Сушка представляет собой тепловую обработку материалов с целью удаления из них влаги путем испарения. Испарение влаги из материала может происходить при условии, когда окружающая среда не насыщена влагой и способна воспринимать водяные пары от поверхности материала.
Интенсивность сушки будет тем выше, чем больше разность парциальных давлений пара на поверхности материала и окружающей среды и больше приток тепла к поверхности материала. При проектировании сушильных установок всегда ставится задача повышения интенсивности процесса за счет совершенствования конструкции сушила и применения новых методов и режимов сушки.
По технологическим требованиям производства сушила должны обеспечить заданную производительность, возможную гибкость регулирования процесса и соблюдения оптимального режима сушки, чтобы получить наилучшее качество сушимого материала при наименьших затратах. При этом большое значение имеет равномерность сушки материалов или изделий по всему объему рабочего
В современных условиях большое значение приобретает автоматизация процесса, и полная механизация сушил, а в отдельных случаях, совмещение их с другими агрегатами, в частности с печами для обжига и с размольными установками.
В данной работе необходимо спроектировать распылительную сушилку для получения керамического пресс-порошка из глиняного шликера, при этом необходимо выбрать рациональную схему теплоснабжения сушилки.
4. Теоретические основы сушки
Удаление влаги из различных веществ наиболее распространённый процесс в технологиях
- Физикомеханический – основан на поглащении влаги из сушильного материала путём его соприкосновения с гигроскопическими веществами.
- Механическое обезвоживание – основан на разделении системы жидкость-твёрдое под действием механических сил.
- Тепловой метод – процесс удаления влаги из материалапутём подвода теплоты и отвода образующихся паров.
Чаще всего применяется тепловая сушка. Процесс тепловой сушки может быть естественным и искусственным. Естественная сушка применяется редко. По физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом. Его скорость определяется скоростью диффузии влаги из глубинных частей материала к поверхности, а затем в окружающую среду. Удаление влаги при сушке включает не только перенос материала, но и перенос тепла, таким образом является теплообменным и массообменным процессами. По способу подвода тепла к высушиваемому материалу сушку делят:
Технология сушки зерна в зерносушилках (2)
... сушка зерно зерносушилка 1. Принципы сушки зерна Сушка зерна и семян основана на двух принципах: Удаление влаги ... сушки и передачи тепла. Контактный (кондуктивный) способ основывается на непосредственном контакте (соприкосновении) высушиваемого материала с нагретой поверхностью ... При установившемся режиме работы зерно непрерывно ... на зерновую массу. Во-первых, в зерне более энергично идут процессы ...
- Контактная – путём передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделительную стенку;
- Конвективная – путём непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом. В качестве которого используют: подогретый воздух, топочные газы либо топочные газы с воздухом;
- Радиационная – путём передачи тепла инфракрасным излучением;
- Диэлектрическая – в поле токов высокой частоты;
- Сублимационная – в замороженном состоянии в вакууме.
Наибольшее распространение получили аппараты для сушки конвективным методом. В конвективных сушилках тепло для процесса несёт сушильный агент, непосредственно соприкасающийс
5. Классификация сушильных установок
Продуктивность сушильного процесса во многом зависит от конструктивных особенностей сушильных установок, вида и эффективности теплоносителя и сушильного агента, рациональной схемы распределения потоков газов и материала.
Сушильные установки классифицируются по следующим признакам:
По режиму работы — периодического, непрерывного и переменно-циклического действия.
В установках периодического действия чередуются загрузка, сушка и выгрузка материала. Эти установки характеризуются низким уровнем механизации, отсутствием систем автоматизации, большими потерями теплоты на периодический разогрев конструкций ограждений установок. Установки непрерывного действия работают в стационарном режиме загрузки и выгрузки материала, материал или изделия последовательно проходят разные зоны; в них сушка более экономична.
В работе переменно-циклических сушилок использован принцип управления потоками влаги для повышения интенсивности сушки: быстрый нагрев чередуется с периодами остывания, во время которых градиенты температур и влагосодержаний усиливают поток влаги к поверхности материала; при этом длительность процесса сокращается на треть по сравнению с обработкой изделий в других типах сушилок.
По виду обрабатываемого материала — для сыпучих и кусковых материалов (песок, глина, щебень, гранулы); текучих материалов (шликер); штучных изделий (кирпич, керамические блоки, плитки, трубы), листовых изделий (сухая штукатурка, теплоизоляционные плиты).
По способу передачи теплоты — контактные (передача теплоты через металлическую поверхность), конвективные (теплота передается при непосредственном соприкосновении и обдуве материала сушильным агентом), радиационные (с помощью инфракрасного излучения).
Барабанная сушилка (2)
... и других поверхностных работ. барабанный сушилка вентиляционный привод 1. Литературный обзор по теории и технологии процесса сушки материалов Сушка-это процесс удаления из материалов влаги, обеспечиваемый ... инертные к высушиваемому материалу газы: азот, диоксид углерода, гелий и другие инертные газы или перегретый водяной пар. Скорость процесса сушки влажного материала нагретым воздухом зависит от ...
Менее распространены сушилки: с периодическим сбросом давления в автоклавах; работающие на перегретом паре; с прогревом токами высокой частоты; с комбинированными источниками теплоты.
По схеме движения газов и материала — прямоточные (материал и газы двигаются в одном направлении), противоточные (материал и газы двигаются навстречу друг другу), с внутренним или внешним подогревом сушильного агента, с рециркуляцией или без нее, одно- или многозонные.
По основной конструкции — газослоевые с неподвижным, кипящим или виброкипящим слоем с сушкой воздухом или дымовыми газами; сушилки с сушкой при падении, во взвешенном состоянии и при движении материала; распылительные с пневматическим, механическим и центробежным распылением; барабанные (с непосредственным контактом газа и материала и с внешним смыванием поверхности); контактные (шнековые, скребковые, трубчатые, подовые); тоннельные и щелевые с ленточными конвейерами или вагонетками для сушки штучных и листовых изделий; камерные сушилки.
Для сушки сыпучих и мелкокусковых строительных материалов, в т.ч. и известняка, применяют экономичные и надежные в эксплуатации барабанные сушильные установки, о которых в дальнейшем и пойдет речь.
Камерные сушилки. Эти сушилки являются аппаратами периодического действия, работающими при атмосферном давлении. Они используются в производствах небольшого масштаба для материалов, допускающих невысокую температуру сушки, например красителей. Материал в этих сушилках сушится на лотках (противнях), установленных на стеллажах или вагонетках, находящихся внутри сушильной камеры 1 (рис. 2).
На каркасе камеры между вагонетками 2 установлены козырьки 3, которые как бы делят пространство камеры на три расположенные друг над другом зоны, вдоль которых последовательно движется сушильный агент. Свежий воздух, нагретый в наружном калорифере 4, засасывается вентилятором 5 и подается вниз камеры сушилки. Здесь он движется (путь воздуха показан на рисунке стрелками), два раза меняя направление и дважды нагреваясь в промежуточных калориферах 6 и 7. Часть отработанного воздуха с помощью шибера 8 направляется на смешение со свежим. Таким образом, сушилка работает с промежуточным подогревом и частичной рециркуляцией воздуха, т. е. но варианту, обеспечивающему низкую температуру и более мягкие условия сушки.
Однако, вследствие сушки в неподвижном толстом слое, сушилки этого типа обладают низкой производительностью и продолжительность сушки в них велика. Кроме того, сушка в них неравномерна из-за неравномерности температур в камере, возникающей за счет частичного прохода воздуха в вышерасположенные зоны кратчайшим путем (через зазоры).
Для создания более равномерной циркуляции воздуха в некоторых современных конструкциях камерных сушилок наружный вентилятор заменяют внутренними реверсивными осевыми вентиляторами или применяют эжекторы. В эжекционных камерных сушилках рециркулирующий отработанный воздух подсасывается свежим, что позволяет уменьшить расход электроэнергии на циркуляцию. Обслуживание камерных сушилок требует больших затрат ручного труда, что также является существенным недостатком.
Рис. 2. Камерная сушилка: 1 — сушильная камера; 2 — вагонетки; 3 — козырьки; 4, 6, 7 калориферы;5 — вентилятор; 8 — шибер.
Удельный расход теплоты на сушку Q — 6400…7000кДж/кг испаренной влаги, температура сушильного агента на входе в сушилку – 100…150 0 С, на выходе 30…500 С длительность сушки 3…5 суток.
Сушка. Определение и характеристика процесса. Применение сушки ...
... Конвективные сушилки В конвективных сушилках сушильный агент, предварительно нагретый в калорифере, движется в сушилке и соприкасается с высушиваемым материалом. При этом сушилка ... Камеры загружают и выгружают через дверь, причем вагонетки перемещают вручную или при помощи лебедок.[4] Камерные сушилки обладают существенными недостатками, к числу которых относятся: 1) большая продолжительность сушки, ...
Туннельные сушилки. Эти сушилки (рис. 3) отличаются от камерных тем, что в них соединенные друг с другом вагонетки медленно перемещаются на рельсах вдоль очень длинной камеры прямоугольного сечения (коридора).
На входе и выходе коридор имеет герметичные двери, которые одновременно периодически открываются для загрузки и выгрузки материала: вагонетка с высушенным материалом удаляется из
камеры, а с противоположного конца в нее поступает новая
Рис. 3. Туннельная сушилка: 1 — камера; 2 — вагонетки; 3 — вентиляторы: 4 — калориферы.
Тоннельные сушилки обычно работают с частичной рециркуляцией сушильного агента, и они используются для сушки больших количеств штучных материалов, например керамических изделий. По интенсивности сушки тоннельные сушилки мало отличаются от камерных: им присущи основные недостатки последних (длительная и неравномерная сушка, ручное обслуживание).
Удельный расход теплоты на сушку Q — 4000…6000кДж/кг испаренной влаги, температура сушильного агента на входе в сушилку – 120…150 0 С, на выходе 30…500 С длительность сушки 16…48 часов.
Ленточные сушилки. В этих сушилках сушка материалов производится непрерывно при атмосферном давлении. В камере 1 сушилки (Рис.4) слой высушиваемого материала движется на бесконечной ленте 2, натянутой между ведущим 3 и ведомым 4 барабанами. Влажный материал подается на один конец ленты, а подсушенный удаляется с другого конца. Сушка осуществляется горячим воздухом или топочными газами, которые движутся противотоком или перекрестным током к направлению движения материала.
В одноленточных сушилках со сплошной лентой обычно наблюдается неравномерное высушивание
Более эффективно применение многоленточных сушилок с лентами из металлической сетки. В них сушильный агент движется перпендикулярно плоскости ленты сквозь находящийся на ней слой материала (перекрестный ток).
При пересыпании материала с ленты на ленту увеличивается поверхность его соприкосновении с сушильным агентом, что способствует возрастанию скорости и равномерности сушки. Ленточные сушилки могут работать по различным вариантам сушильного процесса.
