Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 320
Текст из файла (страница 320)
теплоемкость влажного матпериала); Кьх = а — коэ(р. температуропроводности; Кх, = ЕР Р ' х К', и /С„„(Ке в -относит. хоэф. фильтрац. переноса влаги, характеризующий влияние давления на поток теплоты в теле через поток влаги); К„= — ЕВ/С, (С,— коэф. тепло- нли массоемкости влажного газа в пористом теле); К = — ЕВ/С;, К ь = К /С,р,— ЕВК „/С,. Система (8) справедливаппрй йостоянстве коэф. переноса, т.е. лишь для отдельных зон сушильного аппарата, Кяяетвиа С. отражает изменения во времени средних по объему высушнваеыого материала его влагосодержания и и т-ры 6. Знание кинетики С.
позволяет рассчитать время т, С. материала от начального (и„) до конечного (и,) влагосодержаний. На рис. 2,а изображены кривая й = и(т), наз. кривой Ст и кривая нагрева тела 6 = 0(т). Поскольку при С. влагосодержание в хаждой точке влажного материала стремится к равновесному и, кривая й(т) стремится к горизонтальной асимптоте й(т) = и . Что касается кривой нагрева материала, то т-ра всех его точек чаще всего в начальный момент одинакова и равна О„; если т-ра срелы равна О„то шменно к этому равном)сниму значению стремится т-ра 6. Поэтому йш 6(с) = О,.
В общем случае кривая С. состоит из песк. участков, соответствующих разл. периодам процесса: хривая АВ- периоду прогрева материала, кривая ВС вЂ” периоду постоянной скорости (1 период продолжительностью т,), кривая СВ-периоду падающей скорости (П период продолжительностью тв). В период прогрева теплота, подводимая х материалу, расходуется на его нагрев от нач. т-ры О, до т-ры мокрого термометра Оп, а также на испаренйе влаги; в этот период скорость С обычно возрастает от нуля до постоянной ее скорости М в 1 период; продолжительность периода прогрева, как правило, незначительна по сравненшо с др.
периодами. При 0 0„, 1 период описывается ур-наем — г/й/г)т = М (знак минус указа(вает на уменьшение и) или после дифференцировашш; где и„'-начальное значение и при т = О (и„'-конечное зна- чение й в период прогрева; если он мал, то и',ш и„). Вы- раженню (9) соответствует время С. в 1 период: где и — крнтич.
влагосодержание в конце этого периода. Скорость С. в данный период определяется скоростью подвода теплоты к материалу: М = [и/, (О, — Ом)1/Д„ ОП) где и-коэф. теплоотдачи от сушильного агента к материалу; / = Е/б; Е-межфазная пов-стгя 6, -масса сухого ув «. материала. Физически 1 период заканчивается при удалении из материала сноб.
влаги (и = и ); во П периоде начинается удаление связанной ела~и. )6я расчета и используют ряд корреляций, однако на практике его определяют экспериментально. Скорость С. во П периоде часто аппроксимируют урнием, учитывающим приближение и к и„: с/й — — =К,(й — и), (12) г/т где К,— коэффициент С„зависящий от ее режима и св-в матерйала.
Зтот параметр часто представляют в виде: К = и)9, где и-относит. коэффициент С., определяемый гл. обр. св-вами материала. Ур-нию (12) соответствует выражение для времени С. материала во 11 периоде при изменении влагосодержания от и до и„: тд — — (я)У) ')п[(и — ир)(и„— и) '1. (13) Процесс С. (особенно во 11 периоде) удобно изображать в координатах ([г/и/г(тэ, и) (рис. 2, й). В ннх зависимость (12) изображается прямой линией.
Для ряда материалов кинетнка С. в этих координатах имеет более сдожный внд. При пренебрежении продолжительностью периода прогрева влажного материала необходимое время его С. определится равенством т,=т,+т . (14) В последнее время разработан новый метод расчета С. Было экспериментально установленое что для одного и того же материала при разных режимах С. и одинаковом и„ величина тук определяется лишь текущим влагосодержанием и.
Поэтому в координатах ()ь)т, й) кривая С. не зависит от ее рескима. Т. обр., если опытным путем построить такую кривую, наз. обобщенной кривой С., для одного режима, можно, зная М [из ур-ння (11)1, построить соответствующие кривые ддя др. режимов. Выведено единое кинетическое уравнение для ошюания сразу всех периодов Сл 484 СУШКА где М-масса материала„приходящаяся на едииипу его пов-сти; К,, А,  — параметры кривон, причем А = и „ф Ьл н В= и + г5в; и,„и и, — начальная (соответствует ф = 1 при неизевменнйх условиях С,) и хонечная равновесные влажности материала; /Сл и /Сл-поправки, определяемые кннетикой С. Параметр К, по аналогии с аппроксимацией (12) можно представить в виде: К = х'!з)', где хоэф.
к' зависит только от св-в материала, а )з/~ — модуль скорости С. в точке перегиба кривой С., т.е. макс. скорость процесса, к-рая определяется в осн. его режимом. Предполагая, что в момент махе. скорости С. вся теплота, подводимая к материалу, расходуется на испарение влип, по аналогии с выРажением (11) находЯт УР-ние; Ж' = [а/'„„(В, — О Я/(бю,. Согласно равенству (15), необходимое время С. определяется выражением: М ~ (А — и)(и„— В) ~ т, = 1п~ . (1б) К, (А — В) ЦА — и )(и — В)! Промышленные сушилни В соответствии с многообразием высушиваемых материалов, их св-в и условий обработки конструкции сушилок также очень разнообразны и отличаются: по способу подвода теплоты (конвектнвные, контактные, специальные); по виду сушильного агента (воздушные, газовые, паровые);по давлению в сушильной камере (атмосферные, вакуумные); по способу организадии процесса (периодич.
или непрерывного действия); по взаимному направлению движения высушиваемого материала и сушильного агента (в конвективных аппаратах-прямоток, противоток, перехрестный ток); по состоянию слоя влажного материала в аппарате (с неподвижным, двюкущимся или взвешенным слоем). Ниже рассмотрены применяемые в химических производствах сушилки, х-рые объединены по способу подвода теплоты. Коввентиввые сушилки.
Необходимая для С. теплота обычно доставляется нагретым воздухом, топочными газами либо их смесью с воздухом. Если не допусхается соприкосновение высушиваемого материала с кислородом воздуха или если пары удаляемой влаги огнеопасны, сушильными агентами служат инертные газы (азот, СО и др.) либо перегретый водяной пар. В простейшем случае сушильный процесс осуществляется т. обр., что сушильный агент, нагретый до т-ры, предельно допустимой для высушиваемого материала, однократно используется в аппарате. Для термолабильных материалов (напр., полиэтилена) суппгльный агент тольхо частично подогревается в оси.
калорифере, а остальную теплоту получает в дополнит. калоряферах, установленных в сушильной камере. В случае материалов, С. к-рых требует (для предотвращения усадки) повыш. влагосодержания теплоносителя и невысоких т-р (напр., древесина, формованиые херамич. иэделия), применяют сушилки с рециркуляцией части отработанного воздуха, а также сушилки с промежуточным его подогревом между отдельными зонами и одновременной рециркуляцней. Для С.
огне- и взрывоопасных материалов или при удалении из высушиваемых материалов ценных продуктов (углеводороды, спирты, эфиры и др.) используют сушилки с замхнутой циркуляцией потока инертных газов либо воздуха. Камерные сушилки. В пих высушиваемый материал находится неподвижно на полках, установленных в одной или песк. сушильных камерах. Засасываемый вентилятором и нагретый в калориферах воздух проходит между полками над материалом. Сушилки работают периодически при атм.
давлении и применяютсн в малотоннажных производствах для материалов с невысокой температурой С. (напр., красители). Туннельные сушилки (рис. 3)-камерные сушилки непрерывного действия. Представляют собой длинные (типа корцдора) камеры, внутри к-рых по рельсам перемешаются тележки (вагонетки) с лежащем на лотках или противнях 959 Сазаку йвиа югаее Рве. 3, туввелзвае суювлкв: 1-камера (корввор), 2-вегоаеии; 3-вевталлторы; 4- «алораферы.
высушиваемьпи материалом. Нагретый воздух обтекает лотки пржмо- или противотоком; возможна рециркуляция воздуха. Эти сушилки используют для С. кирпича, херамич. изделий, окрашенных и лакированных металлич. пов-отей, пнщ. продуктов и т.п. Ленточные сушилки (рис. 4) обычно выполняют в виде многоярусного ленточного транспортера, по х-рому в камере, действующей при атм. давлении, непрерывно перемещается материал, постепенно пересыпаясь с верх. ленты на нижележащие (скорость хазкдой ленты 0,1-1чм/мин). Сушильный агент может двигаться со скоростью не более 1,5 м/с прямо- или противотоком, а таске сквозь слой материала при наличяи нерфорир. ленты.
Эти сушилки компактнее, чем хамериые и туннельные, и отлнчаются большей интенсивностью С., однако также сложны в обслуживании из-за необходимости ручного труда, перекосов и растяжений лент. Область нрименеиия-С. зернистых, гранулир., крупнодисперсных н волокнистых материалов; непригодвы для С.
тонкодиснерсиъгх пылшцих материалов. Для С. последних используют ленточные сушилки с формующими питателями, напр. рифлеными зальцами (вальцеленточные С.). Рис. 4. Лсвточиал суювлка: 1-камере; 2, б-югрузочвый и разгрузочный бувюры; 3-лсаточюей травазортер; 4-калорифер; 3 - всвтвлзтор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
