Промышленные сушильные установки

Большое распространение  получили сушилки, в которых сырой  материал поступает в барабан  вместе с горячим сушильным агентом. При одинаковой крупности материала  возможна и противоточная сушка. В этом случае транспортирование  материала можно осуществлять только механическим путем навстречу потоку воздуха с помощью винтовых лопастей или наклона барабана. Перекрестное движение потоков осуществимо только в барабанах с перфорированными стенками.

Принцип действия.

Влажный материал поступает  в бункер влажного материала , откуда он через дозатор  поступает в  сушильный барабан. Топливо и  воздух  поступает в топку , где  сжигается и после смесительной камеры топочные газы поступают в  сушильный барабан. Высушенный материал поступает в бункер высушенного  материала , из которого попадает на ленточный  конвейер. Дымовые газы после барабана попадают в циклон . Из циклона частицы  материала, уносимые с дымовыми газами, также попадают на ленточный транспортер. Топочные газы после циклона идут в мокрый пылеуловитель. Из него топочные газы уходят в атмосферу, а влажный материал направляется в бункер влажного материала.

 

 

Барабанная вакуумная сушилка  типа BCA  с трубчатыми нагревателями: 1 — люк для загрузки и выгрузки Ду-400; 2 — приспособление для отбора проб; 3 — трубки к мановакуумметрам; 4 — вход пара; 5 — выход конденсата; 6 — воздушник; 7 — сборник капроновой пыли; 8 — впуск воздуха; 9— к поршневому вакуумному насосу;10 — отсос водяных паров; 11 — к термометру 1

 

Принципиальная  схема вакуумной барабанной сушильной  установки с пароэжекторным насосом

1 — вакуумная барабанная  сушилка; 2 — загрузочный бункер; 3 — пароэжекторный вакуумный  насос; 4 — барометрический ящик; 5 — холодильник; 6 — насос; 7 —  спуск в канализацию; 8 — выгрузка  крошки; 9 — спуск конденсата; 10 —  вход пара; 11 — V — ступени эжектора

Наиболее рационально  работать с пароэжекторным насосом, если имеется производственный пар  давлением 0,6 Мн/мг и высота здания достаточна для установки барометрических  труб. Материал при сушке непрерывно перемещается по периферии наружного  и внутреннего сушильных барабанов. Загрузка и выгрузка продукта производятся шнеком, расположенным в загрузочной  цапфе, и улиткой на торцовой стенке со стороны загрузки и выгрузки.

Сушимый материал подают в  загрузочный бункер через специальный  люк, после чего люк закрывают  и в системе создают вакуум. После выравнивания давлений в загрузочном  бункере и корпусе сушилки  открывается клапан бункера, включается привод барабана и в рубашки барабанов  подается теплоноситель. Для создания мягкого температурного режима в  период загрузки продукта в сушилку  при обогреве водяным паром включают вихревой насос для создания разрежения в рубашках барабанов. Скорость подачи продукта в сушилку регулируется величиной открытия клапана загрузочного бункера

 

Принципиальная  схема вакуумной барабанной сушильной  установки с механическим насосом

I - вакуумная барабанная  сушилка; 2 — загрузочный бункер; 3 — конденсатор от сушильной  установки; 4 — вакуум-насос ВН-4Г; 5 — пылеуловитель; 6 — конденсатор—вымораживатель; 7 — холодильник; 8 — спуск в  канализацию; 9 — вход; 10 — спуск  конденсата; 11 — вход пара

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Барабанная вакуум-сушилка  с концентрическими паровыми рубашками (фирма Дейтше вакуум-аппарате, ГДР)

Фирма Дейтше Вакуум Аппарате (ГДР) выпускает вакуумные барабанные сушилки различных типоразмеров. На рисунке сверху показана сушилка, в которой процесс происходит при давлении —0,5 мм рт. ст. Хотя давление внутри аппарата ниже давления в тройной точке для воды, подводимое количество тепла достаточно велико, чтобы обеспечить тепловую сушку без замораживания материала. Пар и неконденсирующиеся газы отсасываются из сушилки пароэжекторными многоступенчатыми насосами. Сушильная установка периодического действия суточной производительностью 3,7 т готового продукта (за одну загрузку) для сушки полиамидной крошки от начальной влажности 12% до влажности 0,05% состоит из бункера сырого материала емкостью 6 м3, вращающегося барабана диаметром 2000 мм и длиной 4000 мм и выгрузного охлаждающего устройства.

Барабан представляет собой  горизонтальный цилиндр с рубашкой, внутри которого концентрично встроены еще три двухстенных обогреваемых цилиндра. Крепление производят специальными распорками. Транспортерные шнеки, вваренные  между цилиндрами, создают в аппарате циркуляцию материала как вдоль  оси, так и в радиальном направлении. Влажный материал загружают через  патрубок 13 и по спирали—транспортерному  шнеку 11— он входит внутрь барабана.

По внутреннему цилиндру вещество передвигается слева направо, после чего попадает в следующее  кольцевое пространство, по нему проходит справа налево и т. д. Наконец, пройдя по наружному кольцевому пространству, оно с помощью специального устройства попадает во внутренний цилиндр и  повторяет тот же циркуляционный контур. После окончания сушки  направление вращения барабана меняется на противоположное, и вещество шнеком 11 выносится из сушилки. С двух сторон барабана расположены обогреваемые крышки с полыми цапфами. Таким образом, загрузку и выгрузку производят с  одной стороны сушилки с помощью  шнекового устройства, расположенного с внутренней стороны крышки. Шнек вращается вместе с барабаном.

Сушка производится следующим  образом. В барабане создают вакуум и одновременно барабан обогревают, пропуская в паровые рубашки  так называемый вакуумный пар, т. е. пар с давлением ниже атмосферного. Сырой продукт загружают в  бункер, и в нем мокровоздушным насосом создается вакуум. Когда  давление в бункере сравняется с  давлением внутри барабана, материал пересыпается через спускную трубу  и попадает в загрузочный шнек барабана. После окончания загрузки переключают сушилку на полный обогрев, т. е. в паровой системе создают  избыточное давление максимум 1 атм. Из рубашки конденсат отсасывается отдельным мокровоздушным насосом. Для улавливания пыли установлен циклон.

Предварительная откачка  воздуха из барабана производится мокровоздушным вакуумным насосом. Когда давление в сушилке после загрузки достигнет 20 мм рт. ст. (предельное давление, создаваемое  мокровоздушным насосом), включаются поочередно три ступени пароэжекторного  насоса. Температура сушки 90° С, остаточное давление в сушилке 0,5 мм рт. ст.

После окончания сушки, о  чем свидетельствует увеличение температуры материала, создают  вакуум в выгрузном бункере-холодильнике. Выгрузной бункер состоит из цилиндра и конического днища с охлаждающей  рубашкой— охлаждение водой 15° С. Внутри находится другой цилиндр  с рубашкой небольшого диаметра, внутри которого вращается шнек со скоростью 60 об/мин. В кольцевом пространстве между наружным и внутренним цилиндрами к обеим стенкам приварены  лопасти для транспортировки  материала.

 

Выбор типа барабанной сушилки и сушильного агента

Выбор типа сушильного агента проводится на основе комплексного исследования технико-экономических показателей  сушильной установки, технологической  схемы и связи ее с тепловой схемой предприятия.

Т.к. сушильный материал не боится загрязнений, то принимаем в  качестве сушильного агента смесь дымовых  газов и атмосферного воздуха  с начальной температурой t,г=600°С. Дымовые газы рационально использовать и потому, что суперфосфат гранулированный  сушится при температурах выше 80°С. При этом выявляется большая потребность  в топливе , снижается металлоемкость, ниже сибистоимость сушки. Сушилки, работающие на дымовых газах, более  производительны и экономичны. Барабанные сушилки для сушки глины являются наиболее надежными и широко распространенными  установками. Они просты по конструкции, удобны в обслуживании, работу их можно  автоматизировать. Все сорта суперфосфат  гранулированных при перегреве  выше 600°С теряют полностью свою пластичность и способность при соединении с отощающими материалами, превращаться в массу, хорошо поддающуюся формовке. При сушке в барабанной сушилке мы не получим t° материала выше предела (начинается при 150°С) даже при t° газа на входе в барабан 900°С.

С целью недопущения снижения пластичности глины при сушке  вследствие перегрева, а также уменьшения пылеуноса принимаем для барабана прямоточную схему движения топочных газов. Прямоток также дает возможность  быстрее придать материалу подвижность. Сушилки, работающие на дымовых газах  более производительны и экономичны, просты по конструкции и удобны в  эксплуатации. Работу их можно автоматизировать Барабанные сушилки для сушки глины являются наиболее надежными и широко распространенными установками.

Описание сушимого материала

   Порошковый суперфосфат имеет свойство видоизменяться и переходить в неусваиваемое для растений состояние, попадая в почву, особенно это свойство ярко выражено, если грунт хорошо замешан с препаратом и если почва кислая. Для решения этой проблемы химическая промышленность начала производить его в гранулах размером от 1 до 4 мм. Таким образом, увеличивается продолжительность действия препарата.

Применяя гранулированный  вариант, вы можете быть уверены, что  в этом случае с почвой контактирует меньший процент удобрения и  необходимое количество фосфора  будет усвоено растительной культурой. В ходе гранулирования он подсушивается, и фосфорная кислота частично нейтрализуется, таким образом, количество свободной фосфорной кислоты  уменьшается до 1-2%, а содержание воды – до 1-4%. Но этот факт компенсируется увеличением продолжительности  сохранения фосфора в почве в  усваиваемой для растений форме.

Гранулированный суперфосфат  также содержит серу – до 10%, кальций  – 12-17%, 0,5% магния. В отличие от порошкового, не слеживается и не склеивается. Гранулированный вариант можно  вносить в грунты зерновыми сеялками. Если удобрение вносится в качестве основного внесения, до засева выращиваемой культуры, то препарат следует заделывать под плуг, выдерживая глубину засева семян, так как гранулированный не смывается осадками, не опускается глубже отметки своего первоначального задела. Таким образом, помещение гранул на поверхности почвы и оставление грунта не перемешанными не даст необходимых результатов – он должен контактировать с корневой системой возделываемой культуры в непосредственной близости с ней.

Гранулы используются для  основного внесения – до проведения посевных работ, одновременно с посевом  и в качестве подкормки под  все растительные культуры на любых  видах почв. Самый рациональный способ внесения удобрения – рядковое совместно  с посевом зерен, высадкой корнеплодов. В этом случае количество затрачиваемого удобрения снижается втрое при  неизменном результате. Прибавка урожая при таком методе внесения удобрения  составит, например, для озимой пшеницы  – от 5 до 15 центнеров на гектар.

Основные требования ПТЭ к сушилкам

Камеры сушилок должны быть герметичными. Двери камер должны иметь рычажные, клиновые, винтовые или другие устройства, плотно закрывающие  их.

Если в конвейерных  сушилках по условиям эксплуатации не могут быть устроены двери или  конструкция сушилки не обеспечивает зону с нулевым давлением, у входа  и выхода сушилки необходимо устраивать тепловые (воздушные) завесы.

Сушильные установки должны иметь тепловую изоляцию, обеспечивающую минимальные технологические потери теплоты.

При установке сушилок  на открытом воздухе теплоизоляция  должна быть влагостойкой с гидроизоляционным  покрытием.

В сушильных установках, в которых происходит пропаривание материала или изделий, ограждающие  конструкции должны покрываться  слоем гидроизоляции.

В сушилках с принудительной циркуляцией воздуха должны устанавливаться  ребристые или гладкотрубные  подогреватели или пластинчатые калориферы. Для лучшего обеспечения  стока конденсата пластинчатые калориферы должны устанавливаться вертикально.

Для обеспечения равномерного распределения воздуха в сушильной  камере должны устанавливаться направляющие экраны, решетки и другие устройства. Сушилка материалов в камерных сушилках с неполными габаритами штабеля  по высоте запрещается

При сушке порошкообразных  или дробленых материалов удаляемый  из сушилки воздух должен очищаться  путем устройства пылеосадочных  камер, сухих или мокрых циклонов, мультициклонов, матерчатых фильтров. В этих сушилках должна применяться  рециркуляция воздуха.

Кратность рециркуляции воздуха  должна быть определена расчетным путем  с учетом режима взрывоопасных паров  и пыли, выделяемой при сушке, и  указана в инструкции по эксплуатации.

На рабочем месте работника, обслуживающего сушильную установку, должна быть режимная карта. При эксплуатации сушилки должен осуществляться контроль за параметрами теплоносителя! регламентируемыми  температурами по зонам, за качеством  высушиваемого материала с регистрацией показателей в оперативном журнале

Режим работы сушильных установок  и характеристики работы основного  и вспомогательного оборудования определяются энергетическими испытаниями, которые  должны производиться:

после капитальных ремонтов сушилок;

после внесения конструктивных изменений или внедрения рационализаторских предложений;

для устранения неравномерности  сушки, связанной с выходом бракованной  продукции

При испытаниях сушилки должны определяться часовой расход и параметры  греющего теплоносителя, температура  и влажность сушильного воздуха  в разных точках камеры, коэффициент  теплопередачи нагревательных поверхностей, производительность вентиляторов и  частота вращения электродвигателей (в сушилках с принудительной циркуляцией  воздуха.

Список используемой литературы

 

1. М.М. Роговой, М.Н. Кондакова, М.Н. Сагановский « Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов»
2. В.Ф. Степанчука, Справочное пособие по теплотехническому оборудованию промышленных предприятий. Мн.: Высшая школа, 1983-256с.
3. В.А.Григорьев, В.М. Зорин, «Промышленная теплоэнергетика и теплотехника:Справочник».-М.:Энергоатомиздат,1983.
4. Ю.И. Дытнерский, Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: «Химия», 1991-545с.
5. Р.И.Эстеркин, Промышленные котельные установки. Л.: Энергоатом издательство, 1985-400с.
6. «Правила технической эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей потребителей. Техника безопасности при эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей потребителей».-Мн.:ЦОТЖ,2004