Зміст

Зміст

Вступ. 2

Основний розділ. 4

Висновок. 10

Література. 11

Вступ

Сушіння - це процес видалення вологи із твердого або пастообразного матеріалу шляхом випару рідини, що втримується в ньому, за рахунок підведеного до матеріалу тепла. Метою сушіння є поліпшення якості матеріалу (зниження його об'ємної маси, підвищення міцності) і, у зв'язку із цим, збільшення можливостей його використання. У хімічній промисловості, де технологічні процеси протікають в основному в рідкій фазі, кінцеві продукти мають вигляд або пасти, або зерен, крихти, пилу. Це обумовлює вибір відповідних методів сушіння.

Найбільш широко поширені в хімічній технології конвективний і контактний методи сушіння. При конвективному сушінні тепло передається від теплоносія до поверхні матеріалу, що висушується. Як теплоносіїв використовують повітря, інертні й димові гази. При контактному сушінні тепло материалу передається через обігріваєму перегородку, що стикається з матеріалом. Трохи рідше застосовують радіаційне сушіння (інфрачервоними променями) і сушіння електричним струмом (високої або промислової частоти).

Методи сушіння сублімацією, у рідких середовищах, зі скиданням тиску знаходять застосування в інших галузях промисловості.

Застосовувані в хімічній промисловості види сушарок можна класифікувати по технологічних ознаках: тиску (атмосферної й вакуумні), періодичності процесу, способу підведення тепла (конвективні, контактні, радіаційні, з нагріванням струмами високої частоти), роду сушильного агента (повітряної, газові, сушарки на перегрітій парі), напрямкам руху матеріалу й сушильного агента (прямоточні й протиточні), способу обслуговування, схемі циркуляції сушильного агента, тепловій схемі й т. д.

Вибір типу сушарки залежить від хімічних властивостей матеріалу. Так, при сушінні матеріалів з органічними розчинниками використовують герметичні апарати й сушіння звичайно проводять під вакуумом; при сушінні матеріалів, що окисляються, застосовують продувку інертними газами; при сушінні рідких суспензій використовують розпилювання матеріалу. Конструкції сушарок досить різноманітний і вибір їх визначається технологічними особливостями виробництва.

Основний розділ

Найбільш широке поширення одержали барабанні сушарки. Ці сушарки відрізняються високою продуктивністю й ставляться до конвективних сушарок. Як сушильний агент у них використовують повітря й димові гази. У цих апаратах сушінню піддають солі, паливо, пасти; їх використовують у виробництвах соди, добрив, ядохімікатів. Сушарка являє собою циліндричний барабан 1, до якого кріпляться бандажі 9, що опираються на опорні 3 і опорно-завзяті 6 ролики. Обертання барабану передається від електродвигуна через редуктор 4 і зубчастий вінець 5, закритий кожухом 10. Потужність двигуна від 1 до 40 кВт. Частота обертання барабана 1-8 про/хв. Розміри корпусів сушарки нормалізовані. Так, по нормалі машинобудування МН 2106-61 установлені наступні діаметри барабанів: 1000, 1200, (1400), 1600, (1800), (2000), 2200, 2500, 2800 мм. Довжина барабана залежить від діаметра й становить 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 м. Звичайне відношення довжини L барабана до діаметра D повинне бути L/D = 3,5 - 7,0.

Матеріал, що висушується, подається в прийомну камеру 8 і надходить на приймально-гвинтову насадку, а з її - на основну насадку. Лопати насадки піднімають і скидають матеріал при обертанні барабана. Барабан установлений під кутом а до горизонталі до 6°; продукт, що, пересувається до вигрузочної камери 2 і при цьому продувається сушильним агентом. Між обертовим барабаном і нерухливою камерою встановлений ущільнювальний пристрій 7. Вибір типу насадки залежить від матеріалу. Для великих шматків і матеріалів, що налипають, застосовують лопатеву систему насадки, для сипучих матеріалів - розподільну, для пилоутворюючих матеріалів - перевалочну із закритими осередками. Барабан заповнюють матеріалом звичайно до 20%.

   

Барабанна сушарка 

Тунельні сушарки застосовують для сушіння довго, що сохнуть матеріалів.  Матеріал, що висушується, поміщають на вагонетки (візка), які проштовхуються спеціальним штовхальником через тунель. Довжина тунелю становить 25-60 м. Повітря проходить через весь тунель; щоб уникнути розшаровування потоку повітря по висоті й нерівномірності сушіння апарат розбивають на ряд зон, на перекриттях яких установлюють опалювально-вентиляційні агрегати, що створюють вертикальну циркуляцію повітря. Швидкість теплоносія 2-3 м/с.

Час сушіння у звичайних сушарках може досягати 200 ч. У сушарці, показаної на малюнку, час сушіння скорочений до 20 год за рахунок інтенсифікації процесу й зміни режиму (використання повітря з підвищеними вологістю й температурою). Основні розміри таких сушарок визначаються тривалістю сушіння. Довжина сушарки залежить від розмірів візків, ємності тунелю й визначається продуктивністю й часом сушіння.

 

 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 сушіння за рахунок посиленого перемішування матеріалу в сушильній камері. Такі сушарки використовують для сушіння сульфату амонію, хлористого калію, вініфлекса й цілого ряду сипучих і навіть пастообразних матеріалів. Сушарки прості по конструкції. Матеріал через бункер подається на похилу решітку, що може одержувати коливання від вібратора. На сітці відбувається псевдоожижені матеріалу повітрям, що надходить знизу. Відпрацьоване повітря проходить дві паралельні щілини у верхній частині камери й приділяється через патрубок, а матеріал вивантажується через патрубок і частково через патрубок. У промисловості використовують сушарки й з декількома камерами. Різновидом цих сушарок є вихрові сушарки.

Распилювальні сушарки. Распилювальні сушарки застосовують для зневоднювання концентрованих розчинів речовин, суспензій, емульсій, рухливих паст. Матеріал, що підлягає висушуванню, распилюється механічними форсунками (виробництво оцтово-кислого кальцію), пневматичними форсунками, відцентровими дисковими розпилювачами (виробництво антибіотиків). При цьому площа поверхні матеріалу різко зростає. Гаряче повітря або димові гази подаються в сушильну камеру по прямоточній або протиточной схемі й приділяються з камери через пиловлавлюючий пристрій. Висушений матеріал (сушіння відбувається миттєво) падає долілиць і гребковим пристроєм виводиться з камери. Такі сушарки використовують для сушіння хлористого вінілу, меламіну, триполифосфата натрію, глинозему. Для сушіння застосовують гарячі гази, але внаслідок малого часу контакту поверхня матеріалу прогрівається тільки до 60—70° С і не пересихає. Тут можна сполучати сушіння з одночасним прожарюванням і охолодженням матеріалу.

Висушений матеріал попадає на прокалочні тарілки, які обігріваються димовими газами. Матеріал перемішується гребками й пересипається з тарілки на тарілку, а потім, після проходження охолодної тарілки, виводиться із сушарки.

Крім розглянутих типів конвективних сушарок у хімічній промисловості застосовують і інші конструкції: стрічкові, камерні, аерофонтанні сушарки, пневмосушилки, сушарки з виброкиплячим шаром і т. д.

Контактні сушарки. У контактних сушарках тепло материалу передається через металеву стінку, що обігрівається пором або водою. Поверхня контакту може бути або циліндричної, коли паста або густий розчин продукту, що висушується, подаються на поверхню циліндра, що обігрівається, (одне - і двовальцові сушарки), або плоскі, коли вологий продукт насипається на горизонтальні плити, що обігріваються зсередини парою, водою, електронагрівниками. Застосовують циліндричні поверхні із зовнішнім обігрівом циліндрів і подачею матеріалу усередину (гребкові, відцентрово-щіткові сушарки).

Одновальцьова сушарка являє собою порожній чавунний валець 5, що обертається від електродвигуна. Пара, що обігріває валець, надходить через патрубок 2 і цапфу 3. Вологий матеріал подається в лоток 9, де перемішується мішалкою. Конденсат приділяється через сифонну трубку 1. Плівка матеріалу, що утвориться на поверхні вальця, калібрується шкребком, укріпленим на осі 11, і зрізується ножем 10. Висушений продукт по фартуху 8 через патрубок 7 надходить у ящик 6. Вологе повітря відсмоктується через патрубок 4.

Одновальцьова сушарка

 

Для розрахунку процесу сушіння необхідно знати початкову w1 і кінцеву w2 вологість матеріалу.

- вологість матеріалу; Gсух – кількість абсолютно сухої речовини.

G 1-1- кількість речовини в кг вступник у сушарку;

G2 - кількість висушеного матеріалу;

W - кількість вологи, що видаляється в сушарці.

 

 

Продуктивність сушарок (напруга сушарки) :

V-V - об'єм сушарки.

F – площа поверхні нагрівання.

Висновок

Вибір сушарок залежить від ряду факторів. До них ставляться: час сушіння, агрегатний стан, що допускається температурою нагрівання, вибухо - і пожежонебезпека, токсичність, усадка, забруднення й ін. властивості матеріалу, що висушується; вимоги до рівномірності С.; вимоги до системи пиловловлювачей і т. д. При виборі варто віддавати перевагу сушаркам безперервної дії; Сушка топковими газами економічніше повітряної сушки, однак не завжди можлива через забруднення матеріалу. Якщо при співдії матеріалу, що висушується, з вологою не утвориться кисле або лужне середовище, сушарки, частіше великогабаритні, варто виконувати зі звичайної сталі, у противному випадку-з нержавіючої сталі, іноді титана.

Вибір сушарок пов'язаний із проблемою класифікації матеріалів. У цей час розробляється така класифікація, яка б швидко оцінювала кінетику й вибирати найбільш раціональний тип сушарки. Приклад-Класифікація капілярно-пористих матеріалів. Відповідно до неї вологі матеріали диференціюють по внутрішній структурі, а за її характеристику приймають критичний діаметр пор dкр, тобто діаметр найбільших тонких пор, з яких потрібно видалити вологу до досягнення кінцевого вологозмісту; параметр dкр дозволяє оцінити тс і вибрати економічно доцільний сушильний апарат.

Література

1.  Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. – М. : Химия, 1991 – 496 с.

2.  , , Коган и аппараты химической технологии : Изд. 5-е – М. : Химия, 1968 – 847 с.