1,6М3 на 1 кг исходного материала.

Удельный расход тепла:

Q_G = 568·1,6 = 910 кДж на 1 кг исходного сухого материала или

Qw=910:0,132=6900кДж на 1 кг. удаленной влаги.

Тепловой к.п.д. установки:

4.1.3 Установки для сушки формованных изделий, принципы расчета и оптимизации сушильных установок

Туннельные сушилки. В туннельных сушилках, вагонетки с загруженными изделиями проталкиваются через канал в соответ­ствии с заданным режимом сушки. Эти сушилки получили широкое распространение преимущественно в производстве огнеупоров и кислотоупоров, грубой строительной керамики, санитарной кера­мики и крупногабаритных изоляторов.

Изделия, отформованные полусухим прессованием, загружают непосредственно на вагонетки туннельных печей, которые последовательно проходят через канал противоточной сушилки в печной туннель. При этом устраняются дополнительная трудоемкая за­грузка и разгрузка сушильных вагонеток.

Загрузка печных вагонеток автоматами, отбирающими отфор­мованный кирпич от прессов, расположенных рядом с путями для подачи вагонеток в туннельную сушилку, сокращает применение тяжелого ручного труда. В сушилке используется горячий воздух, поступающий из зоны охлаждения туннельной печи. Подачу тепло­носителя в сушилку и отбор после его прохождения через садку ва­гонеток выполняют в зависимости от заданного режима сушки в разных вариантах.

На рис. 4.11 показана схема противоточной сушилки с подачей горячего воздуха или дыма через каналы 3, 4 и таким же отбором насыщенного влагой теплоносителя вентилятором 2. Часть теплоносителя возвращается вентилятором в зону усадки изделии, изго­товляемых методом пластического формования, через каналы 3. Возвращаемый теплоноситель может подогреваться в калорифере 1, чем обеспечиваются широкие возможности регулирования режи­ма при интенсификации сушки.

Рис. 4.11. Противоточная сушилка с рециркуляцией воздуха

1- калорифер: 2,3 - каналы для подачи воздуха; 4 - поезд вагонеток; 5 - канал для отбора отработанного воздуха; 5-труба; 7 - канал для повторного использования воздуха

Большое разнообразие размеров и формы изделий в производстве разных видов технической, строительной и хозяйственной керами­ки, а также способов формования из керамических масс разного состава обусловило повышенные требования к режиму сушки и точности регулирования работы сушилок. Этим требованиям в про­изводстве среднегабаритных изделий удовлетворяют многозонные туннельные сушилки с устройствами для регулирования темпера­туры и влажности воздуха в каждой зоне [4].

Камерные сушилки. Каменные сушилки относятся к группе периодически действующих сушилок с циклическим режимом сушки. Они наиболее распространены на заводах глиняного строительного кирпича.

Камерные сушилки большой производительности со­стоят из 20—30 рабочих камер 1 (рис. 4.12), которые примыкают друг к другу. Греющий теплоноситель по­ступает в камеру из общего подводящего коллектора 3, а отработанный отводится из камер через отводящий кол­лектор 4. Вдоль камер для их загрузки и разгрузки с по­мощью вагонеток имеются рельсовые пути 2. Вентиля­тор 4 засасывает и нагнетает в коллектор 3 газы из топ­ки 5, отходящие газы обжигательной печи 7 и окружающий воздух из шахты 6. Выхлопной вентилятор 10 забирает отработанные газы из отводящего коллекто­ра 11 и выбрасывает их в атмосферу через трубу 9. За последние годы на ряде кирпичных заводов в описанную схему движения газов добавлен рециркуляционный канал 8, по которому часть отработанных газов передается во всасывающий вентилятор 4.

Рис. 4.12. Блок рабочих камер камерной сушилки

1- рабочие камеры; 2- рельсовые пути; 3- коллектор; 4- вентиля­тор; 5- топ­ка; 6- шахта; 7- печь; 8- рециркуляционный канал; 9- труба; 10- выхлопной вентилятор; 11-отводящий коллекто­р.

Для равномерного поступления греющего теплоноси­теля во все сблокированные рабочие камеры сушилки применяют схемы с несколькими отсасывающими венти­ляторами и разделением отводящего коллектора на нес­колько секций с помощью поворотных шиберов. На боль­шинстве заводов камерные сушилки обогреваются смесью топочных газов с окружающим воздухом [5].

Много­ярусные роликовые сушилки. Конструкции таких сушилок выполняют в 6, 8, 12 ярусов и более. По длине сушилку делят на две-три зоны, в которых выполняют самостоя­тельный подвод и отвод сушильного агента. На рис. 4.13 показана схема двухсекционной сушилки для гипсовой сухой штукатурки. Материал по подъемному мостику подается на любой из ярусов сушилки и продвигается по ней с помощью приводного роликового конвейера. Гото­вая продукция по опускному мостику попадает на кон­вейер и далее на склад готовой продукции. Первая зона сушилки по ходу листов противоточная, вторая работает по принципу прямотока. Сушилка работает с дополни­тельным подогревом сушильного агента внутри установ­ки, для чего в ней устанавливают плоские или трубчатые радиаторы.

Рис. 4.13. Схема многоярусной роликовой сушилки

Сушильный агент — нагретая смесь, готовится из хо­лодного воздуха, засасываемого вентилятором через не­плотности на входе и выходе материала и отработанного сушильного агента — рециркулята. Смесь подогревается в паровых калориферах и подается в сушилку. Для пер­вой противоточной зоны смесь из рециркулята и холод­ного воздуха поступает в окна 1 короба отработанного теплоносителя 2 за счет тяги, создаваемой вентилятором 3. Часть отработанного сушильного агента вместе с час­тью холодного воздуха выбрасывается в атмосферу, а остальная смесь поступает в паровой калорифер 4, где нагревается. Сушильный агент с t=120°С подается в раздаточный короб 5 и через окна 6 поступает в первую зону, двигаясь навстречу материалу. По пути движения смесь радиаторами 7 дополнительно подогревается. Ско­рость движения роликовых конвейеров в сушилке может варьироваться от 0,1 до 3 м/мин. Длина одной зоны су­шилки составляет 15 — 20 м. Срок сушки в двух зонах — 10—12ч.

В целях интенсификации в смесь, нагреваемую в кало­рифере, добавляют продукты горения природного газа, так чтобы после смешения температура сушильного аген­та составила 250 — 300 °С. С такой начальной температу­рой сушильный агент поступает в первую зону, при этом резко усиливается испарение влаги.

Удельный расход теплоты на испарение 1 кг влаги в таких сушилках составляет 5000 — 6000 кДж. В мно­гоярусных сушильных установках кроме гипсовой сухой штукатурки можно сушить древесноволокнистые плиты, маты минерального волокна и др [6].

Расчет сушилок для керамических изделий. Для расчета и проектирования сушильной установ­ки необходимо иметь следующие данные: вид и физико-химические свойства сушимого материала, начальную и конечную влажность, кривую скорости сушки и макси­мально допустимую температуру нагрева этого матери­ала. Для каждого вида материала или изделий сущест­вует оптимальный режим сушки, при котором сушиль­ная установка обеспечивает заданную производитель­ность с наименьшим удельным расходом теплоносителя и удельным расходом тепла при наименьшем выходе брака в процессе сушки. В каждом отдельном случае режим сушки находится в зависимости от конструкции сушилки и вида сушимого материала или изделия. При этом большое значение придается конструктивным воз­можностям сушилки легко и плавно поддерживать пос­тоянство характеристик теплоносителя по сечению су­шильного пространства или изменения их по длине су­шилки с целью установления оптимального режима или изменения скорости сушки. Начальная и конечная тем­пературы теплоносителя при сушке изделий в туннель­ных сушилках и конечная относительная влажность су­шильного агента приводятся в табл. 4.2, примерные зна­чения начальной и конечной влажности сушимых изде­лий— в табл. 4.3, основные параметры при сушке мате­риалов —в таблице 3. Для изделий пластического прессо­вания, дающих усадку, необходимо поддерживать низ­кие температуры уходящих из сушилки газов при высо­кой относительной влажности (выше 75%). Однако в любом случае недопустима конденсация влаги на изде­лии. Не рекомендуется иметь φ>85%. Для изделий полусухого прессования допускается более высокая тем­пература t_п теплоносителя при входе в сушилку.

Необходимо учитывать, что высокая начальная влаж­ность газов или воздуха может быть причиной неудов­летворительной работы сушилок. Поэтому не всегда це­лесообразно использовать для сушки изделий отходящие из печей газы без разбавления их атмосферным возду­хом. При сушке сыпучих и кусковых материалов пара­метры сушильного агента определяются конструкцией сушилок, видом сушимого материала, направлением га­зового потока, интенсивностью перемешивания материала и другими факторами. При сушке материалов в сушиль­ных барабанах температура теплоносителя при входе в барабан может достичь 900° С. Температура отходя­щих газов находится в пределах 70—120° С (реже 150— 180° С). При совмещенном помоле и сушке глины опти­мальная температура газов на входе в мельницу ШМА для получения порошка с влажностью 8—10% составля­ет 140—160° С.

Таблица 4.2

Температура и относительная влажность теплоносителя при сушке изделий

Изделие	Температура в оС		Конечная относи­тельная влажность в %
	начальная	конечная
Обыкновенный строительный кирпич	60-120	25-30	85
Керамические камни	70-120	21-32	85
Плитки для полов	100-120	40-50	60
Канализационные трубы	120-110	25-55	40-75
Санитарно-строительные фаянсовые изделия (досушка)	-	30-50	20-80

Таблица 4.3

Начальная w_н и конечная w_к влажность (абсолютная) при сушке

Изделие	wн,%	wк,%
Обыкновенный строительный кирпич	18-20	5-6
Канализационные трубы	15-17	1-3
Фарфоровые изделия	21-24	2-3
Электротехнический фарфор	17-18	1-1,5
Плитка облицовочные глазурованные	8-9	0,5-0,9
Плитка для полов	8-10	1,5-2
Санитарно-строительные изделия	16	1
Керамические камни	18-19	4-5
Фаянсовые изделия (досушка)	7-12	0,8-1

Таблица 4.4

Основные параметры сушки материалов применительно к сушильным барабанам

Материал	Насыпная масса в кг/м3	Влажность в %		Температура газов в °С			Напряженность по влаге кг/м3·ч		Рекомендуемый тип насадки
		wн	wк		tн	tк
Глина кирпичная	1800	20-25	4-6		600-800	80-100		50-60		лопастная
Глина огнеупорная	1800	8-10	0,5-1		800-1000	70-80		60
Каолин	1500	20-30	0,5-2		800-900	60-100		30-45		ячейковая
Песок	1500	5-10	0,1-0,3		800-1000	80-100		80-100

В действующих сушилках продолжительность сушки материалов и изделий определяется опытным путем и зависит от начальной и конечной влажности материала, температурного режима, влажности теплоносителя, плот­ности садки, а также от вида материала и изделий. Сушка сложных фасонных изделий требует большей продолжительности. Работы научно-исследовательских ин­ститутов показывают, что продолжительность сушки ке­рамических стеновых изделий возможно сократить до 4—6 ч. Тонкостенные, несложные по конфигурации из­делия выдерживают очень высокую интенсивность сушки, особенно с применением инфракрасных лучей. Неко­торые практические данные продолжительности сушки изделий в туннельных сушилках даны в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Продолжительной сушки изделий в туннельных сушилках

Изделие	Начальная влажностьв %	Продолжи­тельность сушки в ч
Канализационные трубы	17	18-19
Керамические плитки для полов	8	12-14
Санитарно-строительные изделия:
унитазы	16	36
умывальники	16	24
Керамические камни из:
шамотированных масс	18-19	18
легкоплавких глин	18-19	36

Продолжительность сушки в радиационных сушил­ках облицовочных плиток составляет 10-12 мин, а пли­ток для полов — 15-17 мин. Продолжительность сушки керамических канализационных труб в конвейерных сушилках составляет: труб диаметром менее 400 мм -24 ч, а труб диаметром более 400 м -36 ч. Сроки суш­ки сыпучих материалов исчисляются минутами и секун­дами. Если сушка глины в сушильных барабанах про­должается 20-30 мин, то при совмещенном помоле и сушке с измельчением материала до1-2 мм сушка длит­ся всего 1-2 сек. В пневматических сушилках продол­жительность сушки составляет 1,6-2,6 сек, при сушке в кипящем слое 10-20 сек.

Производительность сушилок зависит от их конструк­ции, размеров, типа садки изделий на вагонетке и про­должительности сушки. Обычно при расчетах и проек­тировании общая производительность сушилки бывает задана и но ней определяют основные размеры отдельной сушильной камеры (туннеля) и требуемое их коли­чество для обеспечения заданной производительности.

Туннельные сушилки. Для определения размеров и количества туннелей по заданной производительности не­обходимо установить продолжительность сушки данного вида изделия, выбрать тип вагонетки и способ садки изделий на вагонетку или емкость одной вагонетки. По размерам вагонетки и высоте садки изделий определя­ют поперечное сечение туннеля. Если сушка предусмат­ривается на печных вагонетках, то поперечный размер туннеля сушилки принимают таким же, как и для печи, и выбирают их одновременно с расчетом печи.

При сушке изделий на полочных вагонетках ширину туннеля определяют по формуле.

B = b+2(80—100) мм,

а высота туннеля от головки рельсов будет

H = h+ (50—100) мм,

где b—ширина вагонетки в мм; h — высота от головки рельсов до верха осадки в мм.

Производительность сушилки определяют по следую­щим формулам:

или

где — емкость одной вагонетки в шт. изделий; G_B — емкость одной вагонетки в т; п — количество вагонеток, находящихся в су­шилке; τ — продолжительность сушки в ч.

Производительность сушилки по количеству готовых изделий можно рассчитать по формуле

Р' = 24 Р η_c шт/сутки,

где η_c —коэффициент, учитывающий брак изделий при сушке;

где —среднегодовой брак при сушке в %.

В зависимости от производительности сушилки производительность печи но количеству годных изделий со­ставит

Pп= Р' η_обж шт/сутки (или т/сутки),

где η_обж — коэффициент, учитывающий брак изделий при обжиге;

где — среднегодовой брак изделий при обжиге в %.

Емкость сушилки определяется количеством изделий, одновременно находящихся во всех туннелях:

N = N_Bn = Рτ шт,

или

N = G_Bп = Рτ т.

Принимая длину каждого туннеля от 20 до 36 м (в отдельных случаях до 60 м) и зная длину l одной ваго­нетки, можно найти количество вагонеток, вмещающих­ся аз одном туннеле:

Тогда количество туннелей в сушилке равно:

Количество туннелей обычно берут больше расчетно­го, учитывая их ремонт и чистку: на каждые 8—10 тун­нелей принимают 1 запасной туннель. Затем устанавли­вают количество туннелей в блоке сушилок и принима­ют количество блоков. B одном блоке может быть до 30 туннелей с общим распределительным боровом для подачи и отбора теплоносителя.

При расчете сушилки с сушкой на печных вагонетках, когда сушилка расположена в одну линию с печью, длина сушилки определяется по количеству вагонеток; зная длину / одной вагонетки, емкость G вагонетки, про­должительность т сушки, можно определить длину су­шилки по формуле

Общая длина туннеля обычно принимается больше расчетной на 0,5—0,6 м с учетом компенсации длины разбега вагонетки.

Конвейерные полочные сушилки. Емкость сушилок определяют аналогично емкости туннельных сушилок:

N = Рτ шт. изделий,

или

N = N_л п шт. изделий,

где Р -производительность сушилки в шт/ч; τ - продолжитель­ность сушки в ч; N_л - емкость одной люльки в шт. изделий; п — количество люлек в сушилке.

Подвесные люльки обычно делают с одной или дву­мя полками. Ширина полки принимается из расчета ус­тановки на ней по ширине одного или двух изделий, длина — не более 2 м. Расстояние между точками под­вески люлек берут равным габаритному размеру люль­ки по высоте плюс 50-100 мм (на зазор). Рабочая дли­на цепи конвейерной сушилки определяется из выраже­ния

где l— расстояние между точками подвески люлек в м.

Для ленточного конвейера рабочая длина составляет

где N_K — количество изделий, размещенных на 1 м длины конвейера.

Длина цепной конвейерной сушилки с 3—5 ярусами обычно не превышает 8—10 м. Ленточно-конвейерные сушилки имеют один или два самостоятельно работаю­щих яруса.

Конвейерные сушилки для сушки канализационных труб конструкции Гипростройматериалы производитель­ностью 30 тыс. т/год имеют в длину 61,4, ширину 41,79 и в высоту 3,04 м. Шаг между подвесками для труб диаметром 350—500 мм равен 960 мм, для труб 600 лш-1920 мм. Конвейер в сушилке располагается 31 парал­лельным участком.

Распылительные сушилки. Расчет рабочих размеров распылительной сушилки сводится в основном к опреде­лению объема рабочей камеры (башни), который опре­деляется допускаемым объемным напряжением по испа­ренной влаге

где т_о — коэффициент, зависящий от свойств распыляемой жидкости, степени ее подогрева, вязкости и температуры сушильного агента; W — количество испаряемой влаги в кг/ч; V — объем камеры в м³.

На предприятиях по производству керамических плиток достигнутый удельный влагосъем составляет в рас­пылительных сушилках конструкции MKСM 4 кг/ж³·ч, а конструкции НИИСтройкерамика 24—29 кг/м³·ч. От­ношение высоты башни к диаметру принимается H:D~ = 1,45: 1,8.

Пример расчета туннельной сушилки. В качестве примера приведем расчет туннельной сушилки для сушки изделий санитарно-строительной керамики. Производитель­ность сушилки в соответствии с заданной производительностью печи составляет 5600 т/год годных фаянсовых изделий, обжигаемых в туннельных печах. Начальная относительная влажность изделий w_н=16% и конечная (после сушки) w_K=1%. Сушка производится горячим воздухом, отбираемым из зоны охлаждения туннельных печей. Начальную температуру воздуха при входе в сушилку прини­маем t_н=80^oС.

1. Для определения часовой производительности сушилки при­нимаем: количество рабочих дней в году 350 и брак при сушке и обжиге 5%. Тогда часовая производительность по обжигаемым изде­лиям будет равна:

Если потери при прокаливании в процессе обжига составляют 10%, то часовая производительность сушилки по сухой массе соста­вит

Поступает в сушилку влажных изделий

Выходит из сушилки высушенных изделий

2. Часовое количество испаряемой влаги находим по формуле

Определим размеры сушилки. Срок сушки изделий принимаем х =36 ч. Размеры вагонетки применительно к монорельсовому тран­спорту принимаем: длина 1700 и ширина 800 мм. Из практики изве­стно, что на каждую вагонетку вмещается в среднем G_B = 248 кг обожженных изделий. Тогда количество вагонеток, находящихся в сушилке, определяем по формуле

Принимаем количество вагонеток в туннеле 17, тогда количество туннелей будет равно:

Определяем длину туннеля при длине вагонетки l=1700 мм:

L = il= 17·1700 = 28 900 мм.

Конструктивно длину туннеля принимаем на 0,6 м больше, т. е. L=29500 мм. Находим ширину туннеля:

В = b + 2·50 = 800 + 100 = 900 мм.

Высоту туннеля при монорельсовом транспорте вагонеток принимаем равной H=2400 мм.

Стены сушилки выполнены из обыкновенного глиняного кирпича толщиной 380 мм. Сверху сушилка покрыта железобетонными плита­ми толщиной 70 мм и слоем шлаковой теплоизоляционной засыпки толщиной 150 мм.

Общая длина сушилки, состоящей из шести туннелей, равна:

B_c =6·900 + 7·380 = 8060 мм.

3. Рассчитываем расход сухого воздуха для теоретического процесса сушки. Начальная температура воздуха, поступающего в су­шилку, t_н=80°С. Для летних условий t_возд=17°С, φ=70%. По I-d диаграмме (рисунок 1) для этих условий находим d_н =9 г/кг сух.возд и теплосодержание I_возд =40 кдж/кг сух. возд.

При повышении температуры воздуха в зоне охлаждения печи до t_н=80^оС его влагосодержание не изме­няется, а теплосодержание повышается до I_H=l04 кдж/кг сух. возд. Теоретиче­ский процесс сушки, изображенный ли­нией ВС, заканчивается при d₂= 27 г/кг сух. возд. Точка С находится пересечением линии I_н = const с лини­ей t_K = const. Задаемся t_K = 35°С.

Рис. 4.14. Графическое изображение процесса сушки по I-d диаграмме

Расход сухого воздуха при теорети­ческом процессе сушки определяем по формуле

4. Находим потери теплосодержания воздуха в процессе сушки. Для расче­та действительного процесса сушки оп­ределяем расход тепла на нагрев мате­риала и транспортирующих устройств и потери тепла в окружающую среду. Расход тепла на нагрев изделий определяем по формуле

где ;

t_к=65°С (принимаем на 16° ниже начальной температуры сушильно­го агента при противоточном движении воздуха и вагонеток с изде­лиями). Тогда

Расход тепла на нагрев транспортирующих устройств рассчитываем по формуле

Масса металлической части вагонетки G_мет =202,4 кг, масса деревянной части G_дер = 24,6 кг (эти данные берутся по чертежу вагонетки). Теплоемкость стали С_мет =0,47 кдж/кг·град, теплоемкость

дерева С_дер=1,13кдж/кг-град. Начальная температура вагонетки t_н=l0^oC, конечная температура металлической части вагонетки t_к =80 °С и деревянной части 60°.

За 1 ч в сушилку поступает вагонетки.

Интервал проталкивания вагонеток через туннель составляет 2 ч 7 мин. Тогда

Потери тепла в окружающую среду через стены, потолок, пол и двери определяются по формуле

где k—коэффициент теплопередачи, определяемый по формуле

Средняя температура сушильного агента

(температура окружающей среды была принята равной 17°С).

Коэффициент теплопередачи внутри сушилки от движущегося со скоростью 2 м/сек сушильного агента к стенам камеры

Коэффициент теплопроводности кирпичной стены 𝜆₁=0,48 вт/м·град. Коэффициент теплоотдачи от стены в окружаю­щую среду определяем по номограмме. Для ∆t=15°: α₂=10,2 вт/м²·град.

Коэффициент теплопередачи при толщине стены сушилки s₁ = =0,38 м составляет

Теплоотдающая поверхность стен определяется обычно по чертежу или по эскизу сушилки. В нашем случае она составит

Потери тепла через стены:

Находим поверхность потолка:

Коэффициент теплопроводности железобетона 𝜆=1,55 вт/м·град и теплоизоляционной засыпки 𝜆 =0,12 вт/м·град.

По номограмме находим α₂=11,3вт/м²·град. Коэффици­ент теплопередачи тогда будет равен:

Потери тепла через потолок составят

q_п =3,6·0,688 (58—17)238 = 24200 кдж/ч.

Потери тепла через пол принимаем ,10 вт/м²; тогда

q_под = 3,6·8,06·29,5·10 = 8550 кдж/ч.

Определяем потери тепла через двери со стороны подачи тепло­носителя. Поверхность шести дверей, выполненных из дерева толщи­ной 50 мм,

Коэффициент теплопередачи при 𝜆 =0,16 вт/м·град равен:

Тогда

Потери тепла через двери со стороны выхода вагонеток

Суммарные потери тепла в окружающую среду составят

.

Общие потери тепла в сушилке

Потери теплосодержания воздуха в сушилке находим по формуле

5. Действительный расход воздуха на сушку определяем по I-d диаграмме (см. рис. 4.14). Для этого от точки С вниз отклады­ваем величину I_пот кдж/кг сух. возд. Направление действительного процесса сушки определится линией BD, а заканчиваться он будет в точке Е, которая находится на одной кривой относительной влаж­ности воздуха с точкой С. Таким образом, действительный процесс сушки изображается линией BE.

Находим конечные параметры сушильного -агента: t_к=32°С, φк=80%; d_K=23 ч/кг сух. возд.; парциальное давление водяных паров Р_н=3470 н/м². Действительный расход воздуха на сушку ра­вен:

.

или

(Количество воздуха, подаваемого в сушилку при t_возд=17°С и V=0,85 м³/кг сух.возд., составит

При температуре 80°С действительный расход воздуха

Количество отработанного воздуха, удаляемого из сушилки при t_к=32^оC, определяем из равенства

где G_см = 1,009·10000=110090кг/ч; ρ₀-плотность отработанного воздуха;

Тогда

6. Расход тепла на сушку находим по формуле

где - теплосодержание воздуха, подаваемого на сушку, в кдж/кг сух. возд.; - теплосодержание неподогретого атмосферного воздуха в кдж/кг сух. возд.; 4nt_м—количество тепла, внесенного в сушилку влагой материала при t_м, в кдж/ч.

Q= 10000(104 — 40)— 4,2·140·10 = 634 120 кдж/ч.

Удельный расход тепла на сушку (для летних условий)

Потребное количество тепла, которое необходимо внести с воздухом, отбираемым из зоны охлаждения печи, учитывая нагрев его от 117 до 80°С (для летних условий), равен по расчету 634 120 кдж/ч, удельный расход равен 45120 кдж/кг вл.

Для зимних условий работы расход тепла будет больше, но количество подаваемого воздуха меньше. Если принять среднее значение температуры воздуха t_ср = -16°С и φ=84%, то по таблице на­ходим d₀ = 0,94 г/кг; d₀ = - 3,07 кдж/кг.

Тогда, повторяя построение действительного процесса сушки в I - d-диаграмме, находим для зимнего периода d₂ = 17,6 г/кг.

Расход воздуха будет равен:

или

кг возд./кг вл. возд.

Теплосодержание воздуха при t_н=80°С и d_н=0,94 г/кг сух. возд. равно I_н=84 кдж/кг сух. возд. Расход тепла для зимних условий будет равен:

Удельный расход тепла кдж/кг вл. Так как теплоноситель поступает в сушилку из зоны охлаждения печи, то при расчете вентиляторов для подачи и отбора теплоносителя следуем пользоваться данными для летних условий работы.

Разберем тепловой расчет распылительной сушилки (по М. Белопольскому).

Пример расчета распылительной сшилки. Задано рассчитать распылительную сушилку для сушки шликера в соответствии с заданной производительностью G_a.c=2500 кг/ч пресс-порошка. Начальная относительная влажность шликера w_о=46%, конечная влажность высушенного материала w₂=7%, тем­пература шликера t_м1=37°С, потери порошка П=3,6%. В качестве топлива принимается природный газ с теплосодержанием Q_н=35200 кдж/м³, теоретический расход воздуха на горение q₀=12,11 кг/м³, теоретическое количество сухих продуктов горения q_с.п.г=11,27 кг/м³, теоретическое количество воды от сгорания газа q_с.п.г=1,57 кг/м³, температура наружного воздуха t₀=33°С, влагосодержание наружного воздуха d₀=12,5 г/кг, к.п.д. топочного устройства для встроенных горелок η_т=1, относительное количест­во избыточного воздуха х=0,34, удельные теплопотери в окружаю­щую среду q₅ = 195 кдж/кг вл., температура отходящих газов t_г =147⁰С.

Составим материальный баланс.

1. С учетом потерь требуемая производительность сушилки со­ставит

2.Поступает в сушилку шликера

3. Часовое количество испаряемой влаги находим по формуле

4. Начальное количество влаги в шликере находим по формуле

5. Количество остаточной влаги

6. Размеры сушилки принимаем по справочным данным: диаметр 4,5 м, высота (общая) 7,4 м, высота конусного днища 3,3 м, общий объем 84 м³.

Определяем начальные параметры процесса сушки.

1. Высшая теплотворная способность газа

2. Максимальное теплосодержание продуктов горения

где — теплоемкость воздуха, расходуемого на горение.

3. Максимальное начальное влагосодержание продуктов горена_я

4.Начальное теплосодержание теплоносителя

Значение I_о принимаем из I-d диаграммы.

5.Начальное влагосодержание теплоносителя

6. Из I-d диаграммы находим, что значениям I₁ и d₁ соответствует начальная температура теплоносителя t₁ равная 1715°С. Определяем конечные параметры процесса сушки:

1. По точке пересечения линии /) = const с линией cp=il0O% = = const находим условную температуру порошка еа выходе из су­шилки /м2 = 86'Ч1

2. Величину удельных потерь определяем по формуле

где с_м — теплоемкость суспензии, равная 0,92 кдж/кг·град; — соответственно температура материала в начале и конце процесса сушки в ⁰С; —количество влаги, содержащейся в шликере, в кг/ч; —остаточное количество влаги в материале в кг/ч; —относительная величина теплопотерь в окружающую среду;

3. В соответствии с известными правилами построения процесса сушки по I-d -диаграмме из начальной точки процесса (I₁d₁) проводим линию действительного процесса сушки и определяем d₂ = 870 г/кг.

Действительный расход теплоносителя на сушку равен:

4. Расход тепла на сушку.

5. Расход природного газа при теплотворности 35200 кдж/м³

6. Удельный расход тепла на сушку

Некоторые данные по удельному расходу тепла на сушку изделий приводятся в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Удельный расход тепла

Тип сушки и изделия	Влажность в % .		Продолжительность сушки в ч		Расход тепла в кжд/кг вл.
	началь­ная	конеч­ная
Туннельные сушилки
Сушка керамических плиток на эта жерках или печных вагонетках:
облицовочные плитки	8	1	48	7540
плитки для полов	8	1	48	6700
Сушка плиток для полов на полоч­ных вагонетках	8	1	12-14	5020
Сушка санитарно-строительных изделий:
унитазы	16	1	36	9420
умывальники	16	1	24	9420
Сушка керамических труб с предварительным подвяливанием	17	3	18	7120
Сушка глиняного сырца:
дымовыми газами	18-26	3-6	18-36	5440-6280
калориферным воздухом	18-26	5-6	18-36	7950-8790
Конвейерные сушилки
Сушка керамических труб диамет­ром:
до 400 мм	17	3	24	7000
более 400 мм	17	3	36	7000