Сушилка С кипящим (псевдоожиженным) слоем

 

Принцип работы

 

Сушилка с кипящим слоем (рис. 22) представляет собой аппарат непрерывного действия. Он состоит из сушильной камеры 3 со шнековыми питателями 2 и 6 для загрузки и выгрузки материала, опорной решетки 7 и штуцеров для подвода и отвода газа.

Сушильный агент (газ) подается под опорную решетку со скоростью больше критической, при которой слой твердых частиц переходит во взвешенное состояние, но меньше скорости уноса, при которой взвешенный слой разрушается, и частицы уносятся из аппарата. Влажный материал из загрузочного бункера питателем непрерывно подается в сушильную камеру в слой кипящего материала, или псевдоожиженный слой. В нем происходит интенсивное перемешивание частиц и их сушка. Разгрузка высушенного материала производится через разгрузочное отверстие с помощью питателя. Отработанный запыленный газ направляется на очистку.

Изготовление сушилки с расширяющимся кверху сечением корпуса позволяет достигать более четкой циркуляции твердых частиц, улучшать распределение частиц по крупности, уменьшать унос пыли.

Сушилки кипящего слоя применяют для сушки минеральных и органических солей, комкующихся материалов (сульфат аммония, поливинилхлорид, полиэтилен), пастообразных материалов (пигментов, анилиновых красителей), растворов, суспензий. Такие сушилки эффективны при работе с однородным по крупности материалом.

Возможное смешивание поступающего материала с выходящим, проскок недосушенного материала в готовый продукт могут быть исключены при использовании многокамерных сушилок с кипящим слоем.

МНОГОКАМЕРНАЯ СУШИЛКА СО СТУПЕНЧАТЫМ
ПРОТИВОТОЧНЫМ ДВИЖЕНИЕМ МАТЕРИАЛА И ГАЗА

 

Принцип работы

 

Такая многокамерная сушилка (рис. 23) состоит из двух или более камер 1, через которые последовательно движется высушиваемый материал. Переток материала из камеры в камеру, с решетки на решетку осуществляется с помощью переточных труб 2. Сушилка имеет загрузочное 3 и разгрузочное 4 устройства, а также подвод и отвод теплоносителя.

Горячий газ подается снизу под опорные решетки. Влажный материал поступает в аппарат сверху через загрузочное устройство. Находясь в псевдоожиженном состоянии, материал постепенно высушивается. Переход материала из камеры в камеру осуществляется посредством переточных труб. Однако в них псевдоожижение материала прекращается, что затрудняет его перемещение по высоте аппарата. Такой недостаток может быть устранен при снабжении перетоков индивидуальной аэрацией. В нижней части аппарата организованы процессы охлаждения и выгрузки готового продукта, охлажденного холодным воздухом.

Перспективно применение «провальных решеток», т.е. решеток с отверстиями без специальных переточных устройств. Они обеспечивают самоустанавливающееся чередование «продува» газа и просыпания материала через каждое отверстие.

Многокамерные сушилки целесообразнее применять при глубоком высушивании материалов, содержащих внутреннюю влагу, но не чувствительных к нагреву.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СУШИЛКА

 

 

 

Принцип работы

 

Пневматическая сушилка, или труба–сушилка, (рис. 24) представляет собой вертикальную трубу 3 постоянного сечения длиной 10 – 20м. На одном конце трубы размещается загрузочный бункер 1 с питателем 2. На другом конце организован выход газа с взвешенными в нем частицами высушенного материала с последующим улавливанием сухого материала.

Влажный материал шнековым питателем подается в трубу–сушилку, где он увлекается потоком горячего газа, который нагнетается вентилятором. При движении вдоль сушилки материал высушивается. Газ с высушенным материалом поступает в циклон для улавливания готового продукта. Скорость газа в трубе должна быть больше скорости витания (скорости осаждения) частиц. Она выбирается в зависимости от размера и плотности частиц 10–35 м/с, поэтому пребывание материала в сушилке кратковременно.

В трубе–сушилке газ и материал движутся в одном направлении, поэтому такая сушилка особенно эффективна для удаления поверхностной влаги (первый период сушки). В ней допустимы повышенные температуры теплоносителя даже для термочувствительных материалов.

АЭРОФОНТАННАЯ СУШИЛКА

 

Принцип работы

 

Аэрофонтанная сушилка (рис. 25) является разновидностью пневматических сушилок и представляет собой камеру 3 конической формы, содержащей загрузочный бункер 1 с питателем 2.

Влажный материал поступает из загрузочного бункера при помощи питателя в нижнюю часть сушильной камеры и переносится горячим газом непосредственно в зону сушки. Следствием конусности является интенсивная циркуляция материала в камере. Материал поднимается, витает, фонтанирует в центральной части камеры сушилки и опускается по периферии аппарата. Если все частицы высушиваемого материала близки по размеру и плотности, то высушенные частицы, как более легкие, непрерывно уносятся газом из сушилки и улавливаются, например, в циклоне.

Время контакта материала с газом в аэрофонтанных сушилках невелико, поэтому их применяют для сушки нетермостойких веществ высокотемпературными топочными газами.

ЛЕНТОЧНАЯ СУШИЛКА

 

 

 

Принцип работы

 

Ленточная сушилка (рис. 26) представляет собой камеру 2, в которой установлены один над другим ленточные транспортеры 1, сушилка снабжена вентилятором 3 и калорифером 4, а также загрузочным и разгрузочным устройствами.

Сушильный агент (газ) нагнетается вентилятором в калорифер, где нагревается до необходимой температуры и подается в сушильную камеру. Влажный материал поступает через загрузочное устройство на верхний транспортер. Лента перемещает материал на другой конец, где он ссыпается на нижележащую ленту. Горячий газ омывает, пронизывает высушиваемый материал. При пересыпании материала с ленты на ленту увеличивается поверхность его соприкосновения с сушильным агентом, что способствует возрастанию скорости сушки. Насыщенный паром газ удаляется из сушилки через газоход. Высушенный продукт выводится из аппарата через разгрузочное устройство.

В многоленточных сушилках газовый поток используется многократно. Возможна установка промежуточных калориферов для нагрева газа по ходу его движения через сушилку. В таких аппаратах легко осуществляются прямоточное, противоточное и перекрестное движения газа и материала.

Ленточные сушилки применяются для сушки сыпучих, волокнистых, хрупких материалов не склонных к пылеобразованию, а также готовых изделий и полуфабрикатов. При сушке волокнистых материалов транспортерные ленты изготовляются из металлических сеток для интенсификации процесса сушки.

ПЕТЛЕВАЯ СУШИЛКА

 

 

 

Принцип работы

 

Петлевая сушилка (рис. 27) состоит из загрузочного устройства 1, двух обогреваемых вальцов 2, бесконечной сетчатой ленты 3, цепного транспортера 4, вентилятора 5, ударного механизма 6, разгрузочного устройства 7.

Питатель подает влажный пастообразный материал на бесконечную гибкую сетчатую ленту, которая проходит между двумя обогреваемыми паром вальцами, вдавливающими пасту внутрь ячеек ленты. Толщина звеньев ленты составляет 5–20 мм. Лента с впрессованным в нее материалом поступает в сушильную камеру, где образует петли. Это достигается с помощью шарнирно соединенных звеньев ленты и расположенных на ней через определенные промежутки поперечных планок, опирающихся на цепной транспортер. Сушка производится газом, который нагнетается вентиляторами, циркулируя и омывая материал с обеих сторон сетки. Отработанный газ удаляется через отверстие в верхней части аппарата. При помощи направляющего ролика лента отводится к автоматическому ударному механизму, посредством которого высушенный продукт сбрасывается в бункер, снабженный разгрузочным питателем.

Петлевые сушилки применяются только для сушки пастообразных материалов.

РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛКА

 

 

 

 

	Рис. 28. Схема распылительной сушилки: 1 – камера; 2 – пылеулавливающее устройство; 3 – распылительное устройство; 4 – вентилятор; 5 – скребки

Принцип работы

 

Распылительная сушилка (рис. 28) состоит из рабочей камеры 1, пылеулавливающего устройства 2, распылительного устройства 3, вентилятора 4, скребков 5.

Нагретый воздух поступает в верхнюю часть сушильной камеры. Здесь он встречается с каплями или частицами распыляемого материала. Благодаря развитой поверхности соприкосновения материала с газом, сушка протекает очень быстро (на лету). На дно сушилки падает полностью высушенный материал равномерного дисперсного состава, сыпучий и мелкодисперсный. Готовый продукт скребками перемещается к разгрузочному устройству. Воздух, насыщенный парами, отсасывается вентилятором из нижней части аппарата через пылеулавливающее устройство (например, рукавный фильтр) и выводится наружу.

Распылительные сушилки применяют для сушки жидких, текучих и пастообразных материалов.

КАМЕРНАЯ СУШИЛКА

 

 

Принцип работы

 

Камерная сушилка (рис. 29) представляет собой аппарат периодического действия. Она состоит из сушильной камеры 2, в которой расположены вагонетки 1. В сушилке имеются вентилятор 3, калорифер 4, патрубки для подвода и отвода сушильного агента.

В сушильную камеру материал помещается вручную или завозится на вагонетках. Камера плотно закрывается. Воздух поступает через входной газовый патрубок в калорифер, где нагревается до нужной температуры и вентилятором нагнетается в сушильную камеру. Отработанный воздух отводится через выходной газовый патрубок. После окончания сушки материал вручную выгружается, укладывается новая партия, процесс повторяется.

В сушильной камере устанавливаются дополнительно калориферы и вентиляторы для промежуточного нагрева и нагнетания сушильного агента.

Камерные сушилки применяется для материалов, не терпящих перемещения. Это штучные формовые материалы – кирпичи, кожа, изделия из дерева, пищевые продукты и др. Крупные штучные материалы при сушке склонны к растрескиванию, в этом случае сушку следует вести медленно и равномерно, чтобы периферийная часть материала не слишком отличалась по влажности от внутренней (внутренняя диффузия должна поспевать за испарением).

ТУННЕЛЬНАЯ СУШИЛКА

 

 

 

Принцип работы

 

Туннельная сушилка (рис. 30) представляет собой длинный до 60 метров и более коридор–туннель, в котором вагонетки 1 с высушиваемым материалом перемещаются по рельсам. Туннель обогревается калориферами 2 и снабжен вентиляторами 3.

Штучный материал (кирпичи, бруски дерева и др.) располагают на полках вагонеток так, чтобы между материалом оставались каналы для прохода газа. Вагонетки передвигаются вдоль туннеля следующим способом: при заталкивании одной вагонетки с влажным материалом весь ряд стоящих вплотную друг к другу вагонеток передвигается к выходу, последняя вагонетка выталкивается из туннеля с готовым высушенным материалом. Передвижение вагонеток осуществляется лебедкой или специальными толкачами. Горячий газ вводится в сушилку с одного конца, выводится с другого. Длинный путь, проходимый газом в туннельных сушилках, делает необходимой установку калориферов для восстановления температуры охлаждающегося газа. Установка калориферов обеспечивает и интенсивную циркуляцию газа, которая усиливается с помощью вентиляторов.

Туннельная сушилка, как и камерная, применяется для сушки штучных формовых материалов, не терпящих перемешивания – изделия из дерева, кожи, хрупких материалов.

 

 

ВАКУУМ–СУШИЛЬНЫЙ ШКАФ

 

 

 

Принцип работы

 

Вакуум–сушильный шкаф (рис. 31) представляет собой герметически закрывающуюся камеру 1 цилиндрической или прямоугольной формы. В камере расположены друг над другом обогреваемые плиты (полки) 3, на которых размещаются противни 2 с высушиваемым материалом.

Высушиваемый материал укладывается на противни, которые помещают на плиты, обогреваемые изнутри паром, горячей водой или электричеством. Во время работы камера герметично закрыта и соединена с установкой для создания вакуума (например, с вакуум–насосом). Если при сушке выделяются ценные или токсичные пары органических веществ, то для их улавливания используют поверхностные конденсаторы. Загрузка и выгрузка аппарата производится вручную и периодически.

Вакуум–сушильные шкафы применяют для сушки зернистых, пастообразных, взрывоопасных, токсичных материалов, а также материалов, склонных к пылеобразованию.

 

ДВУХВАЛЬЦОВАЯ СУШИЛКА

 

Принцип работы

 

Двухвальцовая сушилка (рис. 32) состоит из загрузочного 1 и вытяжного 2 устройств, двух полых барабанов – вальцов 5, ножей–скребков 3 и шнека 4.

Греющий пар подается внутрь каждого из вращающихся навстречу друг другу барабанов–вальцов. Конденсат отводится через специальную трубку. Обогрев вальцов также можно осуществлять горячей водой или высококипящими органическими теплоносителями. Материал поступает сверху через загрузочную воронку. При вращении вальцов к ним прилипает тонкий слой материала, который высыхает за время одного оборота. Сухой материал снимается неподвижными ножами–скребками и удаляется шнеком или другим транспортным устройством из аппарата. Для отвода пара, образующегося при сушке, служит вытяжное устройство. Данная сушилка работает при атмосферном давлении.

Вальцовые сушилки применяется для сушки пастообразных и налипающих материалов.

 

ВАЛЬЦОВАЯ ВАКУУМ–СУШИЛКА

 

Рис. 33. Схема вальцовой вакуум–сушилки: 1 – вальцы; 2 – скребок; 3 – загрузочный штуцер; 4 – вытяжное устройство; 5, 7 – колокола; 6 – шлюз

 

Принцип работы

 

Вальцовая вакуум–сушилка (рис. 33) состоит из кожуха, в котором расположены вальцы 1, скребки 2, загрузочный штуцер 3, вытяжное устройство 4, шлюзовой затвор, представляющий собой камеру – шлюз 6 с колоколами 5 и7.

Влажный материал подается через загрузочный патрубок и попадает на обогреваемые изнутри вращающиеся вальцы. Материал прилипает к ним тонким слоем, высушивается, после чего срезается скребками. Образующийся пар отсасывается через вытяжное устройство.

Аппарат работает под вакуумом, поэтому загрузочное и разгрузочное устройства должны иметь герметичные затворы. На рис. 33 представлен шлюзовой затвор, который работает в следующей последовательности: при закрытом колоколе 7 открывается колокол 5, материал ссыпается в камеру – шлюз, колокол 5 закрывается и открывается колокол 7. Количество таких камер – шлюзов может быть увеличено до 3 – 5 штук для лучшей герметичности аппарата.

Вальцовые вакуум–сушилки применяются для сушки в тонком слое (пленке) материалов, не выдерживающих длительного воздействия высоких температур (например, для сушки красителей).