66

Тема 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

В промышленности сушке подвергается множество материалов, различающихся химическим составом, дисперсностью, термочувствительностью, содержанием и формой связи влаги с материалом и другими свойствами. В связи с этим выбор рационального способа сушки, типа сушильной установки и конструкции сушильного аппарата – сложная технико-экономическая задача.

4.1 Рекомендации по выбору рационального способа сушки и сушильных установок

При выборе способа сушки первоначально необходимо принять во внимание состояние и свойства материала. Влажные материалы с этой точки зрения можно разделить на шесть групп:

1.Жидкие материалы (растворы, эмульсии, суспензии).

2.Пастообразные материалы (которые не перекачиваются насосами).

3.Сыпучие материалы (пылевидные, зернистые, кусковые).

4.Тонкие гибкие материалы (ткань, пленка, бумага).

5.Штучные, массивные по объему материалы и изделия (керамика стройматериалы, древесина - доски).

6.Сушка лакокрасочных покрытий.

Известен ряд методик и рекомендаций по выбору рационального способа сушки и сушильных установок. Например, в [1] представлены способы сушки материалов и характеристики процессов:

−для жидких материалов – вальцовые атмосферные, вальцовые вакуумные, распылительные сушилки;

−для пастообразных материалов – камерные сушилки с лотками, петлевые с мешалками;

−для твердых дисперсных материалов – ленточные конвейерные, шнековые и скребковые сушилки, паровые трубчатые, барабанные пневмотранспортные сушилки, а также сушилки с кипящим слоем;

−для тонких листовых материалов – петлевые цилиндрические сушилки;

67

−для штучных массивных изделий – камерные, туннельные, конвейерные сушилки;

−для сушки лакокрасочных покрытий – конвейерные (конвективные, радиа-

ционные, комбинированные) сушилки.

Существует методика выбора сушильного оборудования из числа, серийно выпускаемого заводами химического машиностроения, позволяющая сократить объем научно-исследовательских и проектных работ по аппаратурному оформлению процесса сушки. Тип сушильной установки можно выбрать пор таблице 7.1 [9], составленной на основе анализа статистических данных по использованию типовых аппаратов. Пользуясь этой таблицей, можно, имея минимальное число данных о свойствах материала, установить варианты аппаратов для сушки. Оптимальный тип аппарата определяется методом подсчета суммы баллов. Если для заданных условий эксплуатации встречается «0», возможность применения не рассматривается. Оценка «5» - оборудование рекомендуется, «3» - применение допустимо, но связано с дополнительными мерами подготовки продукта или изменениями в конструкции аппарата.

4.2 Основные этапы проектирования конвективной сушильной установки

После выбора типа сушилки необходимо выполнить следующие этапы проектирования (последовательность рассматривается для конвективной сушилки):

−выбрать оптимальный режим сушки материала (температуру сушильного агента на входе в сушильную камеру t1 и выходе из нее t2, влагосодержание агента на входе в сушильную камеру d1(особенно важно для сушки материалов с большой внутренней влагой – керамические изделия, древесина), скорость сушильного агента υ );

−выбрать вид сушильного агента (воздух, дымовые или инертные газы);

−выбрать тип и количество вентиляторов (осевых или центробежных);

68

−присушке воздухом выбрать тип калорифера, а при сушке дымовыми газами - тип топочной камеры;

−выбрать (при необходимости) тип транспортных устройств (ленточный транспортер, конвейер, вагонетки или тележки);

−выбрать схему КИП и А.

Далее осуществляется тепловой расчет сушильной установки, методика выполнения которого зависит от типа сушилки и способа подвода тепла к высушиваемому материалу (конвективный, контактный, терморадиационный, ТВЧ и т.д.).

В промышленности наиболее широкое применения находят конвективные сушилки, при проектировании которых необходимо выполнить следующее: а). Составить принципиальную схему установки с указанием на ней параметров

сушки.

б).Составить материальный баланс процесса сушки.

в). Если сушилка работает на смеси воздуха с топочными газами, то определить: теоретически необходимый расход воздуха на 1 кг (м3) сжигаемого топлива, коэффициент избытка воздуха для обеспечения необходимой температуры газов, влагосодержание и энтальпию сушильного агента на входе в сушилку.

г). Построить теоретический и действительный процессы изменения состояния сушильного агента в I,d – диаграмме и определить расход сушильного агента (воздуха или смеси дымовых газов с воздухом).

д).Составить тепловой баланс процесса сушки. Определить КПД сушильной камеры и сушильной установки. Определить расход топлива или греющего пара.

е). Определить геометрические размеры сушильной камеры и выбрать из каталога нормализованную конструкцию (если таковая имеется).

ж).Рассчитать и выбрать калорифер (если воздух) или топку (если дымовые газы).