Розрахунок барабанної сушарки для сушіння сульфату амонію топочними газами (стр. 2 из 5)

Завдяки розвиненій поверхні зіткнення матеріалу з газом, сушка протікає дуже швидко - на льоту, і на дно сушарки падає вже повністю висушений матеріал. Звідси він шкрябаннями 5 подається в розвантажувальний шнек або інший розвантажувальний пристрій, що герметизується. Повітря, насичене парою, відсисається вентилятором 4 з нижньої частини сушарки через рукавні фільтри 2, як на малюнку 15, або інший пиловловлюючий апарат. Паралельний струм створює можливість застосовувати для сушки високу температуру газу, збільшуючи швидкість сушки, без перегріву висушуваного матеріалу.

Незважаючи, проте, на велику швидкість процесу (кількість води, що випарувалася, в одиницю часу з одиниці поверхні матеріалу), інтенсивність роботи распилітельних сушарок (кількість води, що випарувалася, в одиницю часу в одиниці об'єму апарату) невелика, оскільки на одиницю об'єму апарату одночасно доводиться порівняно невелика маса матеріалу.

При роботі распилітельних сушарок спостерігається велике віднесення висушеного матеріалу газами, оскільки матеріал в процесі сушки знаходиться в дрібно розпиляному стані. Тому значна частина продукту уловлюється з газу в циклонах, рукавних фільтрах, електрофільтрах.

1 - сушильна камера; 2 - механічна форсунка; 3 - введення повітря; 4 - фільтр; 5,10 - вентилятори; 6 - підігрівач; 7 - циклон; 8 - топка; 9 - скребок; 11 - скрубер; 12,13 - насос.

Рисунок 2.2 – Розпилювальна сушарка (распил механічною форсункою)

Рисунок 2.3 - Розпилювальна сушарка

Розпилювальні сушарки переважне застосування мають в наступних випадках:

1. Матеріал не переносить тривалого нагріву. Процес сушки протікає дуже швидко (від десятих часток до декількох секунд) і тому навіть чутливі до нагріву матеріали, наприклад, харчові продукти: молоко, яєчний порошок і ін., не встигають розкладеться при висушуванні.

2. Неприпустимо окислення матеріалу, наприклад при сушці металевих порошків. Через короткочасний нагрів матеріал в процесі сушки не встигає окислюватися.

3. Сушиться пастоподібний, налипаючий матеріал. Сушка його на льоту запобігає заліпанню стінок. Розпилювання рідких матеріалів відцентровим диском зумовлює розкид крапель на стінки камери. Проте, після деякої межі підвищення швидкості обертання диска (4000-20000 об/мин) таке налипання припиняється. Це відбувається, мабуть, через дуже дрібне розпилювання рідини, при якому краплі або не долітають до стінок, або висихають настільки швидко, що частинки, що навіть долетіли, не налипають.

2.2 Стрічкові сушарки

Основною частиною стрічкової сушарки (рисунок 2.4) є горизонтальна нескінченна стрічка 1, яка рухається в камері 2. Матеріал поступає з одного кінця стрічки і скидається у висушеному вигляді з іншого її кінця. Стрічка натягнута між провідною зірочкою 4 і відомою зірочкою 5, служащей для натягнення стрічки. Стрічки виготовляють суцільними (з тканини) або сітчастими (з металевої сітки).

Сушарка звичайно розділяється на декілька зон (у даній сушарці їх три), в кожній з яких встановлений вентилятор для створення циркуляції повітря. У сушарках з суцільною стрічкою нагріте повітря рухається над шаром матеріалу, протитечією його руху. У сушарках з сітчастою стрічкою повітря проходить перпендикулярно площини стрічки - вгору або вниз. При такому поперечному продуванні шар матеріалу краще розпушується, що прискорює його сушку.

У однострічкових сушарках шар матеріалу на стрічці висихає нерівномірно: частина матеріалу, звернена до стрічки (при русі сушильного агента уздовж шару матеріалу), залишається вологішою. Тому часто застосовують багатострічкові сушарки, в яких матеріал пересипається з однієї стрічки на іншу.

1 - конвейєрна стрічка; 2 - камера; 3-циркуляційний вентилятор; 4, 5 - зірочки; 6, 7 - вентилятори

Рисунок 2.4 - Стрічкова сушарка

2.3 Петльові сушарки

У петльових сушарках (рисунок 2.5) виробляється сушка пастоподібних матеріалів в рухомому тонкому шарі. Матеріал за допомогою живильника 1 подається на нескінченну сітчасту стрічку 2, вдавлюється в її осередки, проходячи через валяння, що обігріваються парою, 3, після чого поступає на сушку в камеру сушарки, де рухома сітка утворює ряд петель. Висушений матеріал скидається за допомогою молотків 4, вдаряючих по сітці, і падає в розвантажувальний шнек 5. Циркуляція повітря виробляється вентиляторами 6, розташованими по обох сторонах камери. У сушарці є декілька зон. Вона працює з проміжним підігрівом повітря у воздухоподогревателях, розташованих в камері, і частковим поверненням повітря в зони.

1 - живильник; 2 - нескінченна сітчаста стрічка; 3 - валок; 4 - молоток; 5 - розвантажувальний шнек; 6 - вентилятори

Рисунок 2.5 - Петльова сушарка

У петлевих сушарках досягається інтенсивна сушка з наступних причин: 1) поверхня випаровування вологи значна, оскільки сітка з висушуваним матеріалом рівномірно омивається повітрям з двох сторін; 2) сушка відбувається в порівняно тонкому шарі; 3) матеріал додатково підігрівається стінками металевої сітки; 4) у міру усадки і розтріскування матеріалу в осередках сітки створюються додаткові поверхні випаровування.

2.4 Сушарка з киплячим шаром

У сушарках з киплячим шаром звичайно сушать продукти з розмірами зерен від 0,1 до 5,0 мм. Ці апарати відрізняються високою надійністю, скороченням часу сушки за рахунок посиленого перемішування матеріалу в сушильній камері.

Такі сушарки використовують для сушки сульфату амонія, хлористого калія, вініфлекса і цілого ряду сипких і навіть пастоподібних матеріалів. Сушарки прості по конструкції (рисунок 2.6). Матеріал через бункер 4 подається на похилі грати 1, яка може одержувати коливання від вібратора 5. На сітці відбувається псевдозрідження матеріалу повітрям, що поступає знизу. Відпрацьоване повітря проходить дві паралельні щілини у верхній частині камери і відводиться через патрубок 3, а матеріал вивантажується через патрубок 2 і частково через патрубок 6. У промисловості використовують сушарки з декількома камерами [2].

Рисунок 2.6 – Сушарка киплячого шару

2.5 Барабанна сушарка та опис технологічної схеми

Вона є зварним циліндром – барабаном, на зовнішній поверхні якого укріплені бандажні опори, кільцями жорсткості і приводним зубчатим вінцем; Вісь барабана може бути нахилена до горизонту на 4° - 6°

Барабанні атмосферні сушарки безперервної дії призначені для сушки сипких матеріалів топочнимі газами або нагрітим повітрям.

Усередині барабана встановлюють насадки, конструкція яких залежить від властивостей висушуваного матеріалу. З боку завантажувальної камери багатозамочна гвинтова насадка, з числом спіральних лопатей від шести до шістнадцяти залежно від діаметру барабана. При сушці матеріалу з великою адгезією до поверхні на початковій ділянці останнього закріплюють ланцюги, за допомогою яких руйнують камки і очищають стінки барабана. Для цієї ж мети можуть застосовувати ударні пристосування, розташовані із зовнішньої сторони барабана.

У сушарках діаметром 1000 – 1600 мм для матеріалу з хорошою сипучістю і середнім розміром частинок до 8 мм встановлюють секторну насадку. У тих же сушарках, для матеріалів, що володіють підвищеною адгезією або сипких матеріалів з середнім розміром частинок більше 8 мм встановлюють підйомний – лопатеві пристрої. У сушарках діаметром 1000 – 3500 мм для матеріалів схильних до налипання, але поновлюючих сипкі властивості в процесі сушки спочатку встановлюють підйомний – лопатеві перевалочні пристрої, а потім секторні насадки.

Основний матеріал для виготовлення барабанів сушарок, завантажувальних і розвантажувальних камер – вуглецеві стали. У технічно обгрунтованих випадках додаткове виготовлення барабанів, розвантажувальних і розвантажувальних камер частково або повністю з жаростійких сталей спеціальних марок.

Барабанні вакуумні сушарки працюють, як правило, періодично і їх застосовують для сушки теплочутливих матеріалів від води і органічних розчинників, а також для сушки токсичних матеріалів. Залежно від властивостей матеріалу і вимог до готової продукції застосовують сушарки середнього або глибокого вакууму. Вакуумні барабанні сушарки застосовують в основному у виробництві полімерних матеріалів.

Принципова схема барабанної сушарки представлена на схемі

Вологий матеріал з бункера 1 за допомогою живильника 2 потрапляє в сушильний барабан 3, що обертається. Паралельно матеріалу в сушарку подається сушильний агент, що утворюється при згоранні палива в топці 4 і змішення газів в камері змішувача 5. Повітря в топку і камеру змішувача подається вентиляторами 6,7. Висушений матеріал з протилежного кінця сушильного барабана 8, а з нього на транспортуючий пристрій 9.

Відпрацьований сушильний агент перед викидом в атмосферу очищається від пилу в циклоні 10. При необхідності виробляється додаткове, мокре пиловловлювання у скрубері 11.

Транспортування сушильного агента через сушильну камеру здійснюється за допомогою вентилятора 12. При цьому установка знаходиться під розрідженням 50 – 250 Па, що виключає витік сушильного агента через нещільність установки.

Барабан приводиться в обертання електродвигуном через зубчату передачу 13.