8.8.2. Оборудование для сушки осадков.

Существуют различные способы термической сушки: конвективный, радиационно-конвективный, кондуктивный, сублимационный в электромагнитном поле. Наиболее распространен в отечественной практике конвективный способ сушки осадков. При использовании этого способа тепловая энергия передается высушиваемому осадку теплоносителем (сушильным агентом), в качестве которого могут использоваться топочные газы, горячий воздух или нагретый пар.

В сушилках конвективного типа частицы обрабатываемого материала либо остаются неподвижными при пропускании через их слой потока сушильного агента (барабанные, ленточные, щелевые и другие сушилки), либо перемещаются и перемешиваются этим потоком (сушилки с псевдоожижженным слоем, пневмосушилки).

В нашей стране распространены барабанные сушилки с прямоточным движением осадка и топочных газов. Общий вид такой сушилки представлен на рис.8.21. Эта сушилка имеет цилиндрический барабан, установленный с небольшим наклоном (1/15 - 1/50) и опирающийся с помощью бандажей на ролики. В нашей стране используют сушилки диаметром 1-3,5м и длиной 4-27 м. Барабан через зубчатый венец приводится во вращение, причем число оборотов барабана обычно не превышает 5-8 мин^-1. Материал подается в барабан через загрузочный желоб. В этой сушилке газы, образующиеся при работе горелки и высушиваемый осадок движутся прямотоком, что позволяет избежать перегрева материала. Высушенный осадок удаляется из аппарата через разгрузочное отверстие в виде сыпучего полидисперсного материала. Влажность осадков после обработки в барабанных сушилках составляет 30-40 %.

Рис.8.21. Барабанная сушилка.

1 - горелка, 2 - топка, 3 - загрузочный желоб, 4 - уплотнение на входе, 5 - бандажи, 6 - зубчатый венец, 7 - уплотнение на выходе, 8 - разгрузочное отверстие, 9 - электродвигатель.

В отечественной практике также используют сушилки со встречными струями газовзвеси, принципиальная схема которой представлена на рис.8.20.

Рис.8.22. Принципиальная схема установки со встречными струями для сушки механически обезвоженных осадков.

1 - разгонная труба, 2 - сопло, 3 - камеры сгорания, 4 - подача сжатого воздуха, 5 - подача воздуха, 6 - питатели-смесители, 7 - соединительная пневмотруба, 8 - течка, 9 - сепаратор воздушно-проходного типа, 10 - система отсоса и очистки отходящих газов, 11 - бункер готового продукта, 12 - приемная камера, 13 - транспортер обезвоженного осадка.

В этих сушилках обрабатываемые частицы осадка находятся во взвешенном состоянии в горячем газовом потоке. Эту гетерогенную систему называют газовзвесью. Частицы высушиваемого материала движутся по соосным горизонтальным трубам навстречу друг другу и в результате ударной встречи струй вступают в колебательное движение, проникая из одной струи в другую.При этом увеличивается суммарная площадь тепло- и массообмена за счет чего повышается эффективность сушки осадка. При достаточно высоких скоростях движения газового потока наблюдается и процесс измельчения материала.

Как следует из рис.8.22, основным конструктивным элементом сушильной установки является аппарат со встречными струями, который выполнен в виде двух горизонтальных расходных труб, врезанных в вертикальную пневмотрубу и воздушно-проходной сепаратор.

За рубежом для сушки осадков достаточно широко используют пневматические сушилки (трубы-сушилки). Сушка осуществляется в вертикальной трубе длиной до 20 м. Частицы материала движутся в потоке нагретого воздуха (или топочных газов), скорость которого превышает скорость витания частиц и составляет 10-30 м/с.

На рис.8.23 представлена пневмосушилка фирмы "Раймонд" (США). Обезвоженный осадок предвыарительно смешивают с термически высушенным и направляют в сушильную мельницу. Измельченный в мельнице осадок поступает в вертикальную трубу, где высушивается в потоке топочных газов. Высушенный осадок имеет влажность, не превышающую 10%. Этот осадок отделяют от отходящих газов в циклоне и направляют на расфасовку, либо сжигают в печи. Часть обезвоженного осадка шнековым питателем подают в сушильную мельницу.

Рис.8.23 Пневмосушилка фирмы "Раймонд".

1 - печь, 2 - вентилятор отсасывающий, 3 - циклон, 4 - раздаточный узел,

5 - шнековый питатель, 6 - вертикальная труба, 7 - мельница.

Весьма эффективными являются сушилки с фонтанирующим (псевдоожижженным) слоем. Процессы в псевдоoжиженном слое позволяют значительно увеличить поверхность контакта между частицами материала и сушильным агентом, интенсифицировать испарение влаги из материала и сократить (до нескольких минут) продолжительность сушки. Схема такой сушилки представлена на рис.8.22.

Рис.8.24 Сушилка с фонтанирующим слоем.

1 - бункер, 2 - питатель, 3 - сушильная камера 4 - переливной порог, 5 - решетка,

6 - разгрузочное устройство.

Сушилка работает следующим образом. Высушиваемый осадок подается из бункера питателем в сушильную камеру. Сушильный агент - горячий воздух или топочные газы, разбавленные воздухом подается в камеру через отверстия газораспределительной решетки. Газовый поток подхватывает частицы осадка и поддерживает их в фонтанирующем (псевдоожижженном) состоянии. Высушенный осадок удаляется из аппарата через разгрузочное устройство. Влажность осадка после сушки в таких устройствах составляет 20-30%, причем высушенные осадки представляют собой сыпучие зернистые материалы.