2. Характеристика распылительных сушилок

Распылительные сушилки при­меняются для сушки диспергирован­ных жидких материалов: различных жидких раство­ров. Основной частью этих сушилок является камера, внутри которой сушка происходит при распылении поступающего в нее жидкого мате­риала.

Сушимый материал распыливается в сушилке до капель, диаметр которых обычно составляет несколь­ко десятков микрон; благодаря вы­сокой дисперсности образуется раз­витая поверхность соприкосновения материала с сушильным агентом. Удаление из капель влаги, т. е. соб­ственно сушка и получение готово­го продукта в виде порошка проис­ходит в течение нескольких секунд.

Сушка распылением обусловли­вается тремя основными процесса­ми: распылением раствора, смеше­нием газа и частиц раствора, тепло-и массообменном между ними. Кро­ме того, сушка распылением непосредственно связана с выделением сухих частиц из потока газов. Сово­купность этих процессов определяет эффективность и технико-эко­номические показатели распыли­тельных сушильных установок.

В технике сушки применяются три способа распыления растворов: механическими и пневматическими форсунками и центробежными дис­ками.

Механическое распыление про­изводится при помощи форсунок различных конструкций, к которым жидкость подается под давлением 30—200 атм. Размер капель обычно составляет от 1 до 150 мк и зависит от давления и свойств жидкости. На рис.1 показана форсунка для механического распыления жидко­сти.

Рис.1 Механическая форсунка для распыления жидкости.

1-гайка; 2-труба; 3-контргайка; 4-шайба; 5-завихриватель.

Преимущества механических форсунок состоят в их бесшумной работе, незначительном расходе электроэнергии (4—10 КВт на тон­ну распиливаемого раствора) и вы­сокой производительности одиноч­ных форсунок (до 4 500 кг/ч).

Недостатками являются: непри­менимость для распыла грубых сус­пензий или растворов, содержащих твердые частицы или кристаллы; значительная чувствительность к за­сорению и вследствие этого недопу­стимость применения форсунок с диаметром меньше 1 мм; невоз­можность регулирования производительности, так как при этом ме­няется дисперсность,а также самопроизвольное изменение произво­дительности, форсунки вследствие увеличения от износа диаметра вы­ходного отверстия форсунки.

Пневматическое распиливание производится за счет действия сжа­того воздуха давлением 1,5—5 атм специальными форсунками. На рис. 2 в качестве примера показана форсунка для распыливания сжатым воздухом.

вход сжатого

воздуха

Рис.2 Пневматическая форсунка.

1-устройство для регулирования зазора; 2-распылительная тарелка.

Преимуществами пневматическо­го распыления являются возмож­ность распыливания большинства растворов и суспензий, а также воз­можность регулирования, недостат­ками — значительный расход энер­гии по сравнению с другими спосо­бами распыла растворов, состав­ляющий 50—60 кВт•ч/т раствора. Кроме того, при больших производительностях установок приходится устанавливать до 35 форсунок. Пневматический распыл обычно тре­бует наличия энергоемкой компрес­сорной установки.

Распыление под действием цен­тробежной силы достигается пода­чей высушиваемой жидкости на диск, вращающийся со скоростью от 4 000 до 20 000 об/мин.

Для сушки различных жидких материалов рекомендуется прини­мать окружную скорость дисков по­рядка 130—200 м/сек, а для полу­чения высокой дисперсности — при­менять конструкции дисков, изобра­женные на рис.3, которые дали по сравнению с другими конструк­циями лучшие результаты. Они при начальной влажности растворов и суспензий 72—85% дают размер капель 18—8 мк и размер частиц высушенного продукта 2,5—1,5 мк.

б

Рис.3 Конструкции распылительных дисков.

а- плоский закрытый с зубьями;

б- трехъярусный с перегородками и зубьями.

Вращение распыляющего диска осу­ществляется или от высокооборот­ного электродвигателя, или от па­ровой турбинки, или через редуктор от электродвигателя. Диск монти­руется над приводом или укрепля­ется у потолка сушильной башни.

В случае привода от паровой турбинки обработавший пар исполь­зуется в подогревателях воздуха.

Подвод жидкости к распыливающему диску из бака происходит обычно при постоянном напоре и регулируется автоматически (с по­мощью поплавкового механизма и т. п.).

Преимуществами центробежного распыливания являются возмож­ность применения его для практи­чески любых растворов, включая пасты, суспензии и т. п., а также легкость регулирования производительности.

Недостатками являются сравни­тельно высокая стоимость распыливающего аппарата, его сравнитель­но сложная эксплуатация, а также необходимость (из-за широкого фа­кела) большого диаметра распыли­тельной сушилки и соответственно большой площади помещения.

На рис.4 представлены схе­мы сушки жидких материалов в рас­пыленном состоянии.

Наибольшее распространение получили распылительные сушилки с параллельным током газа и осаж­дающихся частиц. Их достоинством является возможность применения более высоких температур газа без перегрева сушимого материала. Это компенсирует меньшее время пребывания частиц в газовом пото­ке по сравнению с противотоком, который чаще всего применяется, когда требуется получить большой объемный вес порошка.

Рис.4 Схемы работы сушильных камер.

а, б, в- параллельный ток; д,е- смешанный ток

Распылительные сушилки, применяемые в производстве облицовоч­ных плиток, предназначены для получения пресспорошка нагреванием из распыляемой в ней фаянсовой суспензии. Распылительные сушилки значительно упрощают, механизируют и облегчают процесс производства, улучшается качество и снижается стоимость готовых изделий. Кроме того, с внедрением сушилок высвобождаются значительные производст­венные площади, занятые ранее более громоздким оборудованием, в ча­стности фильтрпресеами.