ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сушка перегретым паром из "Сушка в химической промышленности" В случае использования перегретого водяного пара довольно просто решается вопрос улавливания выделяющихся паров органических растворителей или токсичных газов. При сушке же воздухом возникает проблема очистки отработанных газов, чтобы не загрязнять атмосферу вредными веществами. В процессе сушки образуются перегретые пары воды или органических жидкостей, тепло которых легко использовать, так как при их конденсации коэффициенты теплообмена велики, и теплоутилизатор получается несложным и недорогим. Начиная с температур водяного пара выше 200° С значительно интенсифицируются внешний и внутренний тепло- и массообмен. Поскольку в настоящее время освоены новые теплообменные аппараты с промежуточным твердым теплоносителем, для сушки можно использовать перегретый пар с температурами до 1000° С при атмосферном давлении. [c.293] Использование перегретых паров органических жидкостей в качестве агента сушки приобретает особо важное значение, так как возврат дорогостоящего растворителя в технологический цикл в этом случае осуществляется очень просто. [c.293] Сушка капиллярно-пористых тел (целлюлоза, картон) в перегретом паре впервые изучалась И. М. Федоровым в 1938 г. [40]. Опыты проводились в условиях естественной конвекции при температурах пара и воздуха /с 200° С. В его работах было показано, что существуют в основном два периода процесса постоянной и падающей скоростей сушки. В первый момент на поверхности материала конденсируется пар с быстрым прогревом тела. [c.294] Период прогрева с увлажнением тела невелик по сравнению с общей длительностью сушки. Для тел значительных размеров длительность прогрева и величина избыточного увлажнения зависят от начальной влажности [64]. Увлажнение поверхности материала может иногда отрицательно влиять на его технологические свойства. [c.294] Пленка конденсата испаряется в периоде постоянной скорости сушки. На рис. VI 1-1, а, б приведены типичные кривые сушки и температурные кривые для сушки целлюлозы в воздухе и перегретом паре по данным [40]. Опытные данные многих авторов [40, 52, 124] показывают, что механизм протекания процесса сушки перегретым паром и воздухом аналогичен. Различия состоят в следующем. [c.295] Во-первых, при применении перегретого пара температура материала гораздо выше, поэтому значительно увеличивается коэффициент диффузии влаги. Градиент влагосодержания внутри тела значительно меньше, чем при сушке воздухом, следовательно, можно добиться более высокой интенсивности сушки за счет высоких температур и скоростей пара без создания внутри тела больших напряжений. Во-вторых, критическое влагосодержание материала при сушке перегретым паром меньше и приближенно является линейной функцией скорости сушки в первом периоде. Испарение влаги происходит во всем объеме тела, влага в нем перемещается в основном в виде пара. Это явление широко используется в технологии сушки. Согласно данным Ю. А. Михайлова по сушке торфа [64], внутри тела возникает избыточное нерелак-сируемое давление, при котором происходит мольный перенос пара, что интенсифицирует сушку высоковлажных материалов. [c.295] По теплообмену от перегретого пара к материалу получены следующие экспериментальные данные. [c.295] Доля тепла, переданного излучением, составляла от 7,5 до 31%. Коэффициент теплообмена изменялся в пределах 12 — 87 ккал/ (м2 ч град). [c.295] Коэффициент теплообмена изменялся в пределах 44 — 73 ккал/ (м2 -ч -град). [c.295] Предел применения уравнения Re = 3340— 17 800, Т/ТН = = 1,1—2,2. [c.296] На рис. VI 1-3 показана схема сушки растворов с использованием в качестве теплоносителя паров органического растворителя и с предварительным перегревом материала перед распылением [49, 58]. [c.297] Куда подают хладоагент. Инертные газы, которые выделяются из раствора и попадают в установку через неплотности, отсасываются вакуум-насосом 5. Растворитель насосом 1 подают в испаритель-перегреватель и далее в сушилку. Установка может работать и по схеме с частичным возвратом отработанных паров растворителя непосредственно в перегреватель, но предварительно они проходят систему пылеочистки. В этом случае, однако, возможен занос поверхностей нагрева продуктом и, как следствие, неустойчивая работа установки. [c.298] На рис. VI1-4 показана схема комбинированной сушилки НИУИФ для сушки перегретым паром сыпучих материалов. Она предназначена для таких процессов, когда при сушке одновременно выделяется ценное вещество. Причем соотношение водяных паров и выделяемого вещества должно иметь определенное значение. Поэтому для сушки используют перегретый пар с максимально допустимыми начальными температурами, а недостающее тепло подводят кондуктивным способом от обогреваемых газом стенок. [c.298] Для изучения коэффициентов теплообмена от перегретого пара и от стенок аппарата были проведены опыты на активированном угле с влажностью до 70%. Коэффициент теплопередачи от газов к материалу зависит от скорости кипения и изменяется в пределах 60—100 ккал/(м2 ч -град) (ик — 0,8—1,5 м/сек расход пара 60—100 кг/ч). В периоде постоянной скорости сушки температура угля, выгружаемого из сушилки, равнялась 99° С. При сушке до низкой конечной влажности его температура достигала 200— 300° С и он загорался только при выходе из затвора. При переходе на установки большей производительности поверхность боковых стенок, обогреваемых газами, увеличивается не пропорционально объему. Поэтому для кондуктивного подвода тепла необходимо в слое устанавливать дополнительные нагреватели (например, трубчатые) или повышать начальную температуру пара. [c.299] На рис. VI1-5 показана принципиальная схема сушки с использованием перегретых паров воды или органических растворителей. Применение теплообменника с промежуточным твердым теплоносителем позволяет нагревать пары воды до 1000° С. Топка работает под давлением. При сушке перегретыми парами наиболее рационально использовать герметичные сушильные аппараты (пневмотрубы, установки с кипящим слоем, распылительные сушилки и др.). [c.299] Вернуться к основной статье