В различных отраслях народного хозяйства широко распространены процессы удаления жидкости (растворителей) с поверхности или из внутренних слоев различных материалов. В качестве удерживаемых материалами жидкостей могут быть вода, метанол, бензин, метаноло-ацетоновая смесь, бензино-изопропиловая смесь и т. п. Среди существующих способов обезвоживания материалов (сушка, отжатие, центрифугирование, фильтрование, отсасывание, поглощение химическими реагентами и т. д.) особое место занимает тепловая сушка, при которой удаление влаги из материала происходит в основном путем испарения.
Под сушкой понимают совокупность термических и массообменных процессов у поверхности (внешняя задача) и внутри (внутренняя задача) влажного материала, способствующих его обезвоживанию. Обезвоживание материалов, в том числе и сушка, предназначается для улучшения их качества и долговечности, например при сушке древесины, увеличения теплотворности при сушке топлива, возможности длительного хранения при сушке пищевых продуктов и т.д. Поэтому в ряде случаев сушка сопровождается структурно-механическими, химическими, биохимическими, реологическими изменениями высушиваемого материала.
Скорость протекания этих процессов, степень их завершенности зависит не только от способа подвода теплоты к материалу, но и от режима сушки.
Для оценки перспективности способа сушки влажные материалы делят на шесть основных групп: истинные и коллоидные растворы, эмульсии и суспензии; пастообразные материалы, не перекачиваемые насосом; пылевидные, зернистые и кусковые материалы, обладающие сыпучестью во влажном состоянии; тонкие гибкие материалы (ткани, пленка, бумага и т.п.); штучные массивные по объему материалы и изделия (керамика, штучные строительные материалы, изделия из древесины и т.п.); изделия, подвергающиеся сушке после грунтования, окраски, склеивания и других поверхностных работ.
1. Сушка. Общие сведения
Сушка представляет собой тепловую обработку материалов с целью удаления из них влаги путём испарения. Испарение влаги из материала происходит при условии, когда окружающая среда не насыщена влагой и способна воспринять водяные пары от поверхности материала. Следовательно, при сушке необходимо, чтобы концентрация (парциальное давление) водяного пара непосредственно у поверхности влажного материала () была больше, чем концентрация водяных паров в окружающей газовой среде ().
Интенсивность сушки будет тем выше, чем больше разность парциальных давлений пара на поверхности материала и окружающей среды и больше приток тепла к поверхности материала.
Пропитка и сушка обмоток электрических машин. Назначения. Методы ...
... БЕЛАРУСЬ Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» УСРС на тему: « Пропитка и сушка обмоток электрических машин. Назначения. Методы их достоинства и недостатки» ... механизации и автоматизации трудоемких процессов. Недостатки: сушка начинается с поверхности пропитанных обмоток, поэтому целостность уже образовавшейся на ней пленки лака нарушается новыми ...
По технологическим требованиям производства сушилка должна 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 объёму рабочего пространства сушил.
Применяемые в промышленности сушила можно классифицировать по ряду конструктивных, технологических и других признаков. По виду обрабатываемого материала они разделяются на сушила для сушки изделий и сушки сыпучих кусковых материалов. По конструкции сушильного пространства — туннельные, шахтные, барабанные, камерные. По способу подачи и перемещения материала — распылительные, конвейерные, пневматические, размольно-сушильные. По схеме движения материала и сушильного агента — противоточные, прямоточные, с рециркуляцией и другие.
Для сушки мелкокусковых, сыпучих материалов и порошков применяются различные конструкции сушилки непрерывного действия, например барабанные, пневматические и распылительные.
Барабанные сушилки получили распространение в промышленности для сушки сыпучих и мелкокусковых материалов размером кусков до 50 мм. Барабан сушила имеет длину 430 м и диаметр 0,13,2 м, установлен под углом 460 к горизонту и вращается со скоростью 0,58 об/мин.
Движение материалов и топочных газов внутри сушила может быть прямоточным и противоточным. Последнее обуславливается рядом факторов. Если требуется глубокое высушивание материала или когда материал не выдерживает высокой температуры в первый период сушки и может быть нагрет до более высокой температуры в конце сушки, схема движения может быть противоточной. Противоток применяется при сушке песка, известняка и др. Однако в большинстве случаев находит применение прямоточная схема движения. Прямоток обеспечивает меньшее пыление и унос; влажные и пластичные материалы легче отдают начальную влагу и быстро приобретают необходимую сыпучесть. Сушка пшеницы производится в сушильных барабанах при прямотоке. При этом допускается высокая начальная температура газов, входящих в барабан (до 900 ), но материал при сушке сильно не нагревается. Обычно при температуре отходящих из барабана газов 110-120 материал выходит с температурой 70800. Скорость движения газов в барабане не превышает 2,53 м/с во избежание чрезмерного пылеуноса.
Внутренняя полость барабана в целях улучшения процессов теплообмена и сушки заполняется различными насадками или разделяется на ячейки. При сушке крупнокусковых материалов, склонных к налипанию внутри, на стенках барабана устанавливают продольные лопасти (подъемно-лопастная система).
При сушке мелкокусковых материалов по всему сечению барабана устанавливают полки, обеспечивающие надежное перемешивание материала (распределительная система).
Технология сушки зерна в зерносушилках (2)
... семян. сушка зерно зерносушилка 1. Принципы сушки зерна Сушка зерна и семян основана на двух принципах: Удаление влаги из ... являются установками непрерывного действия. При установившемся режиме работы зерно непрерывно поступает в верхнюю часть шахты ... способы сушки и передачи тепла. Контактный (кондуктивный) способ основывается на непосредственном контакте (соприкосновении) высушиваемого материала с ...
Для очень мелкого материала, склонного к пылению, применят закрытую ячейковую систему внутренних устройств, в которой материал только переваливается при вращении барабана при небольшой высоте падения. Ячейки не сообщаются между собой.
Для отопления барабанной сушилки можно использовать любой вид топлива, который сжигается в топке, расположенной со стороны входа дымовых газов в барабан. Продукты горения топлива смешиваются с холодным воздухом в смесительной камере для получения требуемой температуры. Отработанные газы удаляются из разгрузочной камеры при помощи вентилятора, предварительно пройдя циклон для очистки от пыли.
Основные преимущества барабанного сушила: возможности использования для сушки дымовых газов с достаточно высокой температурой (7008000 ) без перегрева материала, что обеспечивает хорошую экономичность сушки; можно сушить материалы, содержащие куски размером до 250 мм, и материалы, не обладающие сыпучими свойствами (флотоконцентраты, шламы и др.).
К недостаткам барабанного сушила можно отнести: довольно большие габариты, обусловленные объемом испаряемой влаги в 1 м3 их рабочего объема; значительную массу сушила (45 т на 1 т испаряемой влаги в 1 ч) и большую массу (до 25 % рабочего объема) материала, постоянно находящегося в сушилке во время ее работы; налипание влажного материала на внутренние устройства сушильного барабана, что значительно снижает эффективность ее работы; возможное просыпание сырого материала через горячий конец барабана, что удается ликвидировать увеличением шага разгонной спирали и уменьшением подачи материала в сушилку.
Удаление влаги из твердых и пастообразных материалов удешевляет их транспортировку и придает им определенные свойства, а также уменьшению коррозии аппаратуры. Влагу можно удалять механическим способом: отжим, центрифугирование, отстаивание. Однако этими способами влага удаляется частично, более тщательное удаление влаги осуществляется путём тепловой сушки: испарение влаги, удаление паров.
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:
1) Контактная — путём передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделительную стенку;
2) Конвективная — путём непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом. В качестве которого используют: подогретый воздух, топочные газы либо топочные газы с воздухом;
3) Радиационная — путём передачи тепла инфракрасным излучением;
4) Диэлектрическая — в поле токов высокой частоты;
5) Сублимационная — в замороженном состоянии в вакууме.
Высушиваемый материал при любом методе сушки находится в контакте с влажным воздухом или газом. При конвективной сушке влажному воздуху отводится основная роль. Поэтому необходимо чётко представлять какими параметрами описывается воздух.
Сушка. Определение и характеристика процесса. Применение сушки ...
... материалу различают следующие виды сушки: 1. Конвективная - путем непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом, в качестве которого чаще используют нагретый воздух или топочные газы ... Конвективные сушилки В конвективных сушилках сушильный агент, предварительно нагретый в калорифере, движется в сушилке и соприкасается с высушиваемым материалом. При этом сушилка может ...
2. Барабанная сушилка
Конструкция барабанной сушилки представлена на рисунке 3.2.1. Барабанная сушилка имеет цилиндрический барабан, установленный с наклоном к горизонту на 460и опирающийся с помощью бандажей 2 на ролики 3. Барабан приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу 4 и редуктор. Число оборотов барабана обычно не превышает 5-8 об/мин; положение его в осевом направлении фиксируется упорными роликами 5. Материал подается в барабан питателем 6, предварительно подсушивается, перемешиваясь лопастями 7 приемно-винтовой насадки, а затем поступает на внутреннюю насадку, расположенную вдоль почти всей длины барабана. Насадка обеспечивает равномерное распределение и хорошее перемешивание материала по сечению барабана, а также его тесное соприкосновение при пересыпании с сушильным агентом — топочными газами.
барабанный сушилка топочный
Барабанная сушилка: 1 — барабан; 2 — бандажи; 3 — опорные ролики; 4 — передача; 5 — опорно-упорные ролики; 6 — питатель; 7 — лопасти; 8 — вентилятор; 9 — циклон; 10 — разгрузочная камера; 11 — разгрузочное устройство
Газы и материал особенно часто движутся прямотоком, что помогает избежать перегрева материала, так как в этом случае наиболее горячие газы соприкасаются с материалом, имеющим наибольшую влажность. Чтобы избежать усиленного уноса пыли с газами последние просасываются через барабан вентилятором 8 со средней скоростью, не превышающей 2- 3 м/сек. Перед выбросом в атмосферу отработанные газы очищаются от пыли в циклоне 9. На концах барабана часто устанавливают уплотнительные устройства (например, лабиринтные), затрудняющие утечку сушильного агента.
У разгрузочного конца барабана имеется подпорное устройство в виде сплошного кольца или кольца, образованного кольцеобразно расположенными поворотными лопатками (в виде жалюзи).
Назначение этого кольца — поддерживать определенную степень заполнения барабана материалом; как правило, степень заполнения не превышает 20 %. Время пребывания обычно регулируется скоростью вращения барабана и реже — изменением угла его наклона. Высушенный материал удаляется из камеры 10 через разгрузочное устройство 11, с помощью которого герметизируется камера 10 и предотвращается поступление в нее воздуха извне. Подсосы воздуха привели бы к бесполезному увеличению производительности и энергии, потребляемой вентилятором 8.
Устройство внутренней насадки барабана зависит от размера кусков и свойств высушиваемого материала.
Подъемно-лопастная насадка используется для сушки крупнокусковых и склонных к налипанию материалов, а секторная насадка — для малосыпучих и крупнокусковых материалов с большой плотностью. Для мелкокусковых, сильно сыпучих материалов широко применяются распределительные насадки. Сушка тонкоизмельченных, пылящих материалов производится в барабанах, имеющих перевалочную насадку с закрытыми ячейками. Иногда используют комбинированные насадки, например подъемно-лопастную (в передней части аппарата и распределительную. Типы насадок представлены на рисунке 3.2.2.
Основной материал для изготовления барабанов сушилок, загрузочных и разгрузочных камер — углеродистые стали. В технически обоснованных случаях дополнительное изготовление барабанов, разгрузочных и разгрузочных камер частично или полностью из жаростойких сталей специальных марок.
Автоматизация сушильного барабана
... изделие. Сушка - тепловой процесс обезвоживания твердых материалов путем испарения влаги и отвода образующихся паров. Во вращающийся барабан дозатором из бункера подается влажный материал, где ... промышленности преимущественно применяются Сушильные барабаны, действующие по принципу прямотока. Рисунок 1.1 - Барабанная сушилка Корпус барабана изготовляют из листовой стали толщиной 10-- 15 мм, ...
Барабанные вакуумные сушилки работают, как правило, периодически и их применяют для сушки термочувствительных материалов от воды и органических растворителей, а также для сушки токсичных материалов. В зависимости от свойств материала и требований к готовой продукции применяют сушилки среднего или глубокого вакуума. Вакуумные барабанные сушилки применяют в основном в производстве полимерных материалов.
Типы насадок барабанных сушилок: а — подъемно лопастная; б — секторная; в, г — распределительная; д — перевалочная
Тепловой и температурный режимы работы барабанных сушил неизменны во времени. Температура и влажность высушиваемого материала при этом меняются по длине барабана по мере продвижения материала от загрузочного к разгрузочному концу сушила: температура растет, а влажность уменьшается.
Температура и влагосодержание сушильного агента (в качестве которого обычно используется смесь дымовых газов и воздуха) также соответственно изменяются по длине сушильного барабана: температура падает, а влагосодержание растет за счет перехода влаги из материала в сушильный агент. Передача тепла к поверхности высушиваемого материала с учетом сравнительно низкого температурного уровня (не выше 7008000 ) осуществляется в основном конвекцией в некоторой мере излучением. В этих сушилах протекает обычно проточный режим теплообмена. Однако лимитирующим звеном процесса сушки в этих установках является замедленная тепло- и массопередача внутри слоя пшеницы. Поэтому с целью интенсификации процесса сушки конструктивно предусматривается разрыхление и перегребание слоя пшеницы специальными лопатками на стенах барабана.
3. Материалы, применяемые для изготовления сушилки
При выборе и создании аппаратуры необходимо учитывать такие важные факторы, как тепловая нагрузка аппарата, температурные условия процесса, физико-механические параметры рабочих сред, условия сушки, характер гидравлических соединений, вид материала и его коррозийную стойкость, простота устройства и компактность, расположение аппарата, взаимное направление движения рабочих сред, возможность очистки поверхности сушки от загрязнений, расход металла на единицу переданной теплоты и другие технико-экономические показатели.
Экономическое использование качественных материалов, высокий уровень технологии изготовления и полное использование всех достижений теплопередачи дают возможность выбора и создания рациональных теплообменных аппаратов, удовлетворяющих всех перечисленным требованиям.
Химические продукты в той или иной мере всегда вызывают коррозию материала аппарата, поэтому для изготовления их применяются различные металлы (железо, чугун, алюминий) и их сплавы. Наибольшее применение находят стали. Благодаря способности изменять свои свойства в зависимости от состава, возможности термической и механической обработки стали с низким содержанием углерода хорошо штампуются, но плохо обрабатывают резанием.
Добавки других металлов — легирующих элементов — улучшают качество сталей и придают им особые свойства, например, хром улучшает механические свойства, износостойкость и коррозионную стойкость; никель повышает прочность, пластичность; кремний увеличивает жаростойкость.
Технологические принципы изготовления материалов из дерева
... изделий из древесины, потому что именно от сушки зависит, какое будет дерево, ... -25 мм. Лесопильные заводы выпускают материалы специального назначения: короткие круглые бревна ... распила, используют угольник из твердого дерева или из стали. С его помощью ... из важнейших операций при работе с древесиной. Распиловку производят различными пилами. Для распиловки досок и брусков крупных размеров применяют ...
Легирующие элементы обозначаются буквами: Х — хром, Н — никель, М — молибден, Г — марганец, С — кремний, Т — титан, Д — медь, Ю — алюминий и т.д.
Стали обыкновенного качества применяют для изготовления аппаратов, работающих под избыточным давлением до 6 Па при температурах 30?С до +425?С. Для более жестких условий применяют углеродистые стали улучшенного качества — марок 15К и 20К.
Для повышения термостойкости и прочности применяют низколегированные стали 10Г2С1, 16ГС, 30Х, 40Х, что позволяет использовать аппараты при температурах от 70?С до +550?С.
Для повышения кислотостойкости и жаропрочности аппаратов их изготавливают из хромоникелевых сталей марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т.
Для очень агрессивных сред применяются высоколегированные стали, например 06ХН28МДТ.
Выбираем конструкционный материал, стойкий к нагреванию, — сталь В Ст 3 сп ГОСТ 380-71.
Скорость коррозии её менее 0,1мм/год (точечная коррозия).
Заключение
Сушильные установки должны иметь тепловую изоляцию, обеспечивающую минимальные технологические потери теплоты.
При установке сушилок на открытом воздухе теплоизоляция должна быть влагостойкой с гидроизоляционным покрытием.
В сушильных установках, в которых происходит пропаривание материала или изделий, ограждающие конструкции должны покрываться слоем гидроизоляции.
В сушилках с принудительной циркуляцией воздуха должны устанавливаться ребристые или гладкотрубные подогреватели или пластинчатые калориферы. Для лучшего обеспечения стока конденсата пластинчатые калориферы должны устанавливаться вертикально.
Для обеспечения равномерного распределения воздуха в сушильной камере должны устанавливаться направляющие экраны, решетки и другие устройства. Сушилка материалов в камерных сушилках с неполными габаритами штабеля по высоте запрещается
При сушке порошкообразных или дробленых материалов удаляемый из сушилки воздух должен очищаться путем устройства пылеосадочных камер, сухих или мокрых циклонов, мультициклонов, матерчатых фильтров. В этих сушилках должна применяться рециркуляция воздуха.
При испытаниях сушилки должны определяться часовой расход и параметры греющего теплоносителя, температура и влажность сушильного воздуха в разных точках камеры, коэффициент теплопередачи нагревательных поверхностей, производительность вентиляторов и частота вращения электродвигателей (в сушилках с принудительной циркуляцией воздуха.
В данном курсовом проекте был произведен расчет барабанной сушилки, описан ее принцип действия, спроектирован чертеж.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/barabannyie-sushilki/
1. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической технологии/ Под ред.Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З.- изд.5-ое — М.: Химия,1968.- 850с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учеб. пособие для вузов / Под ред. П.Г. Романкова,К.Ф. Павлов, А.А. Носков.- 10-е изд., перераб. и доп. — Л.: Химия, 1987. — 576с.
Воздух. Общая химия
... примеры характеризуют участие атмосферных газов в процессах, протекающих в самой атмосфере и на твердых поверхностях, граничащих с воздухом. Физика и химия атмосферы составляют отдельную отрасль наук о ... целей и в постоянно бушующих лесных пожарах. Одним из существенных факторов атмосферных химических процессов является фотодиссоциация кислорода: Атомы кислорода реагируют с молекулами 0 2 , образуя ...
3. Касаткин А.Г. Оновные процессы и аппараты химической технологии М.:Химия 1971 — 780 с.
4. Дынтерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебник.- Ч.2: Массообменные процессы и аппараты. — М: Химия, 1992.-382с.
