Сушилка с кипящим слоем
Рис. 67
В сушилках с кипящим слоем можно сушить сыпучие и пастообразные материалы, а также суспензии и растворы. Применение сушилок кипящего слоя позволяет значительно интенсифицировать процесс удаления влаги из материала за счет развитой поверхности контакта между частицами материала и сушильным агентом, выравнивания влажности и температуры в объеме слоя. К недостаткам этих сушилок можно отнести повышенный удельный расход энергии, пылеобразование и связанную с ним опасность возникновения взрывоопасных концентраций материала в воздухе. Простейшая однокамерная сушилка кипящего слоя рис.67 представляет собой вертикальную камеру прямоугольного сечения, в нижнюю часть которой через специальный люк устанавливаются сменные газораспреде-лительные решетки рис.68. Влажный материал загружается в сушильную камеру секторным питателем. Нагретый в калорифере воздух подается под решетку через штуцер и отводится через патрубок в верхней части камеры, огибая по пути отбойник, который выполняет функцию первичного сепаратора взвешенных частиц материала и направляет поток отходящего воздуха так, чтобы он подсушивал загружаемый материал. Необходимая высота кипящего слоя обеспечивается переливным порогом. Высушенный материал выгружается с помощью шнека. Газораспределительные решетки предназначены не только для равномерного распределения потока сушильного агента по сечению аппарата, но и поддержки слоя при остановке сушилки (исключают попадание материала в подрешеточное прост-ранство). Для сушки сыпучих материалов рекомендуют использовать плоские решетки, которые обеспечивают интен-сивное перемешивание материала вблизи отверстий, т.е. в зоне наиболее высоких температур. Желобчатые решетки, в которые сушильный агент подается тангенциально, обычно используют для сушки волокнистых материалов.
Рис. 68
Щелевые решетки представляют собой два ряда колосников, причем оси отверстий нижнего ряда совпадают с осями колосни-ков верхнего. Эти решетки применяются для сушки паст, суспен-зий и растворов с использованием слоя инертного носителя – фарфоровых шариков или фторопластовой крошки. Жидкий или пастообразный материал подается через форсунки на поверхность псевдоожиженного слоя инертного носителя. Материал налипает на поверхность гранул носителя, высушивается, скалывается и стирается с поверхности гранул при их соударениях, уносится из камеры пневмотранспортом и выделяется в системе сепарации и пылеочистки. Для удаления из мелкозернистых сыпучих матери-алов (dэ < 6¸8 мм) механически связанной влаги широко исполь-зуется сушка в режиме пневмотранспорта рис.69, которую чаще всего реализуют в трубах-сушилках диаметром до 1 м и длиной до 25 м. Скорость теплоносителя в трубах-сушилках весьма велика (10-40 м/с), поэтому время сушки не превышает нескольких секунд, материал не перегревается, не спекается, не прилипает к стенкам трубы. Материал в режиме пневмо-транспорта подается в трубу-сушилку из бункера шнековым питателем, а горячий воздух – из калорифера. Частицы материала подхватываются теплоносителем, интенсивно сушатся и транс-портируются в циклон. Из циклона высушенный материал удаляется шнеком, а воздух, пройдя систему тонкой пылеочистки, выбрасывается в атмосферу вентилятором. Расширитель на трубе служит для интенсификации сушки путем создания нестационарных условий движения смеси газа с материалом.
Гравитацион-ная
камера
циклон
труба-
сушилка
d=1м,
l=25
м
высушенный
материал
(1-5
сек)
влажный
материал
шнек
калорифер
свежий
воздух,
10-40 м/c
Рис. 69 Сушилка для зернистых материалов, d<8мм
Примерно10%общего числа конвективных сушилок составляют распылительные сушилки рис.70. Они предназначены для сушки растворов и суспензий с получением готового продукта в виде порошков или гранул. Тонкое распыление высушиваемого мате-риала создает весьма значительную поверхность испарения, что обеспечивает кратковременность процесса сушки (15¸20 с), и, как следствие, мягкие условия его проведения. Несмотря на прямо-точный контакт с высокотемпературным сушильным агентом, температура поверхности материала обычно невысока. Поэтому распылительные сушилки применяют для сушки термочувст-вительных продуктов биологического и органического синтеза с большой начальной влажностью. Одна из наиболее распростра-ненных конструкций распылительных сушилок представляет собой цилиндрическую камеру с коническим днищем, в верхней части которой установлено устройство для распыления высуши-ваемого материала (Рис.70). Горячий сушильный агент подается к факелу распыла раствора или суспензии, а отработанный – удаляется из нижней части сушильной камеры в систему пыле-очистки и далее в атмосферу. Готовый продукт выгружается через затвор в отводном штуцере на днище. Распыливающее устройство представляет собой либо диск на вертикальном валу, получающий интенсивное вращательное движение (до 40000 об/мин) от электропривода с мультипликатором, либо форсунку. Пневматическая форсунка, способна распыливать жидкость любой вязкости при широком диапазоне дисперсности содер-жащейся в ней твердой фазы. В центральный штуцер подается сжатый воздух или водяной пар давлением 0.5¸0.6 Мпа, а в боковой – высушиваемый раствор или суспензия. На выходе материал подхватывается потоком воздуха или пара, истекаю-щего из кольцевой щели между корпусом и тарелкой.
Рис.70 Распылительная сушилка