- •Кафедра “Информационно-коммуникационные системы управления технологическими процессами”
- •5321700– Информационно-коммуникационные системы управления технологическими процессами
- •Бухара-2017
- •Введение
- •Лекция №1 основные понятия курса план:
- •Возникновение и развитие курса. Предмет курса и его задачи
- •Статика и кинетика процессов
- •Классификация процессов
- •4.Общая схема разработки и расчета аппаратуры
- •5.Материальный баланс процесса
- •6.Энергетический (тепловой) баланс
- •7.Определение основного размера аппарата
- •Основные определения и понятия
- •2. Некоторые физические свойства жидкостей
- •3. Основное уравнение гидростатики
- •Это есть основное уравнение гидростатики
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №3 основы гидродинамики план:
- •Свойство жидкостей
- •Виды движения жидкостей
- •2.Уравнение сплошности (неразрывности) потока.Режимы движения жидкости
- •3.Моделирование процессов и аппаратов.
- •1. Устройство и принцип действия насосов
- •2.Сжатие и разрежение газов. Устройство и принцип действия компрессоров
- •3.Вентиляторы и вакуум-насосы.
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №5 разделение неоднородных смесей план:
- •1.Разделение неоднородных систем
- •Материальный баланс процесса разделения
- •2.Осаждение в гравитационном поле (отстаивание)
- •4.Фильтрование.
- •Фильтровальная перегородка
- •5.Устройство и принцип действия фильтров. Фильтры периодического действия.
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №6 центрифугирование. Перемешивание в жидких средах. План:
- •1. Центрифугирование. Устройство и принцип действия центрифуг
- •2. Перемешивание в жидких средах. Устройство и принцип действия механических мешалок.
- •Конструкции механических мешалок
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки
- •Измельчение. Устройство и принцип действия дробилок и мельниц
- •1. Линейная степень измельчения
- •2. Объёмная степень измельчения
- •Методы измельчения.
- •Принцип работы щёковых дробилок
- •2. Машины раздавливающего действия применяются для среднего и мелкого дробления.
- •3. Машины для тонкого и сверхтонкого измельчения.
- •Классификация зернистых материалов
- •1.Общие сведения. Способы переноса тепла.
- •Передача тепла теплопроводностью
- •Передача тепла конвекцией
- •Основное уравнение теплопередачи
- •Лучистый теплообмен
- •Характеристики теплового излучения
- •2. Тепловой баланс.
- •Частные случаи.
- •Тепловой баланс
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №9 теплоносители. Теплообменники план:
- •Теплоносители
- •Нагревание водяным паром
- •Способы нагрева водяным паром
- •Нагревание топочными газами
- •Классификация теплообменников
- •Теплообменники. Их устройство и принцип действия. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты
- •Основные способы увеличения интенсивности теплообмена
- •1.Выпаривание
- •Циркуляционной трубой
- •Материальный и тепловой баланс выпарного аппарата
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки:
- •1. Общие сведения о массообменных процессах
- •Классификация массообменных процессов
- •Материальный баланс при массопередаче
- •2.Равновесие при массопередаче. Законы фика.
- •3. Массоотдача. Уравнение массопередачи.
- •1. Сушка. Способы сушки.
- •Равновесие в процессах сушки
- •2.Материальный и тепловой баланс сушильной установки. Материальный баланс сушки
- •Тепловой баланс конвективных сушилок
- •3.Устройство и принцип действия сушилок
- •1.Процесс абсорбции.
- •Физическая сущность процесса абсорбции
- •Равновесие при физической абсорбции
- •2.Материальный баланс абсорбера и расход абсорбента Материальный баланс абсорбции
- •Противоточного процесса
- •Абсорбента
- •3.Устройство и принцип действия абсорберов Промышленные схемы абсорбции
- •Линии двухступенчатой абсорбции Конструкции абсорберов
- •Насадочные аппараты
- •Гидравлического сопротивления насадки от скорости газа
- •Тарельчатые аппараты
- •Расчет абсорберов
- •Плотность орошения.
- •1.Адсорбция. Характеристики адсорбентов
- •Принципиальная схема адсорбции
- •Равновесие процесса адсорбции
- •Кинетика адсорбции
- •Классификация адсорберов
- •1 Цилиндрический корпус; 2 решетка; 3,4 штуцеры
- •Расчет адсорберов
- •1.Экстракция в системе “жидкость-жидкость”.
- •Принципиальная схема процесса
- •Выбор экстрагента
- •Равновесие в системе «жидкость жидкость»
- •Кинетика экстракции
- •Принципиальные схемы экстракции
- •Многократная (многоступенчатая) экстракция
- •Другие виды экстракции
- •Классификация экстракторов
- •Конструкции экстракторов
- •Способы повышения интенсивности процесса
- •2.Экстракция в системе “жидкость-твердое тело”. Устройство и принцип действия экстракторов. Экстракция в системах «твёрдое тело – жидкость»
- •Равновесие и скорость выщелачивания
- •Способы растворения и выщелачивания
- •Вакуум-фильтрах:
- •Устройство и принцип действия экстракторов.
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №16 перегонка и ректификация план:
- •1.Перегонка и ректификация
- •Физическая сущность процесса
- •Равновесие в системе «жидкость – пар»
- •Физическая сущность процесса
- •2.Аппаратура для ректификационной установки Описание схемы процесса непрерывной ректификации
- •Расчет ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарных смесей
- •Тепловой расчет колонны
- •3.Ректификационные колонны
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №17 кристаллизация. Мембранные процессы план:
- •1.Кристаллизация. Общие сведения.
- •Принципиальная схема кристаллизации
- •Равновесие процесса кристаллизации
- •«Пар жидкость твердое тело»
- •Материальный баланс кристаллизации
- •Тепловой баланс кристаллизации
- •Процесса кристаллизации
- •Кинетика процесса
- •Конструкции аппаратов
- •2.Мембранные процессы. Общие сведения
- •Физическая сущность процесса
- •Классификация мембран
- •Расчет мембранных процессов
- •Ключевые слова и выражения:
- •Вопросы для самопроверки:
- •Лекция №18 химические процессы план:
- •Химические процессы
- •Классификация химических процессов и реакторов.
- •Конструкция реакторов
- •Устройство и принцип действия реакторов.
- •Ключевые слова и выражения
- •Вопросы для самопроверки:
Тепловой баланс конвективных сушилок
При сушке тепло расходуется на нагревание материала до температуры сушки и на собственно сушку.
Обозначим
L – расход абсолютно сухого воздуха, кг/с;
I – теплосодержание (энтальпия) влажного воздуха, Дж/кг;
Gн, Gк – расходы влажного и высушенного материала, кг/с;
сн, ск – теплоемкость влажного и высушенного материала, Дж/(кг*К);
Өн, Өк (этта) – начальная и конечная температуры влажного и высушенного материала, 0С;
ст – теплоемкость транспортных устройств, Дж/(кг*К);
tт.н, tт.к – температуры транспортных устройств, 0С;
св – теплоемкость воды, Дж/(кг*К);
Qк – количество тепла в основном калорифере, Дж/с;
Qд – количество тепла в дополнительном калорифере, Дж/с;
Рис.12.3.
К тепловому балансу сушки
В табл.12.1 показаны приход и расход тепла.
Табл.12.1 – К тепловому балансу сушки
Приход тепла |
Расход тепла |
1 Со свежим воздухом – LI0 |
1 С отработанным воздухом – LI2 |
2 С влажным материалом –
|
2 С высушенным материалом – |
3 С транспортными устройствами – |
3 С транспортными устройствами – |
4 Подвод тепла в основном калорифере – Qк |
4 Потери тепла в окружающую среду – Qп |
5 Подвод тепла в дополнительном калорифере – Qд |
Тепловой баланс процесса сушки:
(12.11)
Из уравнения (12.11) можно определить количество теплоты, необходимое для высушивания материала:
(12.12)
Пояснения к формуле (12.12):
– тепло, вводимое в установку;
– тепло, идущее на нагрев воздуха в сушильной установке;
– тепло, затрачиваемое на нагрев материала;
– тепло, идущее на нагрев транспортных устройств;
– тепло, вносимое в сушилку с влагой, находящейся в высушиваемом материале;
Qп– потери в окружающую среду.
Каждый член уравнения (12.12) поделим на величину W и найдем удельное количество тепла, то есть количество тепла, отнесенное к 1 кг испаренной влаги:
. (12.13)
Отсюда найдем удельный расход тепла на нагрев в калорифере:
. (12.14)
Также можно записать тепловой баланс основного калорифера:
. (12.15)
Отсюда количество тепла в калорифере:
, (12.16)
а, следовательно, удельный расход тепла в калорифере определится:
. (12.17)
3.Устройство и принцип действия сушилок
Сушилки, применяемые в химической промышленности, можно классифицировать по следующим признакам: давлению (атмосферные и вакуумные); периодичности процесса (непрерывные и периодические); способу подвода тепла (конвективные, контактные, радиационные с нагревом токами высокой частоты); роду сушильного агента (воздушные, газовые, сушилки на перегретом паре); направлению движения материала и сушильного агента (прямоточные, противоточные); способу обслуживания; схеме циркуляции сушильного агента; тепловой схеме и т. д.
Камерные сушилки являются простейшими конвективными сушилками периодического действия. В качестве сушильного агента в них используется воздух или дымовые газы. Высушиваемый материал (например, в виде зерен) размещают на полках 2 (рис. 12.4), расположенных в камерах 4. Ниже и выше камер находятся воздушные короба 1:по нижнему коробу подается, как правило, нагретый сушильный агент (1), по верхнему отводится сушильный агент (II) с парами влаги, выделявшимися из высушиваемого материала. Равномерное распределение сушильного агента между полками в камере обеспечивается косыми перегородками 3, выравнивающими гидравлическое сопротивление движению сушильного агента. Распределение потока сушильного агента между камерамиобеспечивается поворотными заслонками 5. Камерные сушилки применяют главным образом при высушивании материалов, требующих длительной сушки или обеспечения сложного индивидуального режима, а также для высушивания небольших партий материалов.
Рис. 12.4. Камерная (полочная) сушилка:
1 – газоходы, 2 – полки с материалом, 3 – косые перегородки, 4 – камеры,
5 – поворотные заслонки; I – горячий сушильный агент,
II – отходящий сушильный агент
Туннельные сушилки относятся к сушилкам непрерывного действия. В туннеле 4 (рис. 12.5) находятся вагонетки 2с полками 3, на которых размещается высушиваемый твердый материал. Вагонетки медленно перемещаются по рельсам 6. Высушиваемый материал контактирует с потоком сушильного агента, подаваемым преимущественно противотоком к движению вагонеток. По мере сушки температура горячего (I) сушильного агента снижается. Нередко по ходу движения сушильного агента ставят дополнительные нагреватели, повышающие его температуру. Вагонетки с высушиваемым материалом вводятся в туннель и выводятся из него через шлюзы 1, ограниченные периодически открывающимися дверьми 5. Протяженность туннеля достигает десятков метров, в туннеле могут одновременно находиться несколько вагонеток.
Рис. 12.5 Туннельная сушилка:
1 – шлюзы, 2 – вагонетка, 3 – полки с высушиваемым материалом,
4 – туннель, 5 – шлюзовые двери, 6 – рельсы; I – горячий сушильный агент,
II – отходящий сушильный агент
Ленточные сушилки. Размеры камерных сушилок непрерывного действия, предназначенных для высушивания сыпучего непылевидного материала, могут быть уменьшены путем устройства многоярусного ленточного транспортера. В сушильной камере 1 (рис. 12.6) находится транспортирующее устройство – два вращающихся барабана 2, на которых натянута «бесконечная» лента 6. Исходный влажный твердый материал из бункера 7 питателем 3 подается на ленту и перемещается по ней противотоком к потоку сушильного агента. В сушильной камере расположены пластины 4 и 5, направляющие твердый материал на ленту и сушильный агент (I) в пространство над лентой.
Многоленточные сушилки дороже, но «перетряхивание» высушиваемого материала при его переходе с ленты на ленту существенно повышает равномерность сушки. Число последовательно расположенных лент в таких сушилках достигает десятка.
Вальцово-ленточные сушилки. До высушивания пастообразные материалы, которые схватываются во время сушки, целесообразно предварительно сформовать в гранулы. В вальцово-ленточной сушилке (рис. 12.7) на поверхности вальца 1 выбраны небольшие канавки, которые специальным намазывающим вальцом 2 заполняются из бункера 3 высушиваемым пастообразным материалом. За один оборот нагреваемого изнутри вальца 1 паста несколько подсыхает и схватывается. Чтобы избежать выпадения пасты из канавок, валец обхватывается бесконечной лентой 5. Последняя для ускорения сушки может быть изготовлена из гигроскопического материала (сукна, войлока). Съем отформованного и частично подсушенного материала производится гребенчатым ножом 4. Далее материал падает на ленточный транспортер 8, перемещающийся вдоль камеры 6, где и происходит высушивание материала до заданной влажности. Вентиляторы 7 обеспечивают интенсивное перемещение горячего воздуха внутри камеры.
Рис. 12.6. Одноленточная и многоленточная сушилки:
1 – сушильная камера, 2 – вращающиеся барабаны, 3 – питатели, 4 – направляющие перегородки для высушиваемого материала, 5 – направляющие перегородки для сушильного агента, 6 – ленты, 7 – загрузочный бункер;
I – горячий сушильный агент,II–отходящий сушильный агент, III – влажный твердый материал, IV – высушенный твердый материал
Рис.12.7. Вальцово-ленточная сушилка:
1 – формующий валец; 2 – намазывающий валец; 3 – питающий бункер;
4 – гребенчатый нож; 5 – бесконечная лента; 6 – камера сушилки;
7 – вентиляторы; 8 – ленточный транспортер
Барабанные сушилки находят широкое применение для непрерывной сушки сыпучих материалов (рис. 12.8). Основной элемент барабанной сушилки – цилиндрический барабан 1. На барабан надеты бандажи 2, опирающиеся на опорные ролики 6. Барабан, наклоненный к горизонту на 1–5°, приводится во вращение с помощью надетого на него зубчатого венца 13 и шестерни 7 соединенной с электродвигателем через редуктор, чтобы скорость (частота) вращения барабана составляла 3–6 об/мин. Чтобы барабан не смещался вдоль оси, около одного из бандажей установлена пара упорных роликов 8. Влажный материал (III) подается (из бункера 12 питателем 11) с одного торца аппарата и отводится с другого в приемную камеру 4 и далее (IV) в сборник высушенного материала. Внутри барабана расположена насадка, которая захватывает материал, поднимая его по мере вращения барабана. Падая с одного элемента насадки на другой (или просто просыпаясь сверху вниз), масса частиц обдувается потоком сушильного агента. Для поддержания определенной степени заполнения барабана материалом (обычно около 20 % по объему) на выходном торце устанавливается подпорное кольцо 5.
Горячий сушильный агент подается в барабан прямотоком через дутьевую камеру 9. Это связано с тем, чтобы высушенный материал не контактировал с горячим сушильным агентом, тем более с топочными газами, – из-за опасности разложения, размягчения или слипания. При необходимости глубокой сушки материала (до малой остаточной влажности) и в случае достаточной устойчивости высушиваемого материла к высоким температурам предпочтительнее обеспечивать противоток сушильного агента и твердого материала.
Запыленный отработанный газ из приемной камеры 4 отводится в пылеулавливающие устройства (циклоны, фильтры, электрофильтры, аппараты мокрой очистки). Дутьевая и приемная камеры снабжены уплотняющими устройствами 3, препятствующими контакту сушильного агента с атмосферным воздухом.
Рис. 12.8.Барабанная сушилка: 1 – барабан, 2 –бандажи, 3 – уплотнения, 4 – приемная камера, 5 – подпорное кольцо, 6 – опорные ролики, 7 – шестерня, 8 – упорные ролики, 9 – дутьевая камера, 10 – стояк, 11 – питатель, 12 – бункер для исходного материала,
13 – зубчатый венец; I – горячий сушильный агент,
II – отработанный сушильный агент в пылеулавливающие устройства,
III –исходный материал, IV – высушиваемый материал
Сушилкис псевдоожиженным слоем применяют для высушивания зернистых материалов (рис. 12.9). Сушилка представляет собой цилиндрическую или прямоугольную сушильную камеру 1, в нижней части которой размещена газораспределительная решетка 2. Заполняющий сушильную камеру высушиваемый зернистый материал подается через питатель 4, расположенный в верхней части аппарата. Сушильный агент (топочные газы или нагретый воздух) вводится под распределительную решетку. Проходя через слой зернистого материала, газы поддерживают его в псевдоожиженном состоянии. Высушенный материал выгружают через окно 3, находящееся в нижней части аппарата над распределительной решеткой в стороне, противоположной вводу сырого материала. В сушильной камере происходит интенсивное перемешивание зернистого материала, в результате чего влажность материала в объеме аппарата становится практически одинаковой.
Рис. 12.9. Сушилка с псевдоожиженным слоем:
1 – сушильная камера; 2 – газораспределительная решетка;
3 – окно для вывода материала; 4 – питатель
На рис. 12.10 приведена схема аэрофонтанной сушилки для высушивания материалов во взвешенном состоянии. В этой сушилке материал «витает» в сушильном агенте, который переносит его сначала в сушильную камеру 2, а затем в циклон 3. Такие сушилки отличаются высокой эффективностью; их достоинством является незначительное время контактирования материала с сушильным агентом. В этой связи для сушки материалов, чувствительных к повышенной температуре, можно применять топочные газы.
Рис. 12.10. Схема аэрофонтанной сушилки:
1 – вентилятор; 2 – камера; 3 – циклон; 4 – транспортер; 5 – воронка
В виброароэсушилке (рис. 12.11) горячий сушильный агент через дутьевую коробку 6 и решетку 2 поступает (I) в сушильную камеру 1 аппарата, в которой исходный влажный ТМ (III) транспортируется (слоем) вдоль газораспределительной решетки 2 и в высушенном состоянии выводится (IV) из камеры.
Горячий воздух (сушильный агент) подают в сушильную камеру в количестве, недостаточном для псевдоожижения, – это позволяет существенно уменьшить унос пыли с отработанным сушильным агентом (II). Энергия для псевдоожижения твердого материала и подводится к слою за счет механической вибрации: системы пружин-амортизаторов 4 (они соединяют сушильный аппарат 1 с неподвижным основанием 3 и вибратора 5. Вибропсевдоожижению (в присутствии газового потока и в его отсутствие) подвержены материалы с различной формой частиц.
В пневмотранспортной сушилке (рис. 12.12) горячий воздух (I), движущийся со скоростью, превышающей скорость витания твердых частиц, подхватывает мелкоизмельченный твердый материал, опускающийся (VI) по наклонной трубе 9. Высушивание происходит при движении (II) газовой взвеси по трубе 1. Далее газовая взвесь попадает в расширительную камеру 2, откуда твердый материал по наклонной трубе 3 движется совместно с воздухом в циклон 4 и далее (III) – на мультициклоны и фильтры (на схеме не показаны) для отделения высушенных твердых частиц. Осевшие в циклоне 4 более крупные частицы выводятся (V) из него и могут быть собраны в приемнике высушенного материала. Однако часто (такой случай и представлен на рисунке) эти крупные частицы (или агломераты мелких частиц) оказываются не высушенными до приемлемой остаточной влажности; тогда их по стоякам 7 и 9 возвращают в трубу-сушилку, присоединяя к потоку (VI) исходный влажный материал из бункера 5.
Рис. 12.11.Виброаэросушилка: 1 – сушильная камера, 2 – газораспределительная решетка, 3 – основание,
4 – амортизирующие пружины, 5 –вибропривод, 6 – дутьевая камера;
I – горячий сушильный агент, II –отработанный сушильный агент,
III – исходный твердый материал, IV – высушенный твердый материал
Рис. 12.12.Пневмотранспортная сушилка: 1– пневмотранспортная труба, 2 – распределительная камера, 3 – наклонная труба, 4 – циклон, 5 – бункер исходного твердого материала, 6, 7, 9 – транспортные трубы, 8 – шнековый питатель-транспортер; I – горячий сушильный агент, II – аэрозоль, III – отходящий запыленный сушильный агент, IV – исходный твердый материал,V –- возврат недостаточно высушенного твердого материала, VI – смесь исходного и возвращаемого твердого материала
Рис. 12.13. Распылительная сушилка: 1 – сушильная камера, 2 – коллектор сушильного агента, 3 – вал с диском,
4 – трубка для подачи раствора (суспензии), 5 – вводы сушильного агентапоокружности аппарата, 6 – гребковое устройство, 7 –шнек. 8 – фильтры;
I – горячий сушильный агент, II – отходящий сушильный агент,
III – раствор или суспензия, IV – высушенный твердый материал
В распылительной сушилке (рис. 12.13) раствор (суспензия) подается (III) по трубе 4 на быстро вращающийся диск 3, дробящий жидкостной поток и разбрызгивающий капли. Они оседают в сушильной камере 1, куда подается (I) из коллектора 2 по нескольким вводам 5 горячий сушильный агент. Высушенный сыпучий твердый материал транспортируется медленно вращающимся гребковым устройством 6 к отверстию вывода, откуда с помощью шнекового питателя 7 выводится (IV) из сушилки. Отработанный сушильный агент, несущий мелкую пыль твердого материала, проходит через фильтры 8, расположенные в кольцевом пространстве аппарата, и выводится (II) из него. Уловленный в фильтрах материал собирается и присоединяется к основному потоку IV высушенного твердого материала.
В терморадиационной сушилке (рис. 12.14) рабочими органами являются излучатели 2, работающие в диапазоне инфракрасного (теплового) излучения. Оно направляется (непосредственно от излучателей 2 и с помощью отражателей 3) на твердый материал, находящийся на поверхности 1. Применение лампы в качестве излучателя приводит к образованию на поверхности материала светового пятна с неравномерной интенсивностью теплового потока. Поэтому предпочтительнее использование трубчатых электронагревателей (ТЭНов): внутри цилиндрических труб – спираль из нихрома или какого-нибудь другого материала с высоким электрическим сопротивлением; изоляция от стенок трубы обеспечивается наполнителем – электроизолятором (кварцевый песок, МgО, Al2О3 и т. п.). ТЭНы дают более равномерные полосы тепловых потоков. Существуют и другие способы организации направленного инфракрасного излучения (электронагрев керамических блоков; обогрев излучателей газовым пламенем). Поверхность 1 может представлять собой ленту конвейера, тогда процесс можно проводить как непрерывный. Возможно также движение высушиваемого материала по наклонным плоскостям с излучателем над ними.
Рис. 12.14. Схема терморадиационной сушки: 1 – поверхность с высушиваемым твердым материалом, 2 – ТЭНы, 3 – отражатели
Сушилки для контактной сушки. К этой группе сушилок относятся все аппараты, в которых необходимое тепло передается влажному материалу через твердую непроницаемую перегородку. Наибольшее распространение получили сушильные шкафы, сушилки с мешалками и вальцовые сушилки, относящиеся к этой группе аппаратов. Эти аппараты используются в тех случаях, когда непосредственный контакт высушиваемого материала с газообразным теплоносителем не допускается. Для ускорения процесса сушки в этой аппаратуре часто уменьшают давление в объеме, где помещается высушиваемый материал, т. е процесс проводят в вакууме.
Наиболее простейшими аппаратами рассматриваемой группы являются сушильные шкафы. Сушильный шкаф (рис. 12.15) представляет собой горизонтальный цилиндрический корпус 1, в котором смонтированы греющие плиты 2. Сверху по трубе в плиты вводится греющий пар, а снизу отводится конденсат. Для более равномерного распределения пара в греющих плитах выполнены перегородки 5, которые одновременно обеспечивают необходимую жесткость конструкции.
К существенным недостаткам сушильных шкафов относятся невозможность проведения непрерывных процессов, ручная загрузка и выгрузка материалов. Эти аппараты используют в малотоннажных производствах и преимущественно тогда, когда в одном аппарате необходимо высушивать несколько различных продуктов.
Рис. 12.15. Сушильный шкаф:
1 – корпус; 2 – греющие плиты; 3 – патрубок для отвода паров;
4 – съемная крышка; 5 – перегородка
Сушилки с мешалками (рис. 12.16) являются более сложными аппаратами. Обычно они имеют горизонтальный цилиндрический корпус 1, внутри которого находится гребковая мешалка 2, вращающаяся с частотой 6–10 об/мин. Аппарат снабжен загрузочным 3 и разгрузочным 4 люками, паровой рубашкой 5. Патрубок 6 служит для отвода образующихся при сушке паров либо в атмосферу, либо вакуум-конденсационную систему. Высушиваемый материал заполняет обычно 0,2–0,3 общего объема аппарата.
Гребки расположены под углом к оси аппарата и могут вращаться в различном направлении. Благодаря этому материал перемещается в ту или иную сторону. В процессе сушки, а также выгрузки высушенного материала из аппарата направление вращения мешалки периодически изменяют. В сравнении с сушильным шкафом интенсивность сушки в сушилках с мешалками намного выше, благодаря перемешиванию и механизированной выгрузке высушенного материала.
Рис. 12.16. Сушилка с мешалкой:
1 – корпус; 2 – гребковая мешалка; 3,4 – загрузочный и разгрузочный люки; 5 – паровая рубашка с патрубками для пара и конденсата; 6 – патрубок для отвода выделяющегося пара.
Вальцовые сушилки применяют для высушивания в вакууме суспензий и густых паст. Внутри сушилки (рис. 12.17) медленно вращается полый барабан 1, который частично погружен в высушиваемую суспензию или пасту, помещенную в корыто 2. Барабан изнутри обогревается паром. Высушиваемая суспензия смачивает поверхность барабана и сушится в тонком слое. Образовавшийся в результате сушки за один оборот барабана тонкий слой материала снимается ножом 5. Высушиваемая суспензия непрерывно поступает по трубе 8, а высушенный материал ссыпается в тележку 3, установленную в герметичном коробе 4. Наличие двух коробов и задвижек позволяет вести разгрузку без остановки сушилки. Пары воды и воздух отсасываются вакуум-насосом через патрубок 7. Перед вакуум-насосом устанавливают ловушки для пыли и конденсатор для отсасываемых водяных паров.
Рис. 12.17. Вальцовая сушилка:
1 – баран; 2 – корыто; 3 – тележка; 4 – короб; 5 – нож; 6 – смотровое окно; 7 – патрубок для присоединения к вакуум-насосу; 8 – питающая труба
Ключевые слова и выражения
Сушка – конвективная; контактная; инфракрасная; сушка токами высокой частоты; сублимационная; равновесие в процессе сушки; равновесное и парциальное давление водяного пара; химически, абсорбционно, осмотически, капиллярно связанная влага.
Вопросы для самопроверки:
-
Дайте определение процессу массообмена?
-
Что изучает процесс сушки?
-
Чем отличается абсолютная влажность от относительной влажности?
-
Что называется скоростью сушки?
-
Классификация сушилок.
-
Принцип действия и работы ленточной сушилки?
Лекция №13
ПРОЦЕСС АБСОРБЦИИ
ПЛАН:
-
ПРОЦЕСС АБСОРБЦИИ.
-
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС АБСОРБЕРА И РАСХОД АБСОРБЕНТА .
-
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АБСОРБЕРОВ.