Проект сушилки с псевдоожиженным слоем для сушки сульфата аммония (стр. 1 из 5)

Федеральное агентство по образованию

ГОУ СПО «Череповецкий металлургический колледж»

Специальность 240405

«Коксохимическое производство»

Проект сушилки с псевдоожиженным слоем для сушки сульфата аммония.

КП.240405.00.14 ПЗ

Выполнил

студентка группы 3 КХП

Смирнова Мария

Принял

преподаватель колледжа

Митюкова И.Н.

г. Череповец

2010г.

Содержание

Введение 3 стр.

1 Общая часть

1.1. Сущность процесса 5 стр.

1.2. Сравнительная характеристика и выбор оборудования 7 стр.

1.3. Выбор конструкции аппарата 9 стр.

1.4 Физико-химическая характеристика продукта процесса 11 стр.

1.5 Выбор конструкционного материала аппарата 13 стр.

1.6 Технологическая схема процесса 15 стр.

2 Специальная часть

2.1 Технологический расчет 17 стр.

2.1.1 Материальный баланс 24 стр.

2.1.2 Построение диаграммы влажного воздуха 19 стр.

2.2 Тепловой баланс процесса 23 стр.

2.3 Определение основных размеров сушилки 25 стр.

2.3.1 Скорость газа и диаметр аппарата 25 стр.

2.3.2 Высота псевдоожиженного слоя 27 стр.

Заключение 32 стр

Литература 33 стр.

Сушка – это процесс удаления влаги из материала путем испарения ее и отвода образующихся паров.

Сушка (высушивание) твердых материалов состоит в удалении влаги (более или менее полном) из влажных материалов путем ее диффузии из твердого материала и испарения. Необходимость удаления влаги из материала может быть обусловлена разными причинами, например:

— влажный продукт может портиться при хранении, так как влага вредно воздействует на товарные свойства некоторых материалов: слеживание; смерзание в зимнее время; образование плесени (на поверхности пищевых и других продуктов);

— влажность полупродуктов может быть вредна на последующих стадиях их переработки: действовать как каталитический яд; ухудшать качество конечных продуктов (например, влага в волокнообразующих полимерах существенно снижает качество нити при продавливании расплавов полимеров через отверстия фильеры);

— перевозки высушенного материала потребителю, особенно на дальние расстояния, обходятся дешевле, нежели влажного — более тяжелого.

Для сушки необходимо к высушиваемому материалу подводить теплоту, за счет которой происходит испарение влаги. Этот процесс широко используется в химической промышленности и во многих других отраслях народного хозяйства. Его назначение - улучшение качества продукта, его сохраняемости, удешевление транспортировки и т.д.

Высушиваемые материалы могут быть: твердые, пастообразные, жидкие.

Существуют различные виды сушки:

1) Контактная – теплота передаётся через стенку.

2) Конвективная – теплота передаётся при соприкосновении высушиваемого материала с сушильным агентом.

3) Радиационная – теплота передаётся инфракрасными лучами.

4) Диэлектрическая - теплота передаётся под воздействием высокой частоты.

5) Сублимационная – высушивание в замороженном состоянии в глубоком вакууме.

Последние три вида сушки применяются очень редко и их обычно называют специальными видами сушки.

Сушилки с псевдоожиженным слоем получили широкое применение с 1970 года для сушки многих сыпучих материалов (зерна, минеральные соли, уголь и т.д.), а также паст и растворов.

Целью данной работы является проектирование сушилки с псевдоожиженным (взвешенном) слоем для сушки сульфата аммония с выходом 90%. Необходимо произвести расчеты материального и теплового балансов, изучить конструкцию описание и характеристику. Сушилки с псевдоожиженным слоем получили широкое применение с 1970 года для сушки многих сыпучих материалов (зерна, минеральные соли, уголь и т.д.), а также паст и растворов.

1. Общая часть

1.1. Сущность процесса

Сушка – это процесс удаления влаги из материалов путем испарения и отвода паровой фазы. В химической промышленности этот процесс применяется для улучшения качества продуктов, уменьшения массы, предохранения продуктов от слеживаемости, повышения транспортабельности и т.д.

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.

Сушка характеризуется статикой и кинетикой. Статика сушки устанавливает связь между начальными и конечными параметрами высушиваемого материала и сушильного агента на основе уравнений материального и теплового балансов. Из статики сушки определяют состав материала, и расход теплоты и сушильного агента.

Кинетика сушки устанавливает связь между изменением влажности материала во времени и параметрами процесса. Уравнения кинетики сушки характеризуют процесс удаления влаги из материала во времени и предназначены для определения продолжительности и режима сушки.

Различают два периода сушки: период постоянной скорости и период падающей скорости процесса.

В течение первого периода влага испаряется со всей поверхности влажного материала. В этом периоде скорость сушки постоянна и

определяется лишь скоростью внешней диффузии, т. е. диффузии паров влаги с поверхности материала в окружающую среду.

Во втором периоде скорость сушки определяется внутренней диффузией – перемещением влаги изнутри материала к его поверхности. С начала второго периода поверхность подсушенного материала начинает покрыватся коркой и

поверхность испарения влаги постепенно уменьшается, что приводит к увеличению сопротивления внутренней диффузии и к непрерывному уменьшению скорости сушки.

Двум основным периодам предшествует некоторый период прогрева материала до температуры сушки.

Период прогрева материала является, как правило, кратковременным и характеризуется неустановившимся состоянием процесса. За этот период температура материала повышается до температуры мокрого термометра, но его влажность w_нач снижается незначительно. Скорость сушки возрастает и к концу периода прогрева материала достигает максимума.

В период постоянной скорости скорость процесса является наибольшей, температура материала постоянна.

К концу второго периода температура материала повышается и достигает температуры воздуха или среды, окружающей материал. Одновременно влажность материала снижается до равновесной по всей его длине. С момента достижения равновесной влажности скорость сушки становится равной нулю.

При дальнейшем пребывании материала в сушилке его влажность остается постоянной.

1.2. Сравнительная характеристика и выбор основного оборудования

Общая классификация всех известных типов сушилок табл. 1.1 .

Таблица 1.1 Классификация сушилок

Признак классификации Типы сушилок

Давление в рабочем пространстве Атмосферные, вакуумные, под избыточ-

ным давлением

Режим работы Периодического или непрерывного дей-

ствия

Вид теплоносителя Воздушные, на дымовых или инертных

газах, на насыщенном или перегретом

паре, на жидких теплоносителях Направление движения теплоно- Прямоточные, противоточные, с перекре-

сителя сушильного агента относи- сным током, реверсивные

тельно материала

Характер циркуляции сушильно- С естественной и принудительной цирку-

го агента ляцией

Способ нагревания сушильного С паровыми воздухоподогревателями, то-

агента почными устройствами, электронагрева-

телями, комбинированные

Кратность использования суши- Прамоточные и с рециркуляцией

льного агента

Способ удаления влаги из суши- С отработанным сушильным агентом,

лки конденсационные и с химическим погло-

щением влаги

Способ подвода тепла к материа- Конвективные, контактные, с лучистым

лу нагревом (радиационные), с нагревом то-

ками высокой частоты, с акустическим и

или ультразвуковым нагреванием

Вид высушиваемого материала Для крупнодисперсных, тонкодисперс-

ных, пылевидных, ленточных, пастообра-

зных материалов, жидких растворов или

суспензий

Гидродинамический режим С плотным неподвижным слоем, переме-

шиваемым слоем, с распылением в потоке

сушильного агента

Конструктивный тип сушилки Камерные, шахтные, ленточные, барабан-

ные, трубчатые и т.д.

Конструкции сушильных аппаратов (сушилок) крайне разнообразны. Можно назвать две основные причины такого разнообразия: различие в свойствах высушиваемых материалов и в постановке технологической задачи; недостаточные успехи проектировщиков в разработке единой оптимальной конструкции. В случае сушильных аппаратов определенно преобладает первая причина. Это является следствием широкого разнообразия определяющих факторов: