Обладнання для висушування матеріалів

Вибір типу і конструкції сушилки визначається в кожному конкретному випадку теоретичними висновками щодо типу структури матеріалу, що висушується, його стану, форми зв'язку вологи з ним, зміни властивостей матеріалу, що висушується, чи виробу в процесі сушіння й ін.

У виробництві будівельних матеріалів найбільше застосування мають конвективні сушилки: камерні, тунельні, барабанні, "киплячого" шару, стрічкові, пневматичні, розпилювальні та ін. В останні роки в промисловості широко застосовуються радіаційні сушилки.

Камерні сушилки є найпростішими апаратами періодичної дії. Такі сушилки застосовуються для сушіння виробів будівельної і сантехнічної кераміки, лісоматеріалів, виробів з гіпсу, сипучих і волокнистих матеріалів.

Камерна сушилка (рис. 1) складається з камери, зазвичай прямокутної форми, обладнаної стелажами чи рейковими шляхами. Матеріал, що висушується, розміщається на стелажах (сипучі матеріали на спеціальних листах) чи вагонетках, що закочуються потім у камеру. Сушильний агент (повітря) проходить через основний калорифер, нагрівається і вентилятором подається в нижню частину камери. Проходячи через шари матеріалу, повітря підігрівається в додаткових калориферах, унаслідок чого його сушильний потенціал підтримується на відповідному рівні.

Замість атмосферного повітря в камерних сушилках можна використовувати топкові гази, що попередньо змішують з атмосферним повітрям у спеціальній змішувальній камері до заданих параметрів і потім подають у сушилку.

Камерні сушилки застосовуються на невеликих виробництвах, продуктивність їх невелика і складає по волозі 13-20 кг/ч. Тривалість сушіння -20 - 50 ч.

Тунельні сушилки відносяться до апаратів безупинної дії. Сушилка являє собою прямокутну камеру довжиною 30 - 40 м, у якій по рейках переміщаються вагонетки з матеріалом, що висушується, (рис. 2). На вході і виході з тунелю маються герметичні двері, що відкриваються для завантаження і вивантаження вагонеток. Атмосферне повітря вентилятором всмоктується в сушилку через калорифери, де нагрівається і набуває необхідних сушильних властивостей.

Рух вагонеток уздовж тунелю здійснюється проштовхуванням состава під час завантаження - вивантаження вагонеток.

Тунельні сушилки бувають прямоточні і протиточні. З метою запобігання розшарування повітря і більш повного використання його сушильного потенціалу повітря направляють таким чином, що воно на своєму шляху пронизує кожну вагонетку в поперечному напрямку. Частина відпрацьованого повітря направляється на рециркуляцію.

Тунельні сушилки застосовуються для сушіння цегли-сирцю, керамічних каменів, плитки, фаянсових виробів, а також деревини, гіпсопрокатних перегородок і т.п..

Барабанні сушилки застосовуються для сушіння сипучих зернистих матеріалів (піску, глини, шлаку, золи ТЗІД, керамзитових гранул перед випалом і т.п. ). Сушилка (рис. 3) являє собою порожній циліндричний сталевий барабан, на якому є бандажі вінцева шестерня. Барабан встановлюється бандажами на опорні ролики під кутом 3 – 6° до горизонту. Обертається барабан за допомогою вінцевої шестерні від електродвигуна зі швидкістю 3 – 8 об/хв. Для запобігання осьового зсуву є спеціальні упорні ролики. Завантажувальний кінець барабана за допомогою ущільнювальних пристроїв з'єднаний з топкою чи калорифером, з яких надходять топкові гази чи нагріте повітря. На цьому ж кінці барабана (для прямоточного варіанта) є тічка для подачі сирого матеріалу. На протилежному кінці розміщена камера для виведення висушеного матеріалу і пристрою для очищення відпрацьованого газу від пилу (циклони, скрубер чи рукавні фільтри).

Вологий матеріал по тічці надходить у барабан і далі при його обертанні переміщується уздовж барабана до вивантажувального кінця. Завдяки внутрішній насадці барабана матеріал багаторазово пересипається з деякої висоти; ступінь його заповнення матеріалом не більше 20%.

Топкові гази, змішуючись в спеціальній камері з атмосферним повітрям, що має визначену температуру, надходять у барабан і, проходячи уздовж нього, пронизують матеріал, що пересипається. Звичайно в барабанних сушилках застосовується прямотік матеріалу і газів. Це дозволяє використовувати теплоносії з високою температурою навіть для термочутливих матеріалів, що підвищує інтенсивність процесу.

Витрата тепла на випаровування 1 кг вологи в таких сушилках складає 3300 – 3800 кДж. Вітчизняні барабанні сушилки мають діаметр барабана D–1–3,2 м і довжину L=3–27 м. Продуктивність барабанної сушилки по волозі, що випаровується, досягає 100 – 120 кг/м³ год. Цей показник називають ще напругою обсягу барабана по волозі.

Сушилки з киплячим шаром періодичної чи безупинної дії широко застосовуються для сушіння зернистих матеріалів, а також паст і суспензій.

Сушилка (рис. 4) являє собою камеру конічної чи прямокутної форми, що розширюється догори. У нижній частині камери знаходяться газорозподільні ґрати. Вологий матеріал з бункера живильником подається на грати. У цей же час сушильний агент подається вентилятором у підрешітчату камеру. Пройшовши через грати, гарячий газ пронизує шар матеріалу на ґратах. Швидкість подачі сушильного агента встановлюють такий, щоб матеріал, що знаходиться на ґратах, прийняв псевдорозріджений стан (почав "кипіти"). При сушінні полідисперсного матеріалу більш великі зерна перемістяться в більш вузький переріз апарата, а дрібні - у розширений, де швидкість потоку менша. Завдяки такій конфігурації камери дрібні частки менше виносяться із сушилки. Оскільки найбільш дрібні частки все-таки несуться повітряним потоком, то для їхнього уловлювання сушилка обладнується пиловловлюючими пристроями.

Внаслідок безупинного перемішування матеріалу і добре розвинутого контакту зерен з теплоносієм процес сушіння в таких сушилках йде з більшою інтенсивністю. Тривалість сушіння матеріалу складає кілька хвилин. Висохлий матеріал самопливом переміщується до вивантажувального отвору і по тічці надходить на транспортуючий пристрій.

Знімання вологи з 1 м² газорозподільних ґрат у таких сушилках у залежності від розміру часток вологого матеріалу і температурного режиму сушіння складає 500- 3000 кг/м² год.

Стрічкові сушилки відносяться до апаратів безупинної дії. Вони призначені для сушіння дрібнокускових матеріалів (рис. 5). Вологий матеріал через завантажувальний отвір надходить на стрічковий транспортер, під яким розміщується ще декілька таких же транспортерів. Матеріал переміщується на стрічці транспортера вздовж камери, а потім пересипається на транспортер нижнього ярусу. Повітря для сушіння подається в сушилку вентилятором через калорифер. Сушильний агент може рухатися уздовж стрічки прямотоком чи протитоком. При пересипанні зі стрічки на стрічку матеріал перемішується, поверхня його обновлюється, що сприяє інтенсифікації сушіння. Коли стрічки виконані із сітки, то сушильний агент рухається через шар матеріалу.