Файл: Теоретические основы процесса сушки 5 1 Сушка. Общие сведения 5.doc

Содержание

Введение

На данный момент практически во всех сферах промышленности используются различные технологии и приемы извлечения жидкостей, влаги с внешней поверхности либо с внутреннего слоя сырья, материалов. Как правило, извлекаемыми видами жидкости выступают обыкновенная вода, соединения метанола, смеси бензина, химические примеси метанола с ацетоном, бензина с изопропиленом.

Наряду с наиболее распространенными формами и технологическими схемами извлечения влаги с материалов и сырья (то есть таких как отжатие, применение центрифуги, химических фильтров, высасывания, химическая адсорбция), специалисты часто называют сушку, выполняемую тепловым способом, посредством чего жидкость отделяется посредством испарений.

В качестве сушки здесь предполагается сочетание операций термического, а также обменного типа, как на внешней стороне, так и во внутренней структуре сырья, приводящих в результате к обезвоживанию. Касательно состояния обезвоживания, вызванного сушкой, можно сказать, что это приводит к существенному улучшению качественных характеристик, прочности материалов, их конструктивной долговечности.

По данной причине технологическая сушка осуществляется под воздействием различных факторов, отличающихся внутренней структурой, механическими особенностями, реакциями химического, биологического, а также реологического типов, касающихся обрабатываемого сырья. Продолжительность проведения данных реакций, их фактическое состояние определяется как особенностями температурного режима сушильной технологии, так и спецификой подведения тепла к сырью.

С учетом возможных перспектив применения сушильной технологии все сырье и материалы с различной степенью влажности подразделяются на такие категории:

- настоящие химические растворы, а также растворы коллоидного типа;

---

- разнообразные эмульсионные соединения и вещества суспензионного типа;

- различные химические пасты, не перекачиваемые насосной станцией;

- различные материалы и сырье, представленные в форме пыли, зерен, а также кусков, отличающихся различной степенью влажности и сыпучестью;

- материалы и сырье, отличающиеся высокой степенью гибкости и тонкости, например, различные ткани, бумага, пленочные материалы;

- разовые, габаритные комплектующие, материалы, в качестве примера можно привести керамические изделия, материалы из древесины, строительно – отделочные материалы и сырье;

- продукция, проходящая сушильную технологию после процедур, связанных с грунтованием, покраской, обработкой клеем и прочими обрабатывающими операциями.

Цель курсового проекта заключается в определении параметров сушильного оборудования для осуществления сушки крахмала.

Поставленная автором цель раскрывается посредством решения таких задач:

- рассмотреть теоретические принципы проведения сушки;

- описать технико – технологические особенности применения барабанных сушилок;

- произвести расчет технических параметров используемого сушильного оборудования, применяемого для сушки крахмала.

Глава 1. Теоретические основы процесса сушки

1.1 Сушка. Общие сведения

Сушильная технология в общих чертах характеризуется как обработка сырья теплом, для изъятия из внешней поверхности и внутренней структуры жидкостей и влаги посредством испарения. Испарительные процессы осуществляются в том случае, когда внешняя обстановка отличается низким содержанием влаги, при этом проявляется способность к восприятию влажных испарений от внешнего слоя сырья и материалов.

Таким образом, при осуществлении сушильной технологии необходимо выполнять определенные условия: уровень концентрации паровых испарений у внешнего слоя материалов имеет большее значение, чем уровень паровых испарений в окружающей газовой среде. Степень интенсивности сушильной технологии сильнее при условии, что разность уровней парового давления на внешней поверхности материалов, а также окружающей обстановке, что обеспечивает повышение объема тепла к внешнему слою материалов и сырья.

В соответствии с технико – технологическими условиями производственного процесса, сушильное оборудование обязано создать условия для поддержания необходимого уровня выработки (производительности), поддержать требуемую гибкость управленческого воздействия, а также поддержание оптимума температурного режима, что осуществляется с целью поддержания высокого уровня качества при минимальном расходе. Особое внимание необходимо уделить вопросам распределения сушильного процесса по всей обрабатывающей площади сушил.

---

Используемые в производственных процессах сушила группируются по различным критериям, в первую очередь можно назвать особенности конструкции, технологических процессов. Исходя из типа сырья (материала), проходящего обработку, все сушила группируются на проходящие сушильные процессы для завершенных изделий, а также на проходящие сушильную обработку материалы и сырье в форме кусков и сыпучей консистенции.

Исходя из особенностей конструкционного типа выделяют сушильные системы туннельного, шахтного, барабанного, а также камерного типов. Принимая во внимание специфику подачи и передвижения сырья и материалов, выделяют оборудование распылительного, конвейерного, пневматического, а также размольного видов.

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 4 30 м и диаметр 0,1 3,2 м, установлен под углом 4 60 к горизонту и вращается со скоростью 0,5 8 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 70 800 . Скорость движения газов в барабане не превышает 2,5 3 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). 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 (700 8000 ) 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 (4

---

5 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:

- контактная - путём передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделительную стенку;

- конвективная - путём непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом. В качестве которого используют: подогретый воздух, топочные газы либо топочные газы с воздухом;

- радиационная - путём передачи тепла инфракрасным излучением;

- диэлектрическая - в поле токов высокой частоты;

- 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.

1.2 Виды сушилок. Барабанная сушилка

Сушилка непрерывно действующая, противоточная, с принудительным потоком тепло­носителя, которым служит воздух, подогретый в калорифере паром или газом. В пожарном отношении безопасна, так как выполняется из металла. Она представляет собой барабан с внутрен­ними размерами: диаметром 1,5 м, длиной 5 м или диаметром 2,3 м, длиной 6,1 м.

---