Устройство, эксплуатация и обслуживание технологического оборудования

Сушилки с кипящим (псевдоожиженным) слоем

Являются одним из прогрессивных типов аппарата для сушки.

Процесс в кипящем слое позволяет значительно увеличить поверхность контакта между частицами материала и сушильным агентом, интенсифицировать испарение влаги из материала и сократить продолжительность сушки до нескольких минут.

Сушилки с кипящим слоем успешно применяются в химической технологии для сушки

• сильно сыпучих зернистых материалов

• минеральные и органические соли

• материалов, подверженных комкованию

• сульфат аммония

• полиэтилен

• пастообразных материалов

• анилиновые красители

• растворов

• расплавов

• суспензий

Наиболее распространены однокамерные сушилки непрерывного действия.

На рисунке 1 изображена однокамерная сушилки непрерывного действия

Рисунок 1 Однокамерная сушилки непрерывного действия

1 - бункер;

2 - питатель;

3 - газораспределительная решетка;

4 - камера;

5 - смесительная камера;

6 - вентилятор;

7 - штуцер для выгрузки материала;

8 - транспортер;

9 - циклон;

10 - батарейный пылеулавливатель.

Высушиваемый материал подается из бункера 1 питателем 2 в слой материала, «кипящего» на газораспределительной решетке 3 в камере 4 сушилки.

Сушильный агент - горячий воздух или топочные газы, разбавленные воздухом, который подается в смесительную камеру 5 вентилятором 6, проходит с заданной скоростью через отверстия решетки 3 и поддерживает на ней материал в «кипящем» (псевдоожиженном) состоянии.

Высушенный материал ссыпается через штуцер 7 несколько выше решетки 3 и удаляется транспортером 8.

Отработанные газы очищаются от унесенной пыли в циклоне 9 и батарейном пылеуловителе 10, после чего выбрасываются в атмосферу.

В сушилках такого типа с цилиндрическим корпусом наблюдается значительная неравномерность сушки, обусловленная тем, что при интенсивном перемешивании в слое время пребывания отдельных частиц существенно отличается от его средней величины.

Поэтому применяют сушилки с расширяющимся кверху сечением, например коническим.

Скорость газа внизу камеры должна превышать скорость осаждения самых крупных частиц, а вверху - быть меньше скорости осаждения самых мелких частиц.

При такой форме камеры достигается более организованная циркуляция твердых частиц, которые поднимаются в центре, и опускаются в виде менее разреженной фазы у периферии аппарата.

Благодаря снижению скорости газа по мере их подъема улучшается распределение частиц по крупности и уменьшается унос пыли.

Это

- повышает равномерность нагрева;

- снижает температуру нагрева частиц;

- позволяет уменьшить высоту камеры.

Многокамерные сушилки состоят из двух и более камер, через которые последовательно движется высушиваемый материал.

Камеры располагаются или рядом или одна над другой.

На рисунке 2 изображена двухкамерная сушилка

Рисунок 2 Двухкамерная сушилка непрерывного действия

1 - первая камера

2 - вторая камера

В двухкамерной сушилке, применяемой для высушивания полимерных материалов, горячий воздух с большой скоростью (60–70 м/с) подается через отверстия решетки, расположенной в нижней части каждой камеры.

Материал поступает в верхнюю камеру 1, подсушивается в ней и пересыпается в нижнюю камеру 2, из которой удаляется высушенный материал.

Воздух подается в каждую камеру отдельно и отводится из камер в общий коллектор для очистки от пыли, после чего выбрасывается в атмосферу.

Над решеткой верхней камеры установлен механический разрыхлитель 3 для кокающегося высушенного материала.

Многокамерные сушилки более сложны по конструкции и в обслуживании, чем однокамерные, требуют больших удельных расходов сушильного агента и электроэнергии.

Кроме того, процесс в них сложнее поддается автоматизации.

Применение многокамерных сушилок целесообразно лишь для материалов со значительным сопротивлением внутренней диффузии влаги, требующих длительной сушки, а также для материалов, нуждающихся в регулировании температурного режима сушки во избежание перегрева.

В них удобно совмещать процессы сушки и охлаждения материала.

Для материалов, мало чувствительных к нагреву, применяют двух и трехсекционные ступенчато - противоточные сушилки с кипящим слоем.

За счет противотока материала и сушильного агента достигается более высокая степень насыщения газа влагой, но высушенный материал соприкасается с наиболее горячим теплоносителем.

Для регулирования температуры нагрева в слой материала в секциях помещают змеевики.

В таких сушилках выгрузка высушенного материала производится над слоем через переточные патрубки.

Чтобы избежать чрезмерного увеличения гидравлического сопротивления, высоту кипящего слоя в сушилках непрерывного действия поддерживают в пределах 400–700 мм в зависимости от свойств высушиваемого материала.

На рисунке 3 представлена ступенчато - противоточная сушилка

Рисунок 3 Ступенчато - противоточная сушилка

В сушилках данного типа теплоноситель и влажный материал вводятся навстречу друг другу.

На рисунке 4 представлена аэрофонтанная сушилка

Рисунок 4 Аэрофонтанная сушилка

1 - бункер;

2 - камера (рюмка);

3 - циклон.

Для сушки небольших количеств различных продуктов применяют периодически действующие сушилки с «кипящим» слоем.

В этих аппаратах эффективно используют подачу сушильного агента импульсами, вызывающими кратковременное псевдоожижение материала.

Так равномерно сушат материалы, склонные к слипанию, кристаллические материалы без значительного истирания частиц.

При рациональном аппаратурном оформлении процесса достигается сушка с высоким влагосъемом с единицы объема сушильной камеры, поэтому сушилки с «кипящим» слоем вытесняют барабанные и другие менее эффективные.

4