Сушарка киплячого шару (продуктивність по висушеному матеріалу - 3800 км/год), страница 3

Сушарки з киплячим шаром періодичної або безперервної дії широко застосовуються для сушіння зернистих матеріалів, а також паст і суспензій.

Сушарка (рис. 1.1) являє собою камеру конічної або прямокутної форми, що розширюється догори. У нижній частині камери перебувають газорозподільні ґрати. Вологий матеріал з бункера живильником подається на ґрати. У цей же час сушильний агент подається вентилятором у підрешітокну камеру. Пройшовши через ґрати, гарячий газ пронизує шар матеріалу на ґратах. Швидкість подачі сушильного агента встановлюють такий, щоб матеріал, що перебуває на ґратах, прийняв псевдозріджений стан (почав «кипіти»). При сушінні полідисперсного матеріалу більші зерна перемістяться в більше вузький перетин апарата, а дрібні - у розширене, де швидкість потоку менша. Завдяки такій конфігурації камери дрібні частки менше несуться із сушарки. Оскільки найбільш дрібні частки все-таки несуться повітряним потоком, то для їхнього вловлювання сушарка обладнається пилоуловлювальними пристроями.

Внаслідок безперервного перемішування матеріалу й добре розвиненого контакту зерен з теплоносієм процес сушіння в таких сушарках йде з більшою інтенсивністю. Тривалість сушіння матеріалу становить кілька хвилин. Висохлий матеріал самопливом пересувається до розважувального отвору й по тічці надходить на транспортуючий пристрій.

Знімання вологи з 1 м² газорозподільних ґрат у таких сушарках залежно від розміру часток вологого матеріалу й температурного режиму сушіння становить 500—3000 кг/м²·ч.

1 - транспортер; 2 - бункер; 3 - живильник; 4 - вентилятор; 5 - топлення;

6 - камера; 7 - циклон; 8 - батарейний циклон; 9 - відсмоктувальний вентилятор.

Рис. 1.1. - Сушарка з киплячим шаром.

4. Дані для розрахунку

1)Продуктивність(по висушеному матеріалі) G_k = 3800 км/год

2)Вологість матеріалу (на загальну масу ):

U₁-початкова=8%

U₂-кінцева =0,4%

3)Діаметр часточок:

D_max=5mm

D_min =4.7mm

Температура матеріалу:

t₁` - початкова = 10^◦С

t`₂ - кінцева = 55^◦С

5)Температура повітря :

- до входу в калорифер (φ =50%) ,t₀=25^◦С

-після калорифера, t₁=120^◦С

-на виході із сушарки, t₂=55^◦С

6)Теплоемність сухого матеріалу – С _м= 0,75 кДж/кг

7)Щільність матеріалу, ρ_м=850кг/м³

5.Розрахунки

Витрата вологого матеріалу, кг/год,

                                         Кількість що випаровується вологи за 1 c, кг/с,

W_c = (G_н - G_к)/3600

W_c = (3862,0408-3800) / 3600 =62,0408/3600 = 0.0172 кг/с =62,0408 кг/год

Витрата тепла, кДж/ч,

Q = Q_исп + Q_нагр + Q_пот = 1,15×{W_c[r + c_n (t`<sub>2</sub> – t`₁)] + G_к С_м(t`<sub>2</sub> – t<sub>1</sub>`)}

Q = 1.15∙{62,0408[2687 +2∙(55-10)]+3800∙0.75∙(55-10)} =300537,3016 кДж/год

де r - теплість паротворення при  t`₁, кДж/кг; (r = 2687 кДж/кг);

     С_n =35,25/18 = 2 - теплоємність пари, кДж/(кг·К).

Втрати тепла в навколишнє середовище приймають рівними 15 % витрати тепла на випар вологи і нагрів матеріалу.

Питома витрата тепла, кДж/кг вологи,

q = Q/W_с = 300537,3016/62,0408=4844,188 кДж/кг вологи .                                      

Витрата повітря, кг/c,

                                                                                  

Теплоємність повітря С_г=29,3/28,8 = 1,02 кДж/(кг·К), при .

Питома витрата повітря, кг сухого повітря/кг вологи,                                                                                        Швидкість повітря. Для визначення швидкості повітря (теплоносія) у сушарках киплячого шару необхідно спочатку розрахувати критичну швидкість псевдоожиження для частинок середнього розміру d_ср, користуючись графіками L_y= ¦(Ar, e) [1, 2] для середньої температури повітря в шарі, що можна вважати рівній температурі газів , що ідуть, t₂, ^oС.

Критерій Архімеда:

                                                                                 де d_cp = , м;

r_м = 850 - щільність матеріалу, кг/м³;

, щільність повітря при t₂;

n- кінематична в'язкість повітря при  t₂ м²/c; м²/c;