Практическая работа 5

Тема: Изучение конструкции адсорбера одно- и многоступенчатого.

Цель: Изучить конструкцию и принцип работы адсорбера одно- и многоступенчатого.

Теоретические сведения:

Адсорбция – это поглощение газов или паров из газовых смесей или растворенных веществ из растворов твердыми поглотителями, называемыми адсорбентами. Процесс адсорбции происходит в аппаратах, называемыми адсорберами.

Аппараты для работы с неподвижным адсорбентом весьма просты в устройстве – они представляют собой цилиндрические вертикальные или горизонтальные емкости, заполненные адсорбентом. Аппараты для работы с движущимся зернистым адсорбентом подразделяются на аппараты типа полых колонн и аппаратов с механическими транспортными приспособлениями. Первые применяются для адсорбции из газовой фазы, вторые – жидкой.

Рассмотрим принцип работы и конструкцию аппарата для работы с псевдоожиженным пылевидным адсорбентом.

Рис.5.1. Одноступенчатый адсорбер с псевдоожиженным адсорбентом:1-корпус, 2- газораспределительная решетка, 3- пылеотделяющее устройство.

Адсорбер (рис.5.1.) представляет собой цилиндрический корпус 1, внутри которого смонтирована газораспределительная решетка 2 и пылеотделяющее устройство 3. Адсорбент загружается в аппарат сверху через трубу и выводится через трубу снизу. Рабочий газ вводится в адсорбер через нижний патрубок и выводится через верхний.

Рис.5.2.Схема многоступенчатого адсорбера с псевдоожиженным слоем адсорбента: 1-колонна; 2- газораспределительная решетка; 3-переливной патрубок: 4-затвор-отводник.

Многоступенчатый адсорбер с псевдоожиженным слоем адсорбента представляет собой колонну 1, (рис.5.2.) в которой смонтирована газораспределительная решетка 2 с переливными патрубками 3, выполняющими одновременно функции затворов для газового потока. Адсорбент поступает в верхнюю часть аппарата и протекает со ступени на ступень сверху вниз. В нижней ступени адсорбент выгружается через затвор- отводчик. Рабочий газ поступает снизу и удаляется через верхний патрубок. В таких адсорбционных колоннах движущая сила процесса используется наиболее эффективно.

Вывод: Изучили конструкцию и принцип работы одно- и многоступенчатого адсорбера.

Контрольные вопросы:

1.Дайте определение процессу адсорбции.

2.Что собой представляет адсорбент и перечислите вещества, используемые в качестве адсорбентов на химическом производстве.

3.В каком аппарате из представленных наиболее эффективно используется движущая сила процесса?

Практическая работа 6

Тема: Изучение конструкции сушилок.

Цель: Изучить конструкции и принцип работы сушилок различных видов.

Теоретические сведения:

Сушкой называется процесс удаления влаги из твердых влажных материалов путем ее испарения и отвода образующихся паров. Сушка в технике осуществляется двумя основными способами:

- нагреванием влажных материалов теплоносителем через твердую непроницаемую перегородку – процесс контактной сушки;

- нагреванием влажных материалов путем непосредственного контакта с газовым теплоносителем (воздух, топочные газы и др.) - газовая или воздушная сушка.

Иногда тепло подводится к высушиваемому материалу токами высокой частоты или инфракрасными лучами; указанные способы сушки называют соответственно диэлектрической и радиационной.

Аппараты, применяемые для процесса сушки обычно называют сушилками. Соответственно перечисленным способам высушивания различают сушилки для контактной сушки, для сушки газовым теплоносителем и сушилки специального назначения.

Рассмотрим конструкцию и принцип работы некоторых из них:

Барабанные сушилки. Эти сушилки широко применяются для непрерывной сушки при атмосферном давлении кусковых, зернистых и сыпучих материалов (минеральных солей, фосфоритов и др.)

Барабанная сушилка имеет цилиндрический барабан, установленный с небольшим наклоном к горизонту (1/15—1/50) и опирающийся с помощью бандажей 2 на ролики 3. Барабан приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу 4 и редуктор. Число оборотов барабана обычно не превышает 5 — 8 об мин; положение его в осевом направлении фиксируется упорными роликами 5. Материал подается в барабан питателем 6, предварительно подсушивается, перемешиваясь лопастями 7 приемно-винтовой насадки, а затем поступает на внутреннюю насадку, расположенную вдоль почти всей длины барабана. Насадка обеспечивает равномерное распределение и хорошее перемешивание материала по сечению барабана, а также его тесное соприкосновение при пересыпании с сушильным агентом — топочными газами.

Газы и материал особенно часто движутся прямотоком, что помогает избежать перегрева материала, так как в этом случае наиболее горячие газы соприкасаются с материалом, имеющим наибольшую влажность. Чтобы избежать усиленного уноса пыли с газами последние просасываются через барабан вентилятором 8 со средней скоростью, не превышающей 2— 3 м/сек. Перед выбросом в атмосферу отработанные газы очищаются от пыли в циклоне 9. На концах барабана часто устанавливают уплотнительные устройства (например, лабиринтные), затрудняющие утечку сушильного агента.

У разгрузочного конца барабана имеется подпорное устройство в виде сплошного кольца или кольца, образованного кольцеобразно расположенными поворотными лопатками (в виде жалюзи). Назначение этого кольца — поддерживать определенную степень заполнения барабана материалом; как правило, степень заполнения не превышает 20%. Время пребывания обычно регулируется скоростью вращения барабана и реже — изменением угла его наклона. Высушенный материал удаляется из камеры 10 через разгрузочное устройство 11, с помощью которого герметизируется камера 10 и предотвращается поступление в нее воздуха извне. Подсосы воздуха привели бы к бесполезному увеличению производительности и энергии, потребляемой вентилятором 8.

Сушилка распылительная:

Рис. 6.2.. Распылительная сушилка: 1 — камера сушки; 2 — форсунка; 3 — шнек для выгрузки высушенного материала; 4 — циклон; 5 — рукавный фильтр; 6 — вентилятор; 7 — калорифер.

Туннельные сушилки (рис.6.3.)-камерные сушилки непрерывного действия. Представляют собой длинные (типа коридора) камеры, внутри к-рых по рельсам перемещаются тележки (вагонетки) с лежащим на лотках или противнях высушиваемым материалом. Нагретый воздух обтекает лотки прямо- или противотоком; возможна рециркуляция воздуха. Эти сушилки используют для С. кирпича, керамич. изделий, окрашенных и лакированных металлич. пов-стей, пищ. продуктов и т. п.

Рис. 6.3. Туннельная сушилка: 1-камера (коридор); 2-вагонетки; 3-вентиляторы; 4-калориферы.

Ленточные сушилки (рис. 6.4) обычно выполняют в виде многоярусного ленточного транспортера, по к-рому в камере, действующей при атм. давлении, непрерывно перемещается материал, постепенно пересыпаясь с верх. ленты на нижележащие (скорость каждой ленты 0,1-1 м/мин). Сушильный агент может двигаться со скоростью не более 1,5 м/с прямо- или противотоком, а также сквозь слой материала при наличии перфорир. ленты. Эти сушилки компактнее, чем камерные и туннельные, и отличаются большей интенсивностью С., однако также сложны в обслуживании из-за необходимости ручного труда, перекосов и растяжений лент. Область применения-С. зернистых, гранулир., крупнодисперсных и волокнистых материалов; непригодны для С. тонкодисперсных пылящих материалов. Для С. последних используют ленточные сушилки с формующими питателями, напр. рифлеными вальцами (вальце-ленточные С.).

Рис. 6.4. Ленточная сушилка: 1-камера; 2, 6-загрузочный и разгрузочный бункеры; 3 - ленточный транспортер; 4 - калорифер; 5- вентилятор.

Для обезвоживания пастообразных и листовых (напр., бумаги) материалов иногда служат непрерывно действующие при атм. давлении петлевые сушилки (рис. 6.5)-разновидность ленточных сушилок. Влажный материал с помощью питателя подается на бесконечную сетчатую ленту, вдавливается в ее ячейки, проходя через обогреваемые паром валки, после чего поступает в сушильную камеру, где движущаяся сетка образует ряд петель. Посредством автоматич. ударного устройства высушенный материал сбрасывается в разгрузочный шнек. Горячий сушильный агент движется поперек ленты. Такие сушилки обычно работают с промежуточным подогревом воздуха, частичной рециркуляцией его по зонам и обеспечивают большую скорость С. по сравнению с камерными сушилками.

Рис. 6.5. Петлевая сушилка: 1-питатель; 2-лента; 3-валки; 4-автоматич. ударное устройство; 5-разгрузочный шнек; 6-вентиляторы.

Контрольные вопросы:

1.Перечислите основные способы сушки влажного материала.

2.Расскажите особенности конструкции и принцип работы ленточной сушилки.

3. Расскажите особенности конструкции и принцип работы барабанной сушилки.

4. Расскажите особенности конструкции и принцип работы камерной сушилки.

5. Расскажите особенности конструкции и принцип работы петлевой сушилки.