25. Конструкции и процессы тепломассообмена псевдожидкостного слоя мелкозернистого адсорбента.

26. Основные сведения по процессу экстракции компонентов из твердых веществ.

27. Устройства и расчет тепломассообмена экстракторов насадочного типа.

28. Устройства и расчет тепломассообмена экстракторов ректификационного типа.

29. Основные сведения по процессу сушки.

Тепловая сушка, или просто сушка, представляет собой про­цесс удаления влаги из твердых влажных материалов путем ее испарения и отвода образующихся паров. Сушка является наи­более распространенным способом удаления влаги из твердых и пастообразных материалов и проводится двумя основными способами:

1 путем непосредственного соприкосновения сушильного агента (нагретого воздуха, топочных газов) с высушиваемым материалом — конвективная сушка;

2 путем нагревания высушиваемого материала тем или иным теплоносителем через стенку, проводящую тепло, — кон­тактная сушка.

Принципиальные схемы сушки этими способами

_{а -конвективная; б- контактная.}

Сушка производится также путем нагревания высушиваемых материалов токами высокой частоты (диэлектрическая сушка) или инфракрасными лучами (радиационная сушка).

В особых случаях применяется сушка некоторых продуктов в замороженном состоянии при глубоком вакууме — сушка возгонкой, или сублимацией.

30. Устройства и расчет тепломассообмена конвективных сушилок.

Конвективные сушилки

1 Камерные сушилки - сушка материала про­изводится периодически при атмосферном давлении. Сушилки имеют одну или несколько прямоугольных камер, в которых ма­териал, находящийся на вагонетках или полках, сушится в не­подвижном состоянии.Разновидностью камерных сушилок является шкафная воз­душно-циркуляционная сушилка, работающая с про­межуточным подогревом и рециркуляцией части воздуха.

2 Туннельные (коридорные) сушилки являются камерными сушилками непрерывного действия, работающими при атмосфер­ном давлении. Они состоят из сушильной камеры, представляю­щей собой длинный закрытый коридор, в котором высушивае­мый материал перемещается в вагонетках (вагонеточные сушил­ки) или на бесконечной ленте (ленточные и петлевые сушилки).В камере туннельной ва­гонеточной сушилки (медленно перемещаются ваго­нетки с высушиваемым материалом. Передвижение вагонеток производится посредством лебедки.Основной частью ленточной су­шилки является горизонтальная бесконечная лен­та , которая движется в камере . Материал поступает с одного конца ленты и сбрасывается в высушенном виде с другого ее конца.

В петлевых сушилках произво­дится сушка пастообразных материалов в движущемся тонком слое.

3 Барабанные сушилки представляют собой цилиндрический наклонный барабан с двумя бандажами. Материал поступает с приподнятого конца барабана через питатель, захватывается винтовыми лопастями, на которых он подсушивается после чего перемещается вдоль барабана. Материал перемещается в сушилке при помощи внутренней насадки, равномерно распределяющей его по сечению барабана. Конструкция насадки зависит от размера кусков и свойств высушиваемого материла. Обычно в барабанных сушилках материал и сушильный агент движутся прямотоком, благодаря этому предотвращается пересушивание и унос материала топочными газами.

4 Пневматические сушилки. В пневматических сушилках мате­риал сушится во взвешенном состоянии. Зернистый или кристал­лический материал подается через питатель в вер­тикальную трубу в которую вентилятором снизу нагнетается воздух, нагретый в подогревателе. Мате­риал увлекается потоком воздуха и выбрасывается уже высушенным в сборник-амор­тизатор. В циклоне высушенный материал отделяется от воз­духа и удаляется через разгрузочное устройство. Воздух про­ходит фильтр и выводится в атмосферу. Продолжительность пребывания, материала в сушилке составляет всего несколько секунд; процесс протекает непрерывно.

5 Распылительные сушилки. Весьма значительное ускорение процесса сушки достигается при увеличении поверхности испарения влаги в сушилках, работаю­щих по принципу распыливания жидких растворов.

Исходный раствор (высушиваемый ма­териал) распыливается в сушильной ка­мере посредством механической фор­сунки. Сушильный агент — воздух за­сасывается через фильтр вентилятором в газовый подогреватель, где на­гревается топочными газами, поступаю­щими из топки. Через регулируемые щели нагретый воздух входит в су­шильную камеру и движется в ней па­раллельным током с распыливаемым ма­териалом. Капли жидкости, омываемые со всех сторон воздухом, в течение одной или нескольких секунд теряют влагу и осаж­даются в виде порошкообразных частиц на дне камеры. Сухой порошок удаляет­ся из сушилки при помощи скребков. Отработанный воздух, проходя через циклоны, очищается от пыли и затем подается вентилятором в скруббер.

6 Сушилки с кипящим (псевдоожиженным) слоем.

В камере смешения топочные газы смешиваются с воздухом, нагне­таемым вентилятором, и поступают в нижнюю часть сушилки, представляющей собой сушильную камеру с газораспределительной решеткой. Высушиваемый материал подается питателем в верхнюю часть камеры и образует кипящий слой в восходящем токе газа, проходящего сквозь отверстия решетки. Высушен­ный материал пересыпается через порог в сборник. Твердые частицы, уносимые потоком сушильного агента, отделяются в циклоне.

При сушке в кипящем слое в качестве сушильных агентов применяют топочные газы и воздух, сушку проводят в аппара­тах непрерывного и периодического действия, причем непрерыв­ная сушка производится в одноступенчатых и многоступенчатых сушилках.

Расчет сушилок

Расчет сушилок графоаналитическим способом с помощью I-х диаграммы. Этот способ прост, нагляден и дает достаточно точные для технических рас­четов результаты.

Например: задано - кол-во материала, поступающего в сушилку G1(кг/с), его начальная и конечная влажность (w1 и w2 в %). Определяем кол-во влаги W в кг/с, испаряемой в сушилке пользуясь формулами:

Затем находят производительность сушилки по высушенному материалу

Вычисляем удельные потери тепла в сушилке и определяем величину

Далее строят процесс на I-x диаграмме; определяют удельный расход l воздуха по формуле

Удельный расход тепла

Аналитический расчет сушилок

В некоторых случаях, например при малых перепадах тем­ператур и влагосодержаний сушильного агента, расчет суши­лок ведут аналитическим способом. Он точнее графо-аналитиче-ского способа, но связан с более громоздкими вычислениями.

Аналитический метод расчета сводится к совместному реше­нию основного уравнения теплового баланса, уравнения влагосодержания и уравнения энтальпии влаж­ного воздуха.

Уравнение теплового баланса конвективных сушилок

Уравнение влаосодержания

Уравнение энтальпии влажного воздуха

Если задана величина t2, то по уравнению энтальпии влажного воздуха находят 12, как функцию х2 и подставляя полученное выражение для 12 в уравнение теплового баланса определяют х2, а затем 12.

Если вместо t2 задано ϕ2 –относительное влагосодержание отработанного воздуха, то совместное решение уравнения теплового баланса сушилки и уравнения

Приводит к след. Зав-ти:

Данное уравнение решается подбором.Принимается произвольное значение t2 , затем находится по справочным таблицам давление насыщенного водяного пара , определяют энтальпию водяного пара в отработанном воздухе и подставляют найденные параметры в это уравнение до тех пор пока его левая и правая части не станут равными.

Состояние топочных газов на входе в сушилку хар-ся точкой В, которая определяется как точкапересечения линии заданной температуры газов с линией одного из параметров газов, например энтальпии.

Положение точки В на I — х-диаграмме может быть опреде­лено также путем построения процесса смешения топочных га­зов со свежим воздухом.

Дальнейшее построение про­цесса сушки ведется так же, как для воздушных сушилок.

31. Отличие процессов тепломассообмена в теоретической конвективной сушилке от процессов в реальной конвективной сушилке.

32. Устройства и расчет тепломассообмена контактных сушилок прямого и непрямого действия.

33. Специальные методы сушки токами высокой частоты и сублимацией.

34. Равновесие в системах жидкости газа. Законы Генри и Рауля.

35. Основные сведения о закономерностях процессов абсорбции.

36. Материальный и тепловой баланс процесса абсорбции.

37. Конструкции и тепломассообмен абсорберов поверхностного типа.

38. Конструкции и тепломассообмен барботажных абсорберов.

39. Конструкции и тепломассообмен распыливающих абсорберов.