвективных сушилках в ближайшие годы следует считать мало перспективным.

Центрифуга типа ОГШ.| Основные параметры центрифуг типа ОГШ. Сушка продуктов калийных производств осуществляется в конвективных сушилках различных типов.

Сушка тонкокерамических изделий осуществляется преимущественно в конвективных сушилках периодического и непрерывного действия воздушным ( газовым) или паровоздушным теплоносителем. Это вызывает неравномерность усадки, приводящую к деформации и трещинам.

Это выражение является основной формой теплового баланса конвективных сушилок.