Сушилни инсталации за насипни материали

ОВКСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 1, 2009

Видове сушилни инсталации, конструкция, област на използване


 ри сушенето на насипни материали най-често се използват лентови, барабанни, флуидизационни, пневмотранспортни и аерофонтанни сушилни. Всички те принадлежат към групата на конвективните сушилни инсталации. При тях топлината се подава чрез топлоносител към повърхността на изсушавания материал. В качеството на топлоносител обикновено се използват въздух, инертен или димен газ.

Лентови сушилни инсталации
Предназначени са за непрекъснато сушене на различни като форма материали, включително гранули, влакна, късови материали и други. Условието е материалът да не бъде взриво- или пожароопасен. Сушилното пространство е оформено във вид на тунел, в който са обособени междинни секции. По дължината на целия тунел има канал, предназначен да транспортира сушилния агент, подаван във всяка отделна секция. В ниската част на вентилационния коридор е разположен канал за отвеждане на отработения сушилен агент.
Изсушаваният материал се подава върху движещ се лентов транспортьор. В зависимост от броя на лентите, сушилните се определят като еднолентови и многолентови. Те освен по броя на лентите, се различават и конструктивно. При еднолентовите сушилни сушилното пространство е оформено във вид на дълъг коридор, разделен на отделни зони, които са разположени по направление, съвпадащо с движението на материала. Влажният материал се подава от единия край на лентовия транспортьор, а изсушеният материал се събира в другия край. За да се осигури по-голяма равномерност на изсушаване, се използват различни начини за подаване на въздух. Например първоначално въздухът може да се подава под слоя от материал, а след това да се пропуска над него. Обикновено отделните междинни зони се различават в зависимост от посоката на движение на въздуха, температурата, влажността и скоростта му. Във всяка зона е възможно самостоятелно да се променят зададените параметри на въздуха. За целта се поставя вентилатор, за да осигури циркулацията на въздуха. За нагряване на въздуха обикновено се използва калорифер.

Еднолентови и многолентови инсталации
В еднолентовите сушилни изсъхването на материала е много неравномерно, като в някои случаи част от материала може да остане и влажен. От друга страна, еднолентовите сушилни се характеризират с по-голяма дължина.
За да се осигури по-добро изсушаване на материала или да се намали сушилното пространство, когато е необходимо, се препоръчва използване на многолентови сушилни. Характерно  за тях е, че в сушилното пространство се разполагат няколко ленти една над друга, а материалът преминава от една лента върху друга. По този начин се осъществява много по-добро обтичане на влажния материал от въздуха, което съдейства за ускоряване на процеса на изсушаване и намаляване на енергийните разходи в сравнение с еднолентовите.
Освен за сушене, лентовите сушилни могат да се използват и в други технологични процеси, като изпичане, охлаждане и др., които могат да протичат едновременно с процеса на сушене. Посредством промяна в скоростта на лентата се влияе върху времето за обработка.

Барабанни сушилни инсталации
Основна характеристика на барабанните сушилни е специфичната конструкция на сушилното пространство, което представлява въртящ се барабан. Те са подходящи за топлинна обработка на различни пожаро- и взривобезопасни, невредни, ронливи материали, като например варовик, глина, пясък и други. Барабанните сушилни инсталации намират широко приложение в химическата промишленост. Използват се за сушене на дребно- и едрозърнести, пастообразни и други материали, например прости и сложни изкуствени торове, натриев бикарбонат, суперфосфат, полимерни материали и други.
Обикновено се разделят в две групи – с общо предназначение и гранулиращи. В зависимост от изискванията на технологичния процес, разположението на сушилнята, техническото задание и други критерии, сушилните могат да имат различно конструктивно изпълнение. Сред използваните конструкции са с движение на сушилния агент в правоток или противоток, както и с определен ъгъл на наклон на барабана. Могат да бъдат с единичен, двоен или троен барабан, а в зависимост от натоварването с пневматично или механично задвижване. Обикновено са с цилиндричен корпус и опори, върху които е монтиран той. Принципно корпусът е с наклон към страната за разтоварване на изсушения материал.

Висока производителност и икономичност
Барабанът обикновено представлява кух стоманен цилиндър с диаметър до 3,5 m и дължина до 28 - 30 m. В някои случаи диаметърът би могъл да достига до 5 m, а дължината - до 40 m. Във вътрешността на барабана се разполага лопатъчна система, чрез която изсушаваният материал се размесва непрекъснато. По този начин се осъществява интензивен сушилен процес и равномерно разпределение на материала върху барабана. Конструкцията на лопатъчната система се избира в зависимост от свойствата на изсушавания материал. Не е изключено в определени случаи в един и същи барабан да се разположат различни типове лопатъчни системи.
В качеството на сушилен агент се използва както горещ въздух, така и димни газове. За нагряването им приложение намират топлогенератори на твърдо гориво, газ или дизел.
Барабанните сушилни се разполагат в началото на технологичната линия за сушене на суровината или в края й, където се суши готовият продукт. Отличават се с висока производителност и икономичност, тъй като осигуряват възможност за постигане на високи температури (1000 оС) при паралелно движение (в правоток или в противоток) на материала и сушилния агент. Сред предимствата им са универсалността им за изсушаване на материали с висока влажност, равномерното нагряване и изсушаване на материала, което осигуряват, и други.

Флуидизационни сушилни инсталации
Флуидизацията представлява специфично състояние на слой от зърнест материал. То се постига, когато под него се подава въздушен поток, който преминава през слоя. Когато скоростта на въздушния поток достигне определена стойност, частиците от слоя започват да се раздвижват, при което започва интензивното му разбъркване. Подобно движение на частиците и на самия слой много наподобява кипенето на течност. По тази причина, слой в подобно състояние се нарича флуидизиран, псевдотечен, псевдокипящ или кипящ.
Сушилните с флуидизиран слой обикновено се използват за интензивна обработка на зърнести материали с размери на зрънцата от 0,1 до 5 mm. В някои случаи биха могли да се използват и за сушене на течни материали. Сушенето във флуидизационен слой се отличава с редица предимства. Флуидизационните сушилни се характеризират с висока надеждност и кратък период на сушене, който се постига поради усиленото разбъркване на материала в сушилната камера. Подходящи са не само за сушене, но и за загряване, охлаждане, замразяване, гранулиране и др.
Като конструктивно изпълнение флуидизационните сушилни инсталации се срещат в различни варианти. При една от често срещаните конструкции, сушилното пространство се оформя от камера, в долната част на която се намира решетка. Предназначението й е както правилно да разпределя въздушния поток по цялото сечение на камерата, така и да поддържа слоя при работеща или спряна сушилня. В някои случаи, решетките се оформят като сито, което създава възможност при спиране на въздуха дребни частици от материала да пропаднат през отворите. Ако се изсушават материали, склонни към слепване, върху решетката се разполага механична бъркачка за разбиване на агломерати. При необходимост от охлаждане на изсушения материал, в края на решетката се подава студен въздух.
Слой от зърнести частици би могъл да бъде доведен до флуидизирано състояние, дори и когато газовият поток се подава в една струя. В този случай слоят се нарича фонтаниращ.

Пневмотранспортни сушилни инсталации
Използват се предимно в химическата промишленост за сушене на прахообразни, дребнозърнести, кристални, влакнести и други материали. Не се препоръчват за едрозърнести материали или такива, които изискват по-голяма продължителност на сушене.
Обикновено при тези сушилни инсталации сушилното пространство представлява вертикална тръба с дължина до 20 m и диаметър до 1 m, през която преминават изсушаваният материал и сушилният агент. Скоростта на газа в тръбата зависи от едрината и масата на частиците и достига до 35 m/s, а процесът продължава няколко секунди.
Нагряването на въздуха се осъществява чрез калорифер или в случаите, при които се предвижда използването на димен газ, към сушилната тръба се присъединява горивна камера. Подаването на влажния материал обикновено е в долната част на тръбата, а отвеждането на изсушения материал се осъществява в горната й част.

Аерофонтанни сушилни инсталации
В случаите, при които материалът е с нееднородна структура, т.е. съдържа частици с различна големина, се препоръчва използването на аерофонтанни сушилни. Основното тяхно предимство е възможността да се осигури различно време за обработка на отделните частици. Сушилното им пространство е оформено като конус, а скоростта на въздуха намалява от входа към изхода. По този начин по-едрите и съответно по-влажни частици не могат да напуснат веднага пространството, тъй като са и по-тежки. Това е възможно едва тогава, когато те изсъхнат и масата им стане достатъчно малка. По време на сушилния процес, движението на частиците наподобява фонтан, което е дало и името на метода - аерофонтанен. Добре е да се има предвид, че времето, необходимо за изсушаване на материала, е значително по-голямо в сравнение с пневмосушилните и на практика не може да се регулира.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top