9.2. Барабанные сушилки

Для сушки сыпучих и мелкокусковых строительных материалов применяют экономичные и надежные в эксплуатации барабанные сушильные установки (рис. 9.3).

Рис. 9.3. Барабанная сушилка:

/ – бункер-питатель; 2 – топка; 3 – камера смешения: 4 – сушильный барабан; 5 – опоры; 6 – электропривод с редуктором; 7 – концевая камера; 8 – конвейер; 9 – циклон

В топку 2 подают топливо, а дутьевым вентилятором – необходимый для горения воздух. Топочные газы в камере смешения 3 разбавляют наружным воздухом до расчетных параметров и подают в сушильную установку. Барабанная сушилка представляет собой стальной барабан 4 диаметром 1...3,5м и длиной 5...27м, установленный под углом 4...6° к горизонту на роликовых опорах 5 и вращаемый электроприводом 6 с частотой вращения 0,5...8 об/мин. Продольному перемещению барабана препятствуют бандажи, закрепленные на барабане и вращающиеся с ним по роликовым опорам. При вращении барабана материал из загрузочного бункера / перемещается в концевую камеру 7, где попадает на конвейер 8.

Для повышения эффективности установки, лучшего перемешивания материала, повышения скорости тепло-и массообмена, сокращения сроков сушки устанавливают внутренние насадки (рис. 9.4), конструкции которых зависят от вида, размера частиц и влажности материала.

Подъемно-лопастные насадки (рис. 9.4, а) различных конфигураций применяют при сушке склонных к слипанию крупнокусковых материалов. Материал при вращении барабана захватывается лопастями, поднимается и с высоты, равной диаметру барабана, сбрасывается вниз. Недостатком таких насадок являются пыление и унос материала.

Секторные, или ячейковые, насадки (рис. 9.4, б) устанавливают для сушки очень мелких материалов, склонных к пылению. Из бункера материал поступает в ячейки и при вращении барабана только переваливается в них или падает с небольшой высоты.

Ц епные насадки позволяют в сушильном агрегате совмещать при обработке помол и сушку (рис. 9.4, в). Так, увлажненную глину лопастями (или ковшами) загружают в сушильный барабан, начало которого футеровано огнеупором, без каких-либо насадок (во избежание замазывания). В барабане в шахматном порядке навешаны цепи длиной 350...600 мм с шагом по окружности около 500 мм, которые разбивают, перемешивают и перебрасывают куски глины, не давая им налипать на стенки или ячейки.

9.4. Насадки для сушильных барабанов

а –подемно-лопосная ,б- секторная, в-цепная

Процесс сушки в барабанных сушилках проходит, в основном, за счет конвективного теплообмена: некоторая часть теплоты передается излучением и теплопроводностью от стенок барабана. В связи с этим одним из главных показателей является степень загрузки барабана материалом. При большой загрузке материал заполняет объем отсеков, что вызывает уменьшение пересыпания, снижение поверхности материала, обдуваемого газовоздушной смесью, и замедление процессов массообмена. Поэтому рекомендованная степень загрузки барабана составляет 0,15...0,2.

По основной конструктивной схеме в барабанной сушилке предусмотрен принцип прямотока, т. е. материал и сушильный агент двигаются в одном направлении. Однако возможен и другой вариант – противоток, когда материал сохраняет направление движения, а функции концевых камер взаимоизменяют, в результате сушильный агент движется навстречу материалу. При прямотоке влажный материал на входе в барабан встречается с высокотемпературным сушильным агентом (600... 900 °С), но в процессе сушки материал нагревается не выше 80...100°С. Этот принцип сушки применяют, например, для глины, так как при противотоке в конце сушки возможен ее перегрев, дегидратация и потеря пластичности. Противоток же обеспечивает первоначальный контакт материала с сушильным агентом более низкой температуры и значительно более высокую температуру материала в конце сушки (например, сушка песка, щебня). При противотоке температура газов на выходе из установки ниже, чем при прямотоке, следовательно, полученная в топочных устройствах тепловая энергия используется более полно.

Для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду барабан теплоизолируют различными утеплителями на проволочном каркасе и защищают металлическим кожухом.

Длительность сушки материала в барабанах зависит от вида материала, длины, диаметра и угла наклона барабана, частоты его вращения и составляет 10...40 мин. Размеры барабана выбираю! исходя из допустимого объемного напряжения по влаге, которое колеблется от 30 до 120 кг/(м³ • ч). Расход теплоты на 1 кг испаренной влаги составляет 3700...5800 кДж/кг.