Расчет распылительной сушильной установки прямоточного действия с дисковым распылением для получ (стр. 3 из 5)

Вальцовые сушилки. В этих сушилках осуществляется непрерывная сушка жидкостей и текучих пастообразных материалов при атмосферном давлении или при разряжении.

2. Вспомогательное оборудование

2.1. Центробежные пылеотделители - циклоны

Более интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц, взвешенных в газе, реализуется в центробежных аппаратах-циклонах. Действие центробежной силы, развиваемой газовыми потоком, позволяет удалить из потока частицы диаметром до 5 мкм.

Сущность метода центробежного отделения частиц заключается в создании потока, двигающегося со значительными скоростями, изменяющегося со значительными скоростями, изменяющего направление движения. Обладая значительной инерцией, частицы не успевают за изменениями направления движения потока. Они продолжают движение в первоначальном направлении и оседают на стенках циклона. Поток газа, содержащего частицы, вводятся по касательной в цилиндрическую часть аппарата. Газ проходит вдоль стенок аппарата по спиралям, а затем, описывая малые спирали, выходит вверх по центральной трубе. Частицы оседают на внутренней стенке циклона и падают в суженную конусообразную часть, откуда могут быть удалены.

Для улавливания уноса в сушильных установках наибольшее распространении ввиду простоты и дешевизны получили центробежные циклоны. Степень очистки газов в циклонах составляет 70-90%. Обычно циклон представляет собой цилиндр, к нижней части которого пристраивается конус с углом наклона не менее 60°.

Очищенные газы выводятся по центральной выкидной трубе.

Скорость газов во входном патрубке циклона составляет обычно 10-20 м/сек. Скорость движения в выходной трубе - от 3-8 м/сек.

Степень очистки газа от пыли в циклонах зависит от свойств пыли и газа, от скорости движения запыленного газового потока, а также от абсолютных размеров и конструктивных особенностей циклонных аппаратов. Дисперсный состав пыли и его плотность в значительной степени определяет эффект работы циклонов. Чем крупнее частицы пыли, тем полнее они улавливаются циклоном.

На графике приводится зависимость коэффициента очистки газов от диаметра частиц для циклона системы НИИОГАЗ ЦН -15.

В настоящее время в промышленности распространены различные конструкции центробежных пылеотделителей.

2.2. Вентилятор

Центробежные вентиляторы условно делятся на вентиляторы низкого давления (р<10³ н/м²), среднего давления (р=10³-3*10³ н/м²) и высокого давления (р=3*10³- 10⁴ н/м²).

В спиралеобразном корпусе вентилятора вращается рабочее колесо (барабан) с большим количеством лопаток. Отношение ширины лопатки к ее длине зависит от развиваемого давления и является наименьшим для вентиляторов высокого давления. Газ поступает по оси вентилятора через патрубок и удаляется из корпуса через нагнетательный патрубок. Форму и размеры корпуса вентилятора, рабочего колеса, лопаток и патрубков выбирают такими, чтобы гидравлические потери были наименьшими. Рабочие колеса вентиляторов низкого давления имеют лопатки, загнутые назад. У некоторых типов вентиляторов высокого давления лопатки загнуты вперед для создания большого напора.

Характеристики центробежных вентиляторов, как и других центробежных машин для размещения и сжатие газов, подобны характеристикам центробежных насосов, а изменение производительности, напора и мощности от числа оборотов выражается зависимостями. Рабочий режим устанавливается по точке пересечения характеристики центробежной машины с характеристикой сети.

2.3.Теплообменный аппарат типа ТП.

Кожухотрубчатые теплообменники относятся к числу наиболее часто применяемых поверхностных теплообменников. Кожухотрубчатый теплообменник состоит из корпуса, и приваренных к нему решеток. В трубных решетках закреплен пучок труб. К трубным решеткам крепятся к крышки при помощи сварки.

В кожухотрубчатом теплообменнике одна из обменивающихся теплом сред движется внутри труб (трубном пространстве), а другая в межтрубном пространстве.

Среды обычно направляют противотоком друг к другу. При этом нагреваемую среду направляют снизу вверх, а среду, отдающую тепло - в противоположном направлении. Такое направление движение каждой среды совпадает с направлением, котором стремится двигаться данная среда под влиянием изменения ее плотности при нагревании или охлаждении.

Трубы в решетках обычно равномерно размещают по периметрам правильных шестиугольников, т.е по вершинам равносторонних треугольников. В отдельных случаях, когда необходимо обеспечить удобную очистку наружной поверхности труб преследуют одну цель — обеспечить, возможно, более компактное размещение необходимой поверхности теплообмена внутри аппарата. В большинстве случаев наибольшая компактность достигается при размещении трубок по периметрам правильных шестиугольников.

Рассматриваемый теплообменник является одноходовым. При сравнительно небольших расходах жидкости скорость ее движения в трубах таких теплообменников низка и, следовательно, коэффициенты теплоотдачи не велики. Для увеличения последних при данной поверхности теплообмена можно уменьшить диаметр труб, соответственно увеличив их высоту (длину).

Однако теплообменники небольшого диаметра и значительной высоты неудобны для монтажа, требуют высоких помещений и повышенного расхода металла на изготовление деталей, не участвующих непосредственно в теплообменнике (кожух аппарата). Поэтому более рационально увеличивать скорость теплообмена путем применения многоходовых теплообменников.

Вертикальные теплообменники более просты в эксплуатации и занимают меньшую производительную площадь. Горизонтальные изготавливаются обычно многоходовыми и работают при больших скоростях участвующих в теплообмене сред для того, чтобы свести к минимуму расслоение жидкостей вследствие разности их температур и плотностей, а также устранить образование застойных зон.

Для уменьшения температурных деформаций, обусловленных большой разностью температур труб кожуха, значительной длиной труб, а также различием материала труб и кожуха, используют кожухотрубчатые теплообменники с линзовым компенсатором, у которых на корпусе имеется линзовый компенсатор, подвергающийся упругой деформации. Такая конструкция отличается простотой, но применима при небольших избыточных давлениях в межтрубном пространстве, обычно не превышающих 6 аm.

К числу компактных и эффективных теплообменников, созданных за последнее время, относятся различные конструкции теплообменных аппаратов с оребренными поверхностями. Применение оребрения со стороны теплоносителя, отличающегося низкими значениями коэффициентов теплоотдачи (газы, сильновязкие жидкости), позволяет значительно повысить тепловые нагрузки аппаратов.

Помимо трубчатых теплообменников с трубами, имеющими поперечные ребра прямоугольного или трапециевидного сечения, разработаны конструкции с продольными, плавниковыми, проволочными, игольчатыми непрерывными спиральными ребрами и др.

Трубы с поперечными ребрами различной формы широко используются, в частности, в аппаратах для нагрева воздуха – калориферах, а также в аппаратах воздушного охлаждения. При нагреве воздуха обычно применяют насыщены водяной пар, поступающий в коллектор и далее в пучок оребренных труб. Конденсат отводится из коллектора.

Конструкция оребренных теплообменников разнообразны. схема устройства современного пластинчато – ребристого теплообменника, работающего по принципу противотока.

2.4. Центробежные дисковые распылители

В сушильной технике получило широкое распространение распыление с помощью центробежных дисков. Этот метод отличается от метода распыления растворов механическими форсунками тем, что раствор принимает большие скорости без давления на него.

Раствор через специальную распределительную коробку или трубу с отверстиями под небольшим избыточным давлением подается на диск и получается вращательное движение. Благодаря действию центробежной силы раствор в виде пленки перемещается с непрерывно возрастающей скоростью к лопаткам или соплам, далее по ним к периферии диска и сбрасывается. При этом происходит распыление раствора.

Механизм распыления раствора зависит от условий работы центробежного диска. При небольших скоростях потока и производительности диска распыление происходит с непосредственным образованием капель. Пленка жидкости стекает к краям диска и собирается в виде висящего цилиндра. Этот цилиндр увеличивается до тех пор, пока не достигнет критической величины. При этом жидкостная пленка принимает выпуклую форму по периферии диска и под действием центробежной силы, преодолевая поверхностные силы, удерживающие раствор на твердой поверхности силы, разрывается. С увеличением производительности образуются отдельные тонкие струйки, которые, как статистически неустойчивые, распадаются на капли. При дальнейшем увеличении производительности из струй образуется сплошная пленка, которая также распадается с образованием отдельных капель.