21.13.2. Контактные сушилки

При кондуктивной сушке теплота передается материалу в основном теплопроводностью от нагретой поверхности. В качестве источника теплоты в большинстве случаев используют водяной пар, высококипящие органические теплоносители, воду с температурой выше 100°С (373 К) при соответствующем давлении, а также расплавы солей или металлов. При этом теплота к материалу передается через стенку с хорошей теплопроводностью. Коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя к стенке достаточно велики. Поэтому нагретые газы редко применяются в качестве источника теплоты (вследствие малых коэффициентов теплоотдачи). Можно также нагревать непосредственно металлическую стенку, на которой расположен материал, токами повышенной частоты с небольшими перепадами напряжения.

Вакуум-сушильные шкафы (рис. 21-26) являются простейшими контактными сушилками периодического действия. В настоящее время их используют для сушки малотоннажных продуктов в производствах с разнообразным ассортиментом продукции, где применение высокопроизводительных механизированных сушилок непрерывного действия экономически неоправданно.

Рис. 21-26. Установка с вакуум-сушильным шкафом:

1 - корпус (камера); 2- противни с высушиваемым материалом; 3 -обогреваемые паром полки; 4 - конденсатор; 5 - вакуумный насос

Вакуум-сушильный шкаф представляет собой цилиндрическую (реже прямоугольную) камеру 1, в которой размещены полые плиты (полки) 3, обогреваемые изнутри паром или горячей водой. Высушиваемый материал находится в лотках 2 (противнях), установленных на плитах. Во время работы камера герметично закрыта и соединена с установкой для создания вакуума, например с поверхностным конденсатором и вакуум-насосом. Загрузка и выгрузка материала производятся вручную.

Вакуум-сушильные шкафы пригодны для сушки легкоокисляющихся, взрывоопасных и выделяющих вредныiе или ценные пары веществ. Однако они малопроизводительны и малоэффективны, поскольку сушка в них происходит в неподвижном слое при наличии плохо проводящих тепло зазоров между противнями и греющими плитами.

Вальцовые сушилки (рис. 21-27) -одно- и двухвальцовые -предназначены для сушки, например, пастообразных и жидких материалов при атмосферном давлении или в вакууме.

Основной частью двухвальцовых сушилок (см. рис. 21-27,б), наиболее часто применяемых в химических производствах, являются пустотелые, медленно вращающиеся навстречу друг другу вальцы 1. Сверху между вальцами непрерывно поступает высушиваемый материал. Греющий пар подают через полую цапфу (см. рис. 21-27,в) внутрь каждого из вальцов, а паровой конденсат отводят через специальную сифонную трубку. Вальцы можно также обогревать горячей водой или высокотемпературными органическими теплоносителями.

Рис. 21-27. Вальцовые сушилки:

а-одновальцовая; б-двухвальцовая; в-схема обогрева вальцов; 1 – вальцы; 2 - корыто; 3 - ножи; 4 - слой материала

Рис. 21-28. Гребковая вакуум-сушилка периодического действия:

1 - корпус; 2 - паровая рубашка; 3 - мешалка с гребками; 4 - загрузочный люк; 5 - штуцер для отсоса воздуха и паров влаги; 6 -разгрузочный люк; 7 - переваливающиеся валки

Материал покрывает вальцы тонкой пленкой, толщина которой определяется величиной зазора между вальцами. Обычно ширина зазора не превышает 0,5 - 1 мм и регулируется путем перемещения ведомого вальца. Высушивание материала происходит интенсивно в тонком слое в течение одного неполного оборота вальцов. Пленка подсушенного материала 4 снимается ножами 3, расположенными вдоль образующей каждого вальца. Чем тоньше слой материала на вальцах, тем быстрее и равномернее он сушится. Однако вследствие малой продолжительности сушки часто требуется дополнительная сушка, осуществляемая в горизонтальных лотках с паровым обогревом (досушивателях), в которых вращаются валы с гребками.

В одновальцовых сушилках (см. рис. 21-27, а) в корыте 2 вращается одни полый, обогреваемый изнутри барабан (валец) 1. Под ним имеется питающее устройство с мешалкой (на рисунке не показана). Материал тщательно перемешивается в ванне питающего устройства и наносится тонким слоем (1-2 мм) на валец. В остальном работа одновальцовой сушилки не отличается от работы двухвальцовой.

Вакуумные вальцовые сушилки работают по тому же принципу, что и описанные выше - атмосферные, но в них все рабочие части находятся внутри герметичного кожуха, соединенного с источником вакуума.

В вальцовых сушилках возможна эффективная сушка в тонком слое (пленке) материалов, не выдерживающих длительного воздействия высоких температур, например, красителей. Продолжительность сушки регулируется частотой вращения вальцов.

Гребковые вакуум-сушилки (рис. 21-28). В этих контактных сушилках периодического действия скорость сушки несколько увеличивается в результате перемешивания материала медленно вращающейся горизонтальной мешалкой с гребками; вместе с тем они

не требуют ручной загрузки и выгрузки материала подобно вакуум-сушильным шкафам.

Гребковая сушилка заключена в цилиндрический корпус 1 с паровой рубашкой 2. Гребки мешалки 3 жестко закреплены на валу взаимно перпендикулярно; на одной половине длины барабана гребки изогнуты в одну сторону, на другой половине - в противоположную. Кроме того, мешалка имеет реверсивный привод, автоматически меняющий каждые 5-8 мин направление ее вращения. Поэтому при работе мешалки материал, загруженный через люк 4, периодически перемещается от периферии к середине барабана и в обратом направлении. Вал мешалки может быть полым и через него можно также производить нагрев высушиваемого материала. Свободно перекатывающиеся между гребками валки 7 способствуют разрушению комков и дополнительно перемешивают материал. Разгрузка высушенного материала производится через люк 6. Камера сушилки соединена с поверхностным или барометрическим конденсатором и вакуум-насосом.

Производительность сушилки зависит от температуры греющего пара, величины разрежения и влажности материала. Сушилки этого типа часто применяют в анилинокрасочной промышленности.

Следует отметить, что применение вакуумных сушилок в химической промышленности, несмотря на их более высокую стоимость и сложность изготовления, диктуется технологическими соображениями: они пригодны для сушки чувствительных к высоким температурам, а также токсичных и взрывоопасных веществ, для удаления паров неводных растворителей из твердого материала.