ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные направления в интенсификации процесса сушки влажных материалов из "Теория сушки Издание 2" Конструкция сушильного устройства и метод сушки определяются оптимальным режимом для данного материала. Невозможно отвлеченно от конкретного материала говорить о лучшем методе сушки (сушка нагретым воздухом, топочными газами, инфракрасными лучами и т. д.), а также о лучших конструкции или типе сушилки (пневмогазовая сушилка, ленточная, барабанная и т. д.). [c.221] То что хорошо для одного материала, часто оказывается непригодным для другого материала. Некоторое обобщение можно сделать на основе учения о формах связи влаги с материалом. Все влажные материалы можно разделить на три основные группы капиллярнопористые, коллоидные и капиллярнопористые коллоидные тела. [c.221] Методы, а также и режимы сушки материалов одной группы при одинаковой дисперсности или одинаковой форме тел близки между собой. При таком подходе к выбору оптимального режима сушки и конструкции сушильного аппарата можно с меньшей ошибкой наметить наиболее рациональную схему сушильного устройства. [c.221] Безусловно, оптимальный режим сушки данного материала определяется путем более тщательных и глубоких исследований по переносу тепла и влаги внутри сушимого материала. [c.221] Большое значение для выбора режима сушки имеет правильное использование законов переноса влаги и тепла. Перенос влаги происходит под действием перепада влагосодержания (изотермическая диффузия), перепада температуры (термическая диффузия) и перепада общего давления (конвективная диффузия) . [c.221] Градиенты влагосодержания и температуры при соответствующем построении режима сушки могут иметь одинаковое направление или противоположное. В первом случае они усиливают движение влаги, а во втором случае один градиент тормозит действие другого . [c.221] В этом случае движение влаги в виде жидкости затруднено, что приводит к усилению испарения внутри тела. Только разумное использование этих основных положений теории переноса позволяет улучшить качество сушимого материала путем регулирования внутреннего испарения. [c.221] Следовательно, теория сушки дает возможность инженеру-технологу более рационально построить режим сушки без сложных аналитических расчетов и исследований по тепло- и массообмену. [c.221] Закономерности теории сушки позволяют не только интенсифицировать процесс сушки на существующих сушильных устройствах (сократить расходы тепла и электроэнергии, уменьшить длительность сушки), но и разрабатывать новые скоростные способы сушки. [c.222] Рассмотрим некоторые пути интенсифика1ции процесса сушки на существующих сушильных установках. [c.222] Коэффициент теплообмена а зависит от гидродинамики потока, физических свойств нагретого газа, а для второго периода сушки — и от влагосодержания тела. [c.222] Расход тепла на нагревание сушимого материала обычно меньше расхода тепла на испарение из него влаги (НЬ 1), поэтому второй член правой части уравнения (4-6-1) мал по сравнению с первым, так что им можно пренебречь в первом периоде сушки. [c.222] Чтобы увеличить интенсивность сушки / , необходимо повысить теплообмен тела с окружающей средой. Это можно сделать в первую очередь за счет увеличения коэффициента теплообмена а. Известно, что с увеличением скорости движения V газа коэффициент теплообмена увеличивается. Однако большие скорости движения газа требуют и больших расходов электроэнергии. Кроме того, для некоторых материалов в конце процесса сушки даже значительное повышение скорости движения газа не дает необходимого увеличения интенсивности сушки. [c.222] С увеличением интенсивности/ критерий Kim увеличивается, следовательно, перепад температуры (4—У возрастает больше, чем интенсивность сушки. Этот перепад температур препятствует движению влаги к поверхности тела и одновременно уменьшает интенсивность теплообмена за счет уменьшения разности температур (4 — t ). [c.223] Распространено мнение, что при сушке мелких частиц величина (4 — 4) очень мала, так как критерий Био незначителен. В действительности дело обстоит иначе даже очень мелкие частицы имеют значительный перепад температур, обусловленный тем, что происходит прогрев не сухого, а влажного тела, в котором перепад температур создается в основном за счет испарения. При этом температура поверхности достигает большой величины. Практика сушки подтверждает вывод о том, что высокая температура сушильного агента приводит к резкому повышению температуры поверхности частиц. Например, при сушке в распылительной установке полифосфата при режиме / ач = 400° С, 4он = 105° С наблюдается порча материала (примерно 15%), связанная с химической реакцией перехода ортоформы в пироформу. Такая реакция протекает при температуре не ниже 350° С, следовательно, температуры некоторых частиц достигают такой величины. [c.223] Аналогичная картина наблюдается при сушке азотнокислого хрома (режим сушки / ач = 450° С, 4он = 150° С, конечное влагосодержание 20%). И в этом случае имеет место химическое разложение, которое может происходить лишь при температуре материала, равной 300° С и выше. [c.223] Отсюда следует вывод, что беспредельно интенсифицировать процесс сушки путем уменьшения размера частиц, не изменяя качества сушимого материала, нельзя. Поэтому интенсификация процесса сушки в существующих сушильных устройствах с конвективным подводом тепла может быть осуществлена путем повышения температуры и скорости движения газа в соответствии с законами тепло- и влагопереноса. [c.223] Следовательно, как правило, режим сушки не должен быть постоянным на протяжении всего процесса сушки, а должен изменяться по ходу процесса в соответствии с закономерностями переноса тепла и влаги в данном материале. [c.224] Осуществить переменные режимы можно различными способами подавать в отдельные зоны сушилки теплоноситель определенных параметров, применять комбинированные методы подвода тепла (сочетание конвективного нагрева с инфракрасным или высокочастотным, конвективно-контактная сушка), подвергать материал периодическому обдуву и т. д. [c.224] Если материал термоустойчив, то, конечно, эффективным будет применение топочных газов. При таком способе использования потенциального тепла топлива для сушки мы получаем хорошие теплоэнергетические показатели процесса. Однако не надо забывать, что сушка является технологическим процессом, в котором качество сушимого материала является основным показателем. Важное значение при сушке топочными газами имеет качество сжигаемого топлива, в частности его зольность, содержание серы. За рубежом часто сжигают нефть для получения высококачественных топочных газов. Топочные газы надо применять для сушки материалов, которые допускают высокие начальные температуры газа. [c.224] Вернуться к основной статье