Изменение температуры материала в процессе сушки.

Для анализа процесса сушки, помимо кривых скорости, важно знать так же характер изменения температуры материала θ в зависимости от его влажности ω^с (рисунок 1.4), так как с изменением θ могут изменяться свойства материала.

Рисунок 1.4 Температурная кривая материала.

За кратковременный период подогрева материала его температура быстро повышается и достигает постоянного значения – температуры мокрого термометра t_м. в период постоянной скорости сушки (1 период) все тепло, подводимое к материалу, затрачивается на интенсивное поверхностное испарение влаги и температура материала остается постоянной, (θ=t_м). В период падающей скорости (2 период) испарение влаги с поверхности материала замедляется и его температура начинает повышаться,(θ › t_м). Когда влажность материала уменьшается до равновесной и скорость испарения ваги падает до нуля, температура материала достигает наибольшего значения-становится равной температуре окружающей среды, (θ=t_в).

Температурная кривая на рисунке 1.4 (сплошная линия) характерна для материалов, высушиваемых в виде тонких слоев. Для материалов, высушиваемых в толстом слое, при конвективной сушке температура во внутренних частях в течение почти всего процесса ниже, чем на поверхности. При сушке тонких пластин это “отстаивание” температуры проявляется значительно слабее и может возникать только во 2 периоде, в пределах от ω^с_кр1 и ω^с_кр2 , когда происходит углубление поверхности испарения материала [3].

2. Конструкция барабанной сушилки и принцип ее действия

Рисунок 2.1 Технологическая схема сушильной установки. БС - барабан сушильный, Т - топка, Б - бункер, ПШ – шнековый транспортер, Ц -циклон, ЛТ - ленточный транспортер, Bl, B2, ВЗ - вентиляторы

Сырой материал (рисунок 2.1) из расходного бункера Б с помощью шнекового транспортера ПШ равномерно подается в сушильный барабан БС. Сушка осуществляется смесью дымовых газов с атмосферным воздухом.

Природный газ сжигается в топке Т, в которую с помощью вентилятора В1 подается атмосферный воздух на горение с коэффициентом избытка α. Образовавшиеся топочные газы имеют высокую температуру, для получения заданной температуры в камеру смешения вентилятором В2 подается атмосферный воздух.

Основной параметр газовоздушной смеси – температура, поддерживается с помощью увеличения или уменьшения подачи атмосферного воздуха на горение. Расход газовоздушной смеси поддерживается регулированием подачи природного газа в топку.

В сушильном барабане работающем по прямоточной схеме осуществляется тесный контакт высушиваемого материала и сушильного агента. Это достигается за счет использования подъемно-лопастных или распределительных насадок внутри барабана, обеспечивающих интенсивное перемешивание материала.

Высушенный материал попадает на ленточный транспортер ЛТ, газовоздушная смесь поступает в циклон Ц на очистку, а затем вентилятором ВЗ выбрасываются в атмосферу. Высушенный материал и мелкая фракция высушенного материала из циклона Ц с помощью транспортера ЛТ отправляется на дальнейшую переработку.

Основной частью барабана сушилки является сварной или клепанный металлический цилиндр длиной от 1 до 3, 5 метров. Внутренняя поверхность барабана в целях улучшения процессов теплообмена и сушки заполняется различными насадками или разделяются на ячейки (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 Системы насадок барабанных сушилок

Насадки типа а, б, д, е, и, к применяют для крупнокусковых материалов, склонных к налипанию внутри барабана. Насадки типа г, в и ж, з применяют для сыпучих, мелкокусковых материалов. Насадки и, к, л, н образующая в барабане отдельные сектора, применяется для крупнокускового материала, обладающего удельным весом или малой сыпучестью.

На корпус барабана надеваются два бандажа, которыми барабан опи­рается на две пары опорных роликов, для предотвращения смещения по оси служат два упорных ролика. Бандажи представляют собой кольца прямоу­гольного, квадратного или коробчатого сечения.

Привод барабана осуществляется от электродвигателя через редуктор и открытую передачу. Частота вращения составляет 0,5-8 об/мин.

С одной стороны барабана находится топка и питающее устройство, а с другой – разгрузочное устройство и пылеуловитель с вентилятором. Специальными уплотнениями достигается предотвращение подсоса наружного воздуха, который особенно нежелателен со стороны ввода теплоносителя.

Для сжигания природного газа в топке сушильного барабана в настоящее время в промышленности наибольшее распространение получили горелки типа ГНП (горелка низкого давления пламенная) производительностью от 1,4 до 365 м³ /час по природному газу (рисунок 2.3). Горелки устойчиво работают при изменении коэффициент расхода воздуха в пределах от 0,7 до 1,4.

Рисунок 2.3 Горелка ГНП: 1 - плита, 2 - горелочный камень, 3 - наконечник сопла, 4 – корпус горелки

Очистка отработанного теплоносителя осуществляется в циклонах одиночных или групповых.