11.8. Расчет сушилки в случае частичной рециркуляции обработанного воздуха

При сушке по этой схеме (рис.11.7) часть отработанного воздуха возвращается и смешивается перед наружным калорифером со свежим воздухом, поступающим в сушилку.

П

Рис.11.7 Сушилка с частичной рециркуляцией отработаннго воздуха: а) схема установки; б) изображение процесса на J – x диаграмме

араметры смеси, получаемой при смещенииL₀ [кг/ч] свежего и L₂ [кг/ч] отработанного воздуха с различными параметрами (x₀J₀ и x₂J₂) можно определить, пользуясь правилом аддитивности:

, (11.28)

. (11.29)

Разделив все члены правой части полученных уравнений на L₀ и обозначив отношение (кратность смешения), находим:

, (11.30)

. (11.31)

Заменив в формуле (11.30) 1+n на его значение в формуле (11.31), получим

. (11.32)

Это уравнение изобразится на диаграмме J - х прямой, проходящей через точки, характеризующие состояние компонентов смеси (свежего и отработанного). Точка, отвечающая составу смеси, делит эту прямую на отрезки, находящиеся в отношениях. На диаграмме J - x процесс сушки с частичной рециркуляцией изобразится следующим образом (см. рис.11.7). Зная положение точек А и С по параметрам свежего и отработанного воздуха и отношение n , находим положение точки М из соотношения:

. (11.33)

Процесс нагревания смеси изобразится отрезком МВ₁, где точка В₁ находится на пересечении линий x_CM+t_CM = const.

Процесс в сушилке изобразится ломанной линией AM (смешение ), MВ (подогрев смеси) и ВС (cушка).

Удельный расход свежего воздуха и смеси найдем из известных соотношений:

, а .

Удельный расход тепла на калорифер будет:

.

При сушке с частичной рециркуляцией снижается температура сушки, но увеличивается влагосодержание воздуха, поступающего в сушильную камеру. Возрастает циркуляция воздуха, что с одной стороны интенсифицирует тепло- и влагообмен, а с другой стороны связано с повышенным расходом энергии на вентилятор и большими капитальными затратами. В связи с этим выбор кратности циркуляции воздуха следует производить на основу технико-экономического расчета.

11.9. Сушка топочными газами

В настоящее время все более широкое распространение приобретает сушка топочными газами, т.к. их влагопоглощающая способность велика вследствие их большой температуры.

В качестве сушильного агента применяют газы, полученные либо сжиганием в топках твердого, жидкого или газообразного топлива, либо отработанные газы котельных, промышленных печей или других установок. Газы для сушки не должны содержать золы и сажи, загрязняющие высушиваемый материал в условиях конвективной сушки. С этой целью газы подвергаются сухой или мокрой очистке перед поступлением в сушилку. Обычно температура топочных газов превышает предельно допустимую для высушиваемого материала и поэтому их разбавляют воздухом для получения сушильного агента с требуемой температурой.

Для расчета газовых сушилок необходимо знать параметры топочных газов: их вдаго- и теплосодержание. Влагосодержание топочных газов X (в кг/кг сухих газов) определяется отношением количества водяного пара G_n к количеству сухих газов G_сг , получаемых при сжигании 1 кг топлива.

. (11.34)

Значения G_n и G_сг рассчитываются по формулам для процесса сжигания топлива в зависимости от вида последнего (например, твердое или жидкое).

Вес сухих газов при сгорании определяется:

, (11.35)

где α - коэффициент избытка воздуха равен 3 ÷ 5; H^P,W^P,A^P - содержание водорода и влаги и зольность топлива, %; L₀ - теоретически необходимое количество воздуха для сжигания топлива, кг/кг топлива,

, (11.36)

, (11.37)

где O^P,C^P,,- содержание в рабочей массе топлива кислорода, углерода, серы колчеданной, серы органической, %. Вес водяных паров определяется по формуле:

. (11.38)

Энтальпия топочных газов рассчитывается так:

, (11.39)

где η_T - КПД топки, обычно 0,85 ÷ 0,95; С_P - средняя удельная теплоемкость топлива; J₀ - энтальпия наружного воздуха; W_n и i_n - количество водяного пара, используемого в топке для дутья или распыления, и энтальпия этого пара.

Обычно теплом 1 кг топлива ( С_т t_r ) и теплом, вносимым с паром (W_n i_n), пренебрегают ввиду их относительной малости. высшая теплотворная способность топлива находится из таблиц.

Так как избыток воздуха большой α = 3 ÷ 5, то для нахождения параметров топочных газов пользуются J - x диаграммой для влажного воздуха, но построенной для более высоких температур (рис.11.8).

По известным значениям φ₀ и t₀ наружного воздуха - строим точку А и из рассчитанных значений X и J топочных газов строим точку Г. Точку М определяем либо по температуре на входе в сушилку (пересечение с изотермой t₁ ), либо по составу, как было ранее описано.

И

Рис.11.8.Построение на J – x диаграмме процесса сушки топочными газами

з точкиМ проводим линию J₂ = const. Вносим обычным способом поправку на действительную сушилку. Точку С определяем по переселению с линией φ₂ или t₂ =const . Отрезок AM - смешение топочных газов и воздуха; отрезок МЕ - сушка.

Расход смеси топочных газов с воздухом определяется по уравнению:

.

Расход топлива на сушку

, [кг/час], (11.40)

где W - количество испаряемой влаги, кг/час.