Меню

Сушка материала в трубе

Сушка материала в трубе

В химической технологии для сушки мелкодисперсных, кристаллических, волокнистых материалов применяются сушилки мгновенного действия. В сушилках подобного типа высушиваемый материал подается в трубу, в которую приходит поток горячего теплоносителя. Воздух или газ подхватывает материал по мере движения по трубе, высушивает и выносит из сушилки в циклон для разделения (рис. 5).

Пример расчет приводится для обычной вертикальной трубы — сушилки, в которой осуществляется процесс сушки без рециркуляции материала.

Рис. 5. Схема процесса сушки в пневматической трубе — сушилке:

1 — сушилка; 2 — циклон; 3 — рукавный фильтр; 4 — усреднитель;

1. Материальный баланс сушилки.

Производительность сушилки по высушенному материалу и количество влаги, удаляемое при сушке, можно определить из уравнений материального баланса.

Количество влаги, удаляемое из материала при сушке, кг/с

Количество высушенного материала, кг/ч

2. Тепловой баланс сушилки и расчет расхода сушильного агента

Из анализа тепловых процессов, происходящих в пневматической сушилке определяется расход теплоносителя, а также время, необходимое для полного процесса массо — теплообмена между высушимыми частицами материала и нагретым газом. Эти параметры являются определяющими для расчета габаритных размеров пневматической сушилки.

Количество тепла, затрачиваемое на испарение влаги, кВт

Тепло, затрачиваемое на нагрев материала, кВт

Потери тепла в окружающую среду принимаем пропорциональными количеству испаряемой влаги, кВт

где q пот = 155 кДж/кг — удельные потери тепла в сушилке.

Общие затраты тепла в сушилке, кВт

Отсюда вычисляется массовый расход воздуха на сушку продукта, кг/с

где c г = 1000 Дж/кг — теплоемкость воздуха.

Объемный расход воздуха на сушку, м 3 /с

где r г — плотность воздуха при температуре t 1 , кг/м 3

3. Расчет скорости витания частиц и определение диаметра трубы — сушилки

Для расчета скорости витания частицы необходимо вычислить значение критерия Архимеда

где m г — вязкость воздуха при температуре t 1 , Па · с

По графической зависимости Ly = f(Ar), представленной на рис. 6 определяется значение критерия Лященко Ly.

Скорость витания частиц, м/с

Рабочая скорость газа принимается по соотношению, м/с

Диаметр рабочей части трубы расчетный, м

Величину D рас округляют в большую сторону до значения, кратного 5.

Рассчитываем действительную скорость газа в трубе, м/с

4. Расчет необходимого времени сушки и определение длины трубы — сушилки

Длина трубы — сушилки при восходящем прямотоке определяется по формуле, м

где t — время сушки, с; ( w о = w г — w вит ) — относительная скорость частиц, м/с.

Время сушки определяется из уравнения теплообмена между газом и частицами материала

где Q общ — количество тепла, отдаваемое горячим воздухом материалу, Дж; F н — наружная поверхность частиц, м 2 .

где G к — вес частиц, кг; d э — эквивалентный диаметр частиц, м; D t ср — средняя разность температур между газом и высушиваемым материалом, о С; a — коэффициент теплоотдачи, определяемый по следующим уравнениям

при Ar > 1 · 10 6 ;

где — критерий Нуссельта; l г — коэффициент теплопроводности воздуха при средней температуре .

Используя полученные значения наружной поверхности частиц ( F ), средней разности температур ( D t ср ) и коэффициента теплоотдачи a находим время сушки t .

Читайте также:  Труба нержавеющая 20х1 мм

Рис. 6. Зависимость критерия Ly от критерия Ar и порозности e слое

Для выделения частиц сухого твердого материала из потока воздуха, выходящего из пневматической сушилки с температурой t k ( 0 С) и в количестве L (кг/ч) принимаем циклон НИИОГАЗ с наклонным патрубком для поступающего газа с углом наклона 15 0 (ЦН-15) поскольку этот тип аппарата обеспечивает достаточную степень улавливания при сравнительно небольшом гидравлическом сопротивлении. Такие циклоны имеют диаметр от 40 до 800 мм и пригодны для очистки газов с содержанием пыли до 400 г/м 3 и при температуре газов до 400 0 С.

Основные конструктивные размеры циклона (рис. 7) определяются как произведение диаметра аппарата D ( м ) и коэффициента k , приведенного в табл. 6.

Рис. 7. Циклон конструкции НИИОГАЗ

Таблица 6 — Основные размеры циклона ЦН — 15

2 Ширина выходного патрубка

3 Высота выходного патрубка

5 Высота цилиндрической части

6 Высота конической части

8 Коэффициент сопротивления

1. Для циклонов типа НИИОГАЗ рекомендуются следующие оптимальные соотношения перепада давления (Н/м 2 ) к плотности сушильного агента на выходе из сушилки

2. Секундный объемный расход газа, поступающего в циклон, м 3 /с

3. Условную скорость газа можно определить из уравнения для гидравлического сопротивления, Н/м 2

то, м/с .

4. Диаметр циклона D рассчитывается с учетом условной скорости газа w у , отнесенной к полному поперечному сечению цилиндрической части циклона, м

Полученное значение диаметра округляют в большую сторону до первого знака после запятой и используют для расчета остальных конструктивных параметров, используя табл. 7.

5. Определяем гидравлическое сопротивление циклона, Н/м 2

Источник

Сушка материала в трубе

Сушилки пневматического типа применяются в строительном производстве для сушки тонкодисперсных материалов.

В сушилках данного типа совмещена интенсивная равномерная сушка сыпучего материала и пневмотранспорт к месту использования готового продукта. Источником теплоты в таких установках является топка, из которой дымовые газы, полученные при сжигании топлива, поступают в камеру смешения, где их разбавляют наружным воздухом до нужных параметров. Затем сушильный агент подают в рабочую камеру сушилки представляющую собой вертикальную трубу, плавно сужающуюся кверху и предназначенную для поддержания постоянной скорости движения газов.

Материал подается непрерывно и совместно с потоком сушильного агента, поступающим из смесительной камеры. Так как материал сушат во взвешенном состоянии при постоянном транспортировании, то скорость газового истока должна быть больше скорости витания твердых частиц на 20-25 %. Скорость движения газов зависит от вида материала и тонкости его помола и составляет 2-30 м/с.

Частицы высушенного материала отделяются от газов в циклонах и шнековыми конвейерами подаются на склад готового продукта. Пневматические сушилки работают но принципу прямотока с однократным использованием теплоносителя. Температура газов зависит от вида материала и составляет на входе в сушильную установку 150-400 °С, на выходе — 50-150 °С. Удельный расход теплоты зависит от влажности материала и находится в пределах 500-1000 кДж/кг испаренной влаги.

Читайте также:  Труба профильная ст 3сп5

Влажный материал питателем подается в трубы. Топочные газы из топки поступают в нижнюю часть пневмотрубы и со скоростью, превышающей скорость витания крупных частиц, подхватывают материал и транспортируют его. В процессе транспортировки происходит интенсивная сушка материала. Далее газы и высушенный материал поступают в циклон-пылеотделитель, где продукт улавливается, а очищенные газы дымососом выбрасываются в атмосферу. Если сушку проводят при высоких температурах газа, нижнюю часть трубы футеруют жаропрочным бетоном. Для удаления отделившиеся от потока крупных комков материала предусмотрен затвор-мигалка. При сушке веществ, вызывающие эрозию аппаратуры, участок изгиба трубы бронируют специальным материалом. Сушилка работает при разрежении.

Сушилка пневматического типа: 1 — бункер влажного материала; 2 — роторный питатель для подачи влажного материала в сушилку; 3 — вертикальная труба — сушилка; 4 — нагнетающий вентилятор горячего воздуха; 5 — топочное устройство; 6 — сборник — амортизатор: 7 — центробежный циклон — сепаратор; 8 — разгрузочное устройство; 9 — рукавный фильтр; h — рабочая высота трубы сушилки

Оптимальное значение скорости газов в трубах-сушилках зависит от ряда факторов. Во-первых, скорость газов должна быть больше скорости витания наиболее крупных частиц (это условие является необходимым, но недостаточным). Скорость надежного транспортирования зависит от концентрации материала и от диаметра трубы. Чем выше, тем больше должна быть скорость транспортирующего воздуха. При одинаковых значениях концентрации материала скорость газа, должна быть тем ниже, чем меньше диаметр трубы. С увеличением скорости газов в трубе интенсивность сушки повышается, поэтому и трубах-сушилках рационально использовать высокие скорости газов.

Пневматические сушилки работают по принципу прямотока с однократным использованием теплоносителя.

Компоновка пневматической трубы-сушилки: 1 — труба-сушилка; 2 — циклон; 3 — мультициклоны; 4 — трубопровод высушенного материала; 5 — бункер; 6 — питатель влажного материала; 7 — топочное устройство; 8 — нагнетающий вентилятор; 9 — электродвигатели; 10 — вытяжной вентилятор; 11 — приемник; 12 — ленточный транспортер

Достоинствами этих сушилок являются высокая интенсивность испарения влаги, кратковременность процесса, дающая возможность работы на высоких температурных режимах.

К недостаткам относится трудность регулирования процесса и большой расход энергии.

В основе расчёта пневматической трубы сушилки лежит подбор, в соответствии с заданными параметрами, мощности вентиляторов, диаметров труб и габаритных размеров. Для расчёта используются характеристики материала, размеры частиц, скорость витания и динамика их изменения — аналогично расчёту сушилки взвешенного слоя.

Источник

Сушка материала в трубе

Сушилки пневматического типа применяются в строительном производстве для сушки тонкодисперсных материалов.

В сушилках данного типа совмещена интенсивная равномерная сушка сыпучего материала и пневмотранспорт к месту использования готового продукта. Источником теплоты в таких установках является топка, из которой дымовые газы, полученные при сжигании топлива, поступают в камеру смешения, где их разбавляют наружным воздухом до нужных параметров. Затем сушильный агент подают в рабочую камеру сушилки представляющую собой вертикальную трубу, плавно сужающуюся кверху и предназначенную для поддержания постоянной скорости движения газов.

Материал подается непрерывно и совместно с потоком сушильного агента, поступающим из смесительной камеры. Так как материал сушат во взвешенном состоянии при постоянном транспортировании, то скорость газового истока должна быть больше скорости витания твердых частиц на 20-25 %. Скорость движения газов зависит от вида материала и тонкости его помола и составляет 2-30 м/с.

Читайте также:  Муфта обсадной трубы 133

Частицы высушенного материала отделяются от газов в циклонах и шнековыми конвейерами подаются на склад готового продукта. Пневматические сушилки работают но принципу прямотока с однократным использованием теплоносителя. Температура газов зависит от вида материала и составляет на входе в сушильную установку 150-400 °С, на выходе — 50-150 °С. Удельный расход теплоты зависит от влажности материала и находится в пределах 500-1000 кДж/кг испаренной влаги.

Влажный материал питателем подается в трубы. Топочные газы из топки поступают в нижнюю часть пневмотрубы и со скоростью, превышающей скорость витания крупных частиц, подхватывают материал и транспортируют его. В процессе транспортировки происходит интенсивная сушка материала. Далее газы и высушенный материал поступают в циклон-пылеотделитель, где продукт улавливается, а очищенные газы дымососом выбрасываются в атмосферу. Если сушку проводят при высоких температурах газа, нижнюю часть трубы футеруют жаропрочным бетоном. Для удаления отделившиеся от потока крупных комков материала предусмотрен затвор-мигалка. При сушке веществ, вызывающие эрозию аппаратуры, участок изгиба трубы бронируют специальным материалом. Сушилка работает при разрежении.

Сушилка пневматического типа: 1 — бункер влажного материала; 2 — роторный питатель для подачи влажного материала в сушилку; 3 — вертикальная труба — сушилка; 4 — нагнетающий вентилятор горячего воздуха; 5 — топочное устройство; 6 — сборник — амортизатор: 7 — центробежный циклон — сепаратор; 8 — разгрузочное устройство; 9 — рукавный фильтр; h — рабочая высота трубы сушилки

Оптимальное значение скорости газов в трубах-сушилках зависит от ряда факторов. Во-первых, скорость газов должна быть больше скорости витания наиболее крупных частиц (это условие является необходимым, но недостаточным). Скорость надежного транспортирования зависит от концентрации материала и от диаметра трубы. Чем выше, тем больше должна быть скорость транспортирующего воздуха. При одинаковых значениях концентрации материала скорость газа, должна быть тем ниже, чем меньше диаметр трубы. С увеличением скорости газов в трубе интенсивность сушки повышается, поэтому и трубах-сушилках рационально использовать высокие скорости газов.

Пневматические сушилки работают по принципу прямотока с однократным использованием теплоносителя.

Компоновка пневматической трубы-сушилки: 1 — труба-сушилка; 2 — циклон; 3 — мультициклоны; 4 — трубопровод высушенного материала; 5 — бункер; 6 — питатель влажного материала; 7 — топочное устройство; 8 — нагнетающий вентилятор; 9 — электродвигатели; 10 — вытяжной вентилятор; 11 — приемник; 12 — ленточный транспортер

Достоинствами этих сушилок являются высокая интенсивность испарения влаги, кратковременность процесса, дающая возможность работы на высоких температурных режимах.

К недостаткам относится трудность регулирования процесса и большой расход энергии.

В основе расчёта пневматической трубы сушилки лежит подбор, в соответствии с заданными параметрами, мощности вентиляторов, диаметров труб и габаритных размеров. Для расчёта используются характеристики материала, размеры частиц, скорость витания и динамика их изменения — аналогично расчёту сушилки взвешенного слоя.

Источник

Adblock
detector