Лекция 28 (4.4.7)

4.4. Пожарная безопасность типовых технологических процессов

4.4.7. Пожарная безопасность процессов сушки

Введение

В химической, пищевой, строительной и других отраслей промышленности часто необходимо получать су­хой продукт или продукт с необходимой влажностью. Для этого используют процессы сушки.

Вопросы:

1. Способы удаления влаги.

2. Виды сушилок и их конструкции.

3. Пожарная опасность процессов сушки и меры профилактики.

Вопрос 1. Способы удаления влаги

Под влагой мы подразумеваем любую жидкость, находящуюся в веществе, которая должна быть частично или полностью удалена.

Количество влаги, выраженное в процентах, называется влажностью материала. Она может быть рассчитана по отношению к общему количеству материала (относительная влажность) или по отношению к количеству находяще­гося в нем абсолютно сухого вещества (влагосодержание).

По своей физической сущности сушка является сложным тепломассобменным процессом, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала в окружающую среду.

Сушка – термодинамический, диффузионный процесс удаления жидкости из твердых материалов путем ее испарения.

Аппараты для осуществления процесса сушки называют сушилками.

Испарение жидкости из твердого материала может происходить при различных температурах.

Сушку материалов можно производить естественным и искусственным путями. Естественная сушка обычно производится на открытом воздухе, под навесами или в специальных сараях и пред­ставляет собой процесс, при котором сушильный агент (воздух), поглотивший пары влаги, отводится из зоны сушимого материала без искусственных мероприятий (сушка зерна, сена, древесины и т.д.).

Однако, если парциальное давление паров жидкости в порах материала выше равновесного давления в окружающей среде, то для ускорения процесса сушки подводится тепло. В зависимости от способа подвода тепла для испарения жидкости и способа удаления влаги различают следующие методы сушки:

1. газовая (конвективная) сушка, характеризующаяся непосредственным контактом высушиваемого материала с потоком нагретого газа (воздух, топочные газы, азот и т.п.), который сообщает тепло, одновременно поглощая и унося с собой образовавшиеся пары;

2. контактная (кондуктивная) сушка, при которой тепло сообщается высушиваемому материалу каким-либо теплоносителем, действующим через поверхность нагрева. Для этих целей чаще всего используется водяной пар, который при этом конденсируется. При контакте с поверхностью теплообмена (плоская стенка, трубный пучок и т.п.) высушиваемый материал нагревается. Испарившаяся жидкость уходит из материала в виде паров (например, пары растворителя), которые удаляются из сушилки и могут быть направлены на конденсацию и затем возвращены в технологический цикл. В контактных сушилках часто создают вакуум, что позволяет ускорить процесс сушки и проводить его при меньшей температуре высушиваемого материала, т.е. при увеличенной разности температур между теплоносителем и высушиваемым материалом;

3. радиационная сушка, реализуемая путем передачи тепла инфракрасным излучением. Этот способ используют для высушивания тонколистовых материалов и лаковых покрытий;

4. диэлектрическая сушка, при которой материал высушивается в поле высокой частоты. Такой способ применяется для сушки толстолистовых материалов, он позволяет регулировать температуру не только на его поверхности, но и в глубине материала;

5. сублимационная сушка, при которой влага из предварительного замороженного состояния, минуя жидкое, переходит в парообразное состояние. Процесс осуществляется при глубоком вакууме и низких температурах;

6. комбинированная сушка: радиационно-конвективные и паровысокочастотные сушилки, в которых осуществляется несколько тепловых процессов, например, сушка и охлаждение и т.д.).

В процессах нефтегазопереработки наиболее часто приходится иметь дело с газовой сушкой влажных материалов нагретым воздухом или горячими дымовыми газами и контактной сушкой.

Специальная сушка такая как, удаление влаги из газов и жидкостей, на практике называемой «осушкой», представляет другие процессы: адсорбцию и абсорбцию. С этими процессами мы с вами уже знакомы.

Сушке могут подвергаться, как горючие, так и негорючие материалы, из которых могут испаряться, как горючие, так и негорючие жидкости. Все процессы сушки, за исключением сушки негорючих материалов от негорючих жидкостей, являются пожароопасными.