Научная статья на тему 'К вопросу аппаратурного оформления процесса сушки влажных материалов'

К вопросу аппаратурного оформления процесса сушки влажных материалов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
205
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СУШИЛКА / ЗАКРУЧЕННЫЕ ПОТОКИ / ИНЕРТНЫЙ МАТЕРИАЛ / DRYER / TWIRLED STREAMS / INERT MATERIAL

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кормильцин Г. С., Воробьев А. М.

Разработаны и исследованы конструкции аппаратов для сушки гранулированных полимерных материалов, суспензий и паст. Исследования сушильного аппарата шахтного типа для гранулированных материалов показали, что время процесса значительно сокращается при улучшении качества продукта по сравнению с аппаратами другого типа. Предлагается также ряд аппаратов с активными гидродинамическими режимами для интенсификации процесса сушки суспензий и паст.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Кормильцин Г. С., Воробьев А. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

On hardware registration of a process of damp materials drying

Designs of devices for drying granulated polymeric materials, suspensions and pastes are developed and studied. Study of a drying device of a mine type for granulated materials has shown, that time of the process is considerably reduced at improvement of a quality of a product in comparison with devices of other type. A number of devices with active hydrodynamic modes for intensification of the process of suspensions and pastes drying are also offered.

Текст научной работы на тему «К вопросу аппаратурного оформления процесса сушки влажных материалов»

УДК 66.63.9.031

К ВОПРОСУ АППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

© Г.С. Кормильцин, А.М. Воробьев

Ключевые слова: сушилка, закрученные потоки, инертный материал.

Разработаны и исследованы конструкции аппаратов для сушки гранулированных полимерных материалов, суспензий и паст. Исследования сушильного аппарата шахтного типа для гранулированных материалов показали, что время процесса значительно сокращается при улучшении качества продукта по сравнению с аппаратами другого типа. Предлагается также ряд аппаратов с активными гидродинамическими режимами для интенсификации процесса сушки суспензий и паст.

Рациональная организация процесса сушки влажных материалов и разработка аппаратов для этого процесса являются определяющими факторами высокого качества высушенного материала. В работе [1] нами был представлен аппарат, разработанный на основе данных по сорбционному равновесию и температурновлажностных зависимостей коэффициентов массопро-водности полимерных материалов. Этот аппарат, представленный на рис. 1, был испытан в промышленных условиях и показал хорошие экслуатационные качества.

Это объясняется тем, что в заводских условиях гранулированные полимеры чаще всего высушивают в полочных сушильных шкафах или в аппаратах УСПЭ-901 с фонтанирующим слоем материала.

Процесс сушки гранулированных полимеров в полочных шкафах осуществляется в насыпных слоях толщиной 0,03-0,1 мм, размещенных на поддонах. Поддоны с материалом помещают в замкнутый термо-статируемый объем. Температура среды в шкафу поддерживается в пределах 70-80° С. Нагрев материала происходит, в основном, за счет теплопроводности зернистого слоя, поэтому прогрев слоя идет медленно. Удаляемая влага из гранул проходит через поровое пространство насыпного слоя материала, что снижает движущую силу процесса. Сочетание таких условий тепломассопереноса приводит к значительному времени сушки, достигающему 10-15 часов, а в целом ряде случаев вообще недостижимо рекомендуемое конечное влагосодержание полимеров из-за высокой влажности воздуха в сушильном шкафу.

Сушка в фонтанирующем слое гранулированных полимеров в аппарате типа УСПЭ-901 имеет следующие основные недостатки. Теплоноситель, образующий фонтан материала, выбрасывается из сушилки полностью не отработанным. При подаче теплоносителя с высокой температурой с целью ускорения процесса сушки возможно образование агрегатов частиц в нижней части аппарата.

Этот аппарат представляет собой сушилку шахтного типа с кольцевым продуваемым слоем 4 влажного материала. Материал загружается в сушилку пневмотранспортом из нижнего бункера 8 через циклон 5 или вручную через лоток 6. Далее материал попадает в кольцевой зазор между внешним и внутренним сетчатыми цилиндрами. В нижней части находится затвор 9 для организации выгрузки высушенного материала. Сушильный агент подается из калорифера через патрубок 10 во внутреннее пространство кольцевого слоя толщиной 100 мм, пронизывает его и выходит из корпуса 1 через патрубок 11. При этом весь гранулированный материал равномерно омывается теплоносителем и быстро прогревается.

Исследования работы этого аппарата показали, что прогрев материала в продуваемом слое заканчивает через 15 минут. За счет продувания слоя гранул происходит постоянная замена воздуха, что обеспечивает по сравнению с непродуваемым слоем большую движущую силу процесса и сокращает время сушки в 3 раза.

Дальнейшие исследования показали, что подобный аппарат можно применять при сушке других гранулированных материалов.

Для интенсификации процесса сушки суспензий и паст нами был разработан ряд аппаратов с активным гидродинамическим режимом [2-7]. Один из таких аппаратов представлен на рис. 2.

Интенсификация процесса достигается за счет использования закрученного потока взаимодействующих фаз: сушильный агент - инертный носитель - высушиваемый материал. Как показали исследования [8], высокая относительная скорость фаз, турбулизация пограничного слоя, и, как следствие, более высокие значения коэффициентов тепло- и массообмена и обеспечивают определенные преимущества этого способа организации процесса по сравнению с кипящим и фонтанирующими слоями при сушке суспензий и паст.

Рис. 1. Аппарат с кольцевым поперечно-продуваемым слоем гранулированного полимерного материала. 1 - корпус; 2 - внешний сетчатый барабан; 3 - внутренний сетчатый барабан; 4 - слой гранул; 5 - циклон; 6 - загрузочный лоток; 7 - магистраль пневмотранспорта; 8 - бункер-питатель; 9 - затвор; 10, 11 - патрубки входа и выхода сушильного агента

готоный продукт влажный материал

Рис. 2. Аппарат с закрученным псевдоожиженным слоем инертного материала. 1 - тангенциальный завихритель; 2 - направляющая; 3 - закрученный слой инертного материала

ЛИТЕРАТУРА

1. Воробьев ВМ., Дмитриев В.М., Кормильцин Г.С., Рудобашта С.П. Исследования структуры потоков взаимодействующих фаз в продольно-секционированном сушильном аппарате с закрученным взвешенным слоем // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2004. Т. 9. Вып. 4. С. 481-484.

2. Сушилка для суспензий и пастообразных материалов / Воробьев А.М., Дмитриев В.М., Кормильцин Г.С., Рудобашта С.П. N1383067, МКИ F 26 B 17/10; заявл. 15.09.86 // Изобретения (заявки и патенты). 23.03.88. № 11.

3. Сушилка для пастообразных материалов / Дмитриев В.М., Воробьев А.М., Кормильцин Г.С. N1592688, МКИ F 26 B 17/10; за-явл. 11.07.88 // Изобретения (заявки и патенты).15.09.90. № 34.

4. Установка для сушки пастообразных материалов / Дмитриев В.М., Кормильцин Г.С., Воробьев А.М., Тарова Л.С. N 1603163, МКИ F 26 B 17/10; заявл. 11.07.88 // Изобретения (заявки и патенты). 30.10.90. № 40.

5. Установка для сушки пастообразных материалов в слое инертных тел / Дмитриев В.М., Кормильцин Г.С., Рудобашта С.П., Тарова Л.С. N1695088, МКИ F 26 B 17/10; заявл. 16.10.89 // Изобретения (заявки и патенты). 30.11.91. № 44.

6. Сушилка для пастообразных материалов / Дмитриев В.М., Кор-мильцин Г.С., Воробьев А.М., Рудобашта С.П., Тарова Л.С. N1666889, МКИ F 26 B 17/10; заявл. 02.01.89 // Изобретения (заявки и патенты). 30.07.91. № 28.

7. Сушилка для суспензий и пастообразных материалов на инертных телах / Дмитриев В.М., Кормильцин Г.С., Рудобашта С.П., Воробьев А.М., Тарова Л.С. N 1778478, МКИ F 26 B 17/10; заявл. 06.04.90 // Изобретения (заявки и патенты). 30.11.92. № 44.

8. Рудобашта С.П., Воробьев А.М., Кормильцин Г.С., Дмитриев ВМ Исследование аппарата с закрученным псевдоожиженным слоем инертного материала // Химия и химическая технология. 1988. № 12. C. 121-125.

Поступила в редакцию 5 сентября 2008 г.

Kormiltsin G.S., Vorobev A.M. On hardware registration of a process of damp materials drying. Designs of devices for drying granulated polymeric materials, suspensions and pastes are developed and studied. Study of a drying device of a mine type for

granulated materials has shown, that time of the process is considerably reduced at improvement of a quality of a product in comparison with devices of other type. A number of devices with active hydrodynamic modes for intensification of the process of suspensions and pastes drying are also offered.

Key words: dryer, twirled streams, inert material.

LITERATURE

1. Vorobev V.M., Dmitriev V.M., Kormiltsin G.S., Rudobashta S.P. Study of the structure of streams of cooperating phases in a longitudinal-partitioned drying device with the twirled weighed layer // Tambov University Review. Series: Natural and Technical Sciences. Tambov, 2004. Vol. 9. Issue. 4. P. 481-484.

2. Dryer for suspensions and pastelike materials / Vorobev A.M., Dmitriev V.M., Kormiltsin G.S., Rudobashta S.P. N1383067, MKI F 26 B 17/10; application 15.09.86 // Inventions (Applications and Patents). 23.03.88. #11.

3. Dryer for pastelike materials / Dmitriev V.M., Vorobev A.M., Kormilt-sin G.S. N1592688, MKH F 26 B 17/10; application 11.07.88 // Inventions (Applications and Patents).15.09.90. #34.

4. Installation for drying pastelike materials / Dmitriev V.M., Kormiltsin G.S., Vorobev A.M., TapoBa h.p. N 1603163, MKI F 26 B 17/10; 3a^Bn. 11.07.88 // Inventions (applications and patents). 30.10.90.40.

5. Installation for drying pastelike materials in a layer of inert bodies / Dmitriev V.M., Kormiltsin G.S., Rudobashta S.P., Tarova L.S. N1695088, MKI F 26 B 17/10; application 16.10.89 // Inventions (Applications and Patents). 30.11.91. #44.

6. Dryer for pastelike materials / Dmitriev V.M., Kormiltsin G.S., Vorobev A.M., Rudobashta S.P., Tarova L.S. N1666889, MKI F 26 B 17/10; application 02.01.89 // Inventions (Applications and Patents). 30.07.91. #28.

7. Dryer for suspensions and pastelike materials on inert bodies / Dmitriev V.M., Kormiltsin G.S., Rudobashta S.P., Vorobev A.M., Tarova L.S. N 1778478, MKI F 26 B 17/10; application 06.04.90 // Inventions (Applications and Patents). 30.11.92. #44.

8. Rudobashta S.P., Vorobev A.M., Kormiltsin G.S., Dmitriev V.M. Study of the device with twirled pseudo liquefied layer of an inert material // Chemistry and Chemical Technology. 1988. #12. C. 121-125.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.