Технологическая схема процесса

Технологическая схема процесса сушки твердого материала в псевдоожиженном (кипящем) слое представлена на рис. 1.

Влажный исходный материал CuSO₄по ленточному конвейеру 1 подается в бункер шнекового питателя 2. Проходя шнековый питательCuSO₄поступает 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 Wсоставит:

Расход сушильного агента

Количество удаленной влаги необходимо для расчета расхода сушильного агента:

В этом уравнении фигурируют величины влагосодержанияx₁иx₂. Для того, чтобы определить их необходимо воспользоваться диаграммой Рамзина (диаграммаI –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 Lсоставит:

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,П=П₀= 1 ат,p_н= 0.1258 ат – нормальное давление насыщенного водяного пара, определяемое по [Error: Reference source not found, табл.LVI]. Таким образом,

Динамический коэффициент вязкости воздуха при t= 50^oC, определяемый по номограммеVI[Error: Reference source not found], равен:= 0.02 сП = 0.02·10^–3кг/м·с. Кинематическая вязкость воздуха можно определить, зная два параметра – динамический коэффициент вязкости и плотность влажного воздуха, – определенные ранее:

Имеем все параметры для определения числа Архимеда:

По заданию эквивалентный диаметр частиц примем равным 2 мм (d_э= 0.002 м), тогда

Зная число Архимеда можно определить и критерий Рейнольдса:

Также есть другая формула определения критерия Рейнольдса, справедливая для начала режима псевдоожижения:

Очевидно, что из этой формулы мы можем определить скорость начала псевдоожижения:

Рабочее число псевдоожижения обычно выбирается из диапазона K_w=W/W₀= 1.52. Мы примем рабочее число псевдоожижения равнымK_w= 1.5 и найдем рабочую скоростью сушильного агента из этого соотношения:

W=W₀·K_w= 1.21 · 1.5 = 1.81 м/с.

Удельный условный объем влажного воздуха по номограмме для определения относительного удельного объема [Error: Reference source not found, стр. 1234] при атмосферном давлении, температуреt= 20.3^oCи влагосодержанииx= 0.01 равенV_y= 0.86 м³/кг асв. Тогда