17.8. Классификация и конструкции сушилок

Классифицировать сушилки можно по различным признакам:

- по способу подвода тепла, как и виды сушки (конвективные, контактные, радиационные, диэлектрические, сублимационные);

- по состоянию слоя высушиваемого материала (с неподвижным, движущимся плотным слоем, перемешиваемым, взвешенным и т.д.);

- по виду теплоносителя (воздушные, газовые, паровые, жидкие);

- по способу организации процесса (периодические и непрерывные);

- по взаимному направлению движения сушильного агента и материала (противоточные, прямоточные, с перекрестным и смешанным током);

- по давлению в сушильной камере (атмосферные, вакуумные, под избыточным давлением);

- по виду материала и т.д.

За основу классификации сушилок обычно принимают два первых признака.

17.8.1. Конвективные сушилки

Как уже отмечалось, конвективные сушилки наиболее распространены в химической промышленности, а в качестве сушильного агента чаще всего применяется воздух.

17.8.1.1. Сушилки с неподвижным или движущимся плотным слоем материалом

Камерные сушилки. Данные сушилки, как правило, являются воздушными, периодического действия, атмосферными и предназначены для сушки различных материалов (сыпучих, кусковых, пастообразных). Конструкция сушилки изображена на рис. 17.10.

Рис. 17.10. Камерная сушилка: 1 полки с материалом; 2вентилятор; 3основной калорифер; 4дополнительные калориферы; 5заслонки; 6 и 7штуцеры для входа свежего и выхода отработанного воздуха.

Материал в сушильной камере располагается на полках (противнях) 1, которые устанавливаются на стеллажах или для удобства загрузки-выгрузки в вагонетках. Полки с помощью перегородок (козырьков) делятся на несколько зон последовательного прохождения сушильного агента. После загрузки влажного материала свежий воздух через штуцер 6 засасывается вентилятором 2, нагревается в основном калорифере 3 и поступает в первую зону сушильной камеры. После её прохождения относительная влажность воздуха увеличивается, а температура уменьшается. Далее воздух попадает в дополнительный калорифер, где происходит противоположный процесс нагревания воздуха, сопровождающийся уменьшением его относительной влажности (см. разд. 17.3). Затем воздух последовательно проходит следующие зоны сушильной камеры и дополнительные калориферы. Отработанный воздух отводится через штуцер 7, при необходимости часть его смешивается со свежим воздухом, обеспечивая совместно с дополнительными калориферами менее «жесткие» условия сушки (см. разд. 17.6). Соотношение расходов рециркулирующего и отработанного воздуха регулируется задвижками (шиберами) 5.

Достоинствами камерных сушилок являются простота устройства, отсутствие движущихся частей (предотвращается механическое разрушение материала) и возможность сушки различных материалов, а недостатками периодичность действия и как следствие низкая производительность, использование ручного труда при загрузке и выгрузке материала, неравномерность его сушки (при значительной толщине слоя верхние слои сушатся существенно лучше нижних). Камерные сушилки применяются, как правило, для сушки небольшого количества материала при значительной длительности процесса.

Туннельные сушилки. Туннельные сушилки, изображенные на рис. 17.11 (вид сверху), схожи с камерными. Основное отличие заключается в непрерывности их действия, что обеспечивается движением вагонеток 2 с расположенным на полках материалом (см. рис. 17.10, позиция 1) вдоль длинной камеры (туннеля) 1, герметичность которой обеспечивается дверями 6, открывающимися лишь на время входа или выхода вагонетки. Перемещаются вагонетки по замкнутому контуру, как правило, по рельсам с помощью троса. Взаимное движение сушильного агента и материала по всей камере обычно противоточное, а для отдельной вагонетки перекрестное. Как и в камерных сушилках, как правило, применяются дополнительные калориферы 5, а поскольку длина туннеля велика, то и дополнительные вентиляторы 3.

Рис.17.11. Туннельная сушилка: 1 камера; 2вагонетки; 3вентиляторы; 4основной калорифер; 5дополнительные калориферы; 6герметичные двери; 7, 8штуцеры для входа свежего и выхода отработанного воздуха

Достоинства и недостатки туннельных и камерных сушилок весьма схожи. Преимуществом туннельных сушилок является непрерывность процесса. Применяются они обычно для сушки большого количества штучных изделий.

Ленточные сушилки. Эти сушилки являются непрерывными, атмосферными, сушильным агентом может служить как нагретый воздух, так и топочные газы, взаимное движение материала и сушильного агента может организовываться по различным схемам, сушке подвергаются зернистые, гранулированные и волокнистые материалы средних размеров.

Влажный материал попадает в сушильную камеру через питатель 1 (рис.17.12) на перемещающуюся замкнутую ленту транспортера 2, изготовленную, как правило, из сетки или перфорированного штампованного материала, что обеспечивает прохождение через нее, а также слой материала сушильного агента. Движение замкнутой ленты обеспечивается вращающимися барабанами 3. Обычно используется несколько лент, расположенных одна под другой. Материал пересыпается с верхней ленты на нижнюю и при этом перемешивается. С самой нижней ленты материал ссыпается в бункер 4 и удаляется из сушилки. Сушильный агент входит через штуцер 5, проходит сквозь ленты транспортера и слои материала (перекрестный ток) и выходит через штуцер 6. Возможны и другие схемы движения сушильного агента, так часть его может двигаться над поверхностью материала, он может подогреваться в дополнительных калориферах или дополняться свежим сушильным агентом.

Рис.17.12. Ленточная сушилка: 1 питатель; 2лента транспортера; 3барабаны; 4бункер; 5, 6штуцеры для входа свежего и выхода отработанного воздуха

Недостатками ленточных сушилок по сравнению с камерными и туннельными являются большая сложность конструкции и обслуживания, а преимуществами повышение равномерности высушивания материала за счет перемешивания при пересыпании с одной ленты на другую и прохождения сушильного агента сквозь слой материала, а также возможность отказа от ручного труда при загрузке и выгрузке материала.

Петлевые сушилки. По своим классификационным характеристикам петлевые сушилки совпадают с ленточными за исключением вида высушиваемого материала, так как они предназначены для сушки пастообразных материалов.

Влажный пастообразный материал из питателя 1 (рис. 17.13) направляется на сетчатую замкнутую ленту 2, вдавливается в нее вальцами 3 и перемещается с ней по сушильной камере. Петлеобразное движение ленты, увеличивающее путь и время пребывания в сушилке, обеспечивается цепным конвейером 4 и системой роликов 5. Сушильный агент, движущийся в поперечном направлении (перпендикулярно плоскости рисунка), контактирует с обеими сторонами ленты, создавая достаточно большую поверхность взаимодействия с материалом. Высушенный материал с помощью автоматического ударного устройства 6 стряхивается с ленты, попадает в бункер 7 и выводится из сушилки.

Рис.17.13. Петлевая сушилка: 1 питатель; 2сетчатая лента; 3вальцы; 4цепной конвейер; 5ролики; 6ударное устройство; 7бункер

Достоинствами петлевых сушилок по сравнению с камерными и туннельными являются большие интенсивность и равномерность высушивания пастообразных материалов, отказ от ручного труда, а недостатками сложность конструкции и значительные эксплуатационные затраты.