Файл: Пояснительная записка к курсовому проекту по теме "Сушильная установка непрерывного действия".doc

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯТОНКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИИМ М.В.ЛОМОНОСОВАПояснительная запискак курсовому проекту по теме"Сушильная установка непрерывного действия"Выполнил: Иванов А.П.Группа: ХТ-403Консультант: Зиновкина Т.В.Москва, 2002 г.ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Исходные материалы, промежуточные и конечные твердые продукты многих химических производств часто содержат то или иное количество жидкости. Необходимость частичного или пол­ного удаления жидкости диктуется различными причинами:

• 
  влажный продукт может портиться при хранении, так как влага вредно воздействует на некоторые материалы (смерзание в холодное время, образование плесени на пищевых продуктах и т.д.);
  
• 
  влажность полупродуктов может мешать дальнейшей обработке;
  
• 
  транспортировка сухих продуктов более экономична;
  

При большом начальном содержании жидкости лишь частичное ее уда­ление из твердых веществ возможно при помощи методов фильтрации и центрифугирования. Полное удаление влаги возможно только путем испарения этой жидкости и отвода образовавшихся паров – сушкой.

---

Процесс сушки является термическим процессом и требует подвода высушиваемому ма­териалу достаточного количества тепла для испарения жидкости и обеспечения усло­вий, необходимых для ее диффузии изнутри материала во внеш­нюю среду. Поэтому, по своей физической сущности тер­мическая сушка является сложным процессом тепло- и массообмена.Существует несколько методов сушки влажных материалов, используемые в про­мышленности. Они различаются способом подвода тепла и обусловлены физико-химическими свойствами этих ма­териалов, а также формой их связи с влагой:

• 
  Конвективный метод – процесс, сопровождающийся непосредственным контактом высушивае­мого материала с потоком нагретого газа (воздуха, топочных газов). Последний сообщает тепло для испарения влаги, одно­временно поглощая и унося с собой образовавшиеся пары. Процесс протекает преимущественно при атмосферном давлении. Не применяется в тех случаях, когда вы­сушиваемые материалы не допускают длительного соприкосновения с нагретыми газами.
  
• 
  Контактный метод – сушка в раз­реженной среде (под вакуумом) с передачей необходимого коли­чества тепла от теплоносителя (обычно водяного пара) к высуши­ваемому материалу через разделяющую их металлическую стенку.
  
• 
  Терморадиационный метод – тепло передается путем инфракрасного излучения. Этот метод более интенсивен, чем конвективная теплоотдача, однако имеет множество недостатков и применяется достаточно редко.
  
• 
  Высокочастотный метод – осуществляется в поле токов высокой частоты. Позволяет регулировать температуру и влажность материала не только на его поверхности, но и в глубине.
  
• 
  Сублимационный метод – применяется для термочувствительных материалов (плазма крови, некоторые медицинские препараты). Процесс осуществляется в глубоком вакууме (остаточное давление 0.015—0.13 мПа) и, соответственно, при низких температурах.
  

В данном курсовом проекте рассматривается процесс сушки твердого материала CuSO₄ в псевдоожиженном слое (ПОС) или кипящем слое. В сушильных аппаратах с ПОС обычно сушат твердые частицы с размером зерен от 0.1 до 5 мм. Как правило, такие сушилки обладают высокой надежностью. Преимущества сушки в ПОС заключаются в интенсивном перемешивании твердых частиц с теплоносителем, что

---

обеспечивает большую поверхность контакта фаз, а также в простой конструкции аппаратов. Еще одной особенностью сушильных аппаратов с ПОС является выравнивание температур в объеме слоя, поскольку псевдоожиженный твердый материал движется в сушилке в режиме, близком к идеальному перемешиванию, что приводит к увеличению скорости протекания процесса.

---

Технологическая схема процесса

Технологическая схема процесса сушки твердого материала в псевдоожиженном (кипящем) слое представлена на рис. 1.Влажный исходный материал CuSO₄ по ленточному конвейеру 1 подается в бункер шнекового питателя 2. Проходя шнековый питатель CuSO₄ поступает на газораспределительную решетку сушильного аппарата с псевдоожиженным слоем непрерывного действия 3. Процесс сушки осуществляется при помощи сушильного агента – горячего воздуха, – который с помощью вентилятора 4 нагнетается в сушильный аппарат. В вентилятор 4 поступает воздух комнатной температуры, поэтому его предварительно нагревают греющим паром в калорифере 5 до температуры 140^оС. Полученный сухой продукт через питатель 6 ссыпается на ленточный конвейер 7, откуда отводится в емкость сбора готового продукта 8.В верхний штуцер сушильного аппарата 3 удаляется использованный сушильный агент. Так как в процессе псевдоожижения образуется пыль, она улетает вместе с использованным сушильным агентом. Для очистки воздуха применяют циклон 9, а также, для более глубокой очистки, ставят электрофильтр 10. Осажденная из воздуха пыль из циклона 9 поступает в бункер, откуда ссыпается на ленточный конвейер и, в результате, оказывается в емкости для готового продукта. рис. 1. Технологическая схема.

Расчет процесса идеальной сушки

Количество удаленной влаги

Для начала необходимо провести расчет количества удаленной влаги. По следующему уравнению, воспользовавшись данными из технического задания, количество удаленной влаги W составит:

Расход сушильного агента

Количество удаленной влаги необходимо для расчета расхода сушильного агента: В этом уравнении фигурируют величины влагосодержания x₁ и x₂. Для того, чтобы определить их необходимо воспользоваться диаграммой Рамзина (диаграмма

---

I– x). Для этого по справочным данным ([1], табл. XL, стр. 521) выберем параметры атмосферного воздуха для г. Липецка. Поскольку, данные по г. Липецку в справочных данных отсутствуют, возьмем средние значения температуры и влажности для двух соседних городов для июля месяца:

	t, oC	, %
Воронеж	20.6	62
Тамбов	20.0	68
Липецк	20.3	65

Воспользовавшись диаграммой Рамзина [2], можно получить следующие данные по влагосодержанию:

№ точки	0	1	2
t, oC	20.3	140	50
x, кг/кг сух.	0.010	0.010	0.046
, %	65	менее 5	54
I, кДж/кг	45	172	172

Тогда расход сушильного агента L составит:

Определение скорости псевдоожижения

Из справочных данных [3] плотность высушиваемого материала:Плотность сухого воздуха при нормальных условиях ₀ = 1.29 кг/м³. Рассчитаем плотность влажного воздуха (формула взята из источника [Error: Reference source not found]):В данной формуле имеем следующие параметры: T₀ = 273 К, Т = 273 + 50 = 323 К – рабочая температура,  = ₂ = 0.54 – относительная влажность воздуха

---