Сушка материалов горячим воздухом

Сушилки с рециркуляцией. Большое применение на практике имеют сушилки, работающие с рециркуляцией сушильного агента (рис. 7.2).

Рисунок 7.2 - Схема сушилки с рециркуляцией воздуха и процесс сушки на

I-d-диаграмме

На выходе из сушилки поток отработавшего влажного воздуха с параметрами, соответствующими точке С или C₁, разветвляется: часть воздуха выпускается в атмосферу, а другая возвращается к вентилятору. Вместо выброшенного отработавшего воздуха в систему подается такое же количество свежего воздуха с параметрами, соответствующими точке А. Свежий воздух смешивается с отработавшим. Полученная смесь с параметрами точки М нагревается в калорифере до состояния, характеризующегося точкой В₁ и поступает в сушилку. По выходе из сушильной камеры поток смеси снова разветвляется и т. д. На I-d-диаграмме процесс в такой теоретической сушилке изображается линией AMB₁C₁M. Расходы свежего и выбрасываемого из системы отработавшего воздуха для такой теоретической сушилки одинаковы и выражаются формулой:

кг на 1 кг влаги (7.19)

так как всю испаренную влагу уносит только удаляемый отработавший воздух.

Количество циркулирующего воздуха в сушилке определяется из условия, что 1 кг смеси увеличивает в сушилке свое влагосодержание с d_см до d₂.

кг на 1 кг влаги (7.20)

Как видно из последней формулы, возврат отработавшего воздуха значительно увеличивает количество циркулирующего воздуха, а следовательно, и расход энергии на вентилятор.

Так как AB/DC₁=MB₁D'C₁, то расход тепла q=l(I₁ – I₂), кДж на 1 кг влаги.

Построение процесса в действительной сушилке с рециркуляцией сушильного агента на i-d-диаграмме выполняют (рис. 7.1): откладывают по вертикали от произвольной точки на линии BC₁ соответствующий отрезок eE = ef∆/m и проводят из точки В₁ политропу действительного процесса B₁C до заданного значения t₂ или φ₂

Сушилки с промежуточным подогревом и рециркуляцией воздуха. Схема и процесс на i-d-диаграмме сушилки с промежуточным подогревом между отдельными ступенями и рециркуляцией воздуха между ступенями и по всей сушилке показаны на рис. 7.3.

Рециркуляция воздуха осуществляется при помощи осевых вентиляторов. Вентилятор (первый по счету) подсасывает смесь из свежего воздуха, характеризующегося параметрами точки А, с рециркулирующим воздухом после третьей ступени, характеризующимся параметрами точки С. Эта смесь с параметрами точки М снова смешивается с воздухом, возвращающимся из первой ступени, который имеет параметры, соответствующие точке С и в результате чего образуется смесь, имеющая параметры точки M₁. Смесь в точке M₁ подогревается в первом калорифере, энтальпия ее увеличивается (точка В₁); проходя через первый штабель, она изменяет параметры по линии I=const. Конечной точкой процесса в первой ступени является точка С₁ в которой цикл замыкается. В следующих ступенях происходят аналогичные процессы, которые также изображены на i-d-диаграмме на рис. 7.4.

Рисунок 7.3 - Схема сушилки с промежуточным подогревом воздуха и ее процесс на i-d-диаграмме

Рисунок 7.4 - Сушилка с промежуточным подогревом и рециркуляцией воздуха

Полный процесс в сушилке изображается тремя элементарными процессами в отдельных ступенях с частичным возвратом сушильного агента: ММ₁В₁С₁М, C₁M₂B₂C₂M₂ и С₂М₃В₃СМ₃ и процессом смешения рециркулирующего воздуха, характеризующегося параметрами точки С, с наружным воздухом, параметры которого отвечают точке А, в результате чего получается смесь, параметры которой соответствуют точке М. Расход свежего воздуха равен:

l= 1000/DCM_d.

Такое же количество отработавшего воздуха выбрасывается в атмосферу через выхлопную трубу, расположенную за третьей ступенью. Расход воздуха по отдельным ступеням определяется так:

l₁ = l000/D₁C₁M_d, l₂=1000/D₂C₂M_d и l₃=1000/D₃CM_d.

Расход тепла:

q=ABM_I∙1000/DCM_d.

Сушилки с промежуточным подогревом и рециркуляцией воздуха по сравнению с предыдущими требуют еще большего расхода электроэнергии. Они применяются в случаях, когда требуется получить большую равномерность сушки материала и осуществить режимы с высоким насыщением воздуха влагой.