Материальный и тепловой баланс

Для составления баланса обозначим:

G₁ – количество влажного материала, поступающего на сушку, кг/ч;

G₂ – количество высушенного материала, кг/ч;

ω₁ и ω₂ – начальная и конечная влажность материала (считая на общую массу материала), %;

W – количество влаги, удаляемой из материала при сушке, кг/ч

Материальный баланс будет иметь вид:

по всему материалу, подвергаемому сушке:

по абсолютно сухому веществу в высушиваемом материала:

На сушку поступает воздух с влагосодержанием х₀ кг/кг сухого воздуха, причем расход абсолютно сухого воздуха составляет L кг/ч. Из сушилки (при отсутствии потерь) выходит такое же количество абсолютно сухого воздуха, а влагосодержание меняется до х₂ кг/кг сухого воздуха. Количество влаги, удаляемое из материала W кг/ч.

Тогда материальный баланс по влаге:

расход абсолютно сухого воздуха на сушку:

Удельный расход воздуха на испарение из материала 1 кг влаги:

Приход тепла:

С наружным воздухом – LI₀

С влажным материалом:

с высушенным материалом – G₂с_мθ₁

с влагой, испаряемой из материала – Wс_вθ₁

С транспортными устройствами – G_тс_тt_тн

В основном (внешнем) калорифере – Q_к

В дополнительном калорифере – Q_д

Расход тепла:

С отработанным воздухом – LI₂

С высушенным материалом – G₂с_мθ₂

С транспортными устройствами – G_тс_тt_тк

Потери тепла в окружающую среду – Q_п

На сушку поступает G₁ кг/ч исходного материала с температурой θ₁⁰С. В сушилке испаряется W кг/ч влаги, из сушилки удаляется G₂ кг/ч высушенного материала с температурой θ₂⁰С. Удельная теплоемкость высушенного материала с_м Дж/(кг·град) и теплоемкость влаги с_в Дж/(кг·град).

В сушилку подается влажный воздух (сушильный агент), содержащий L кг/ч абсолютно сухого воздуха. Перед калорифером воздух имеет энтальпию I₀ Дж/кг сухого воздуха; после нагрева, т.е. перед сушилкой энтальпия повышается до I₁ Дж/кг сухого воздуха. После выхода из сушки энтальпия I₂ Дж/кг сухого воздуха.

В сушилке могут быть транспортные устройства, на которых находится материал. Пусть масса этого устройства G_т кг, удельная теплоемкость их материала с_т Дж/(кг·град), температура на входе в сушилку t_тн , а на выходе t_тк.

Общий расход тепла на сушку Q_к + Q_д

Принципиальная схема контактной сушилки

Устройство сушилок

Конвективная сушка

Камерные сушилки. Периодического действия, работают при атмосферном давлении. Материал располагается на лотках, устанавливаемых на стеллажах, находящихся внутри сушильных камер. Вентилятором подогретый воздух затягивается в камеру.

Туннельные сушилки. Здесь вагонетки с материалом перемещаются по рельсам вдоль длинной камеры прямоугольного сечения. На входе и выходе имеются герметичные двери. Сушильный агент движется прямотоком или противотоком. Недостатки: длительная и неравномерная сушка, ручное обслуживание.

Ленточные сушилки – непрерывная сушка при атмосферном давлении. Материал движется на ленте, натянутой между ведущим и ведомым барабанами. Влажный материал подается на один конец ленты и удаляется с другого, который обдается, горячим воздухом или топочными газами, которые движутся противотоком (одноленточные или многоленточные).

Барабанные сушилки

Она состоит из барабана, устанавливаемого с небольшим уклоном к горизонту и опирающегося с помощью бандажей на ролики. Барабан приводится во вращение через зубчатую передачу и редуктор электродвигателем. Число оборотов барабана 5 – 8 мин^-1. Материал поступает через питатель, перемешивается лопастями и поступает на внутреннюю насадку. Сушильный агент движется прямотоком. Чтобы избежать усиленного уноса пыли скорость агента 2 – 3 м/сек. Перед выбросом агент очищается в циклоне от пыли, высушенный материал удаляется через разгрузочную камеру.

Насадка подъемно – лопастная, секторная, распределительная, перевалочная.

Диаграмма изменения влагосодержания и температуры во времени

По характеру взаимодействия:

Сушилки

Конвективные	Контактные	Специальные
– камерные – туннельные – барабанные – ленточные – петлевые – турбинные – шахтные – с псевдоожиженным слоем – с виброкипящим слоем – распылительные – аэрофонтанные	– гребковые вакуумные – вальцевые – барабанные – вакуум сушильные шкафы	– терморадиационные –высокочастотные (диэлектрические) – сублимационные – пневматические

Классификация:

– по величине давления в камере – атмосферные и вакуумные;

– по режиму работы – периодического и непрерывного действия;

–по направлению движения сушильного агента – прямоточные, противоточные, перекрестные, реверсивные;

–по характеру движения сушильного агента – с естественной и принудительной циркуляцией;

–по способу нагрева сушильного агента – с паровым подогревателем, с огневым подогревателем, путем смещения с топочными газами, с электронагревом.

Камерная – периодического действия, атмосферная, в маломасштабных производствах, противоточная.

Плита состоит из 16 пластин 1,5х0,3м; площадь одной пластины 0,132м², всей полки 2,11м².

Длительность сушилки 20 – 50 мин.

Производительность по испаряемой влаги – 80 – 100 кг/ч; по сырому продукту 500 – 3500 кг/ч.

Туннельная: одноходовая, двухходовая.

Листовой и штучный материал; противоточный и смешенный ток. Скорость газа не менее 1 – 1,5 м/с.

Двухходовая

1 – размоточное устройство; 2 – нож; 3 – туннель; 4 – намоточное устройство.

Ленточная:

Одноленточная

1 – лента; 2 – пароперегреватель; 3 – вентилятор; 4 – сопла; 5 – выхлоп пара.

Многоленточная

1 – камера сушилки; 2 – бесконечная лента; 3 – питатель; 4 – ведущие барабаны; 5 – калорифер; 6 – ведомые барабаны.

Петлевая. Длина петли 5 м; скорость выхода изделия: бумаги 6 – 10 м/мин, кинопленки 4 – 7 м/мин; толщина слоя 5 – 25 м; температура агента 300 ⁰С.

Линейная

1 – питатель; 2 – прижимные валки; 3 – направляющий барабан; 4 – сетчатая лента с пастой; 5 – транспортер, несущий петли; 6 – разгрузочный ролик; 7 – ударники; 8 – шнек для высушенного материала; 9 – пустая сетка.

Турбинные: рама + тарелки; 2 об/мин; турбина 60 об/мин; сыпучие материалы; диаметр сушилки до 12 м; число тарелок – 20 шт.

Шахтная сушилка: со свободным падением материала; с замедленным падением материала. Высота аппарата 60 – 80 м.

С псевдоожиженным слоем: однокамерные, многокамерные.

Аэрофонтанные сушилки – скорость газа 0,2 – 0,5 м/с; с решеткой; без решетки.

Распылительная сушилка. Температура газа ≈ 110 – 850 ⁰С; давление воздуха ≈ 0,3 МПа.Тангенциальный ввод теплоносителя.

Высокочастотная:

1 – ламповый высокочастотный генератор; 2 – сушильная камера; 3, 4 – пластины конденсатора; 5, 6 – бесконечная лента с материалом; 7 – выпрямитель.

Пневматическая: со спиральным движением материала.

Терморадиационная с газовым обогревом

1 – излучающая панель; 2 – газовая горелка; 3 – транспортер; 4 – выхлопная труба; 5 – вентилятор.

Шейн

Сушка — это процесс удаления влаги из твердого или пастообраз­ного материала путем испарения содержащейся в нем жидкости за счет подведенной к материалу теплоты.

Сушка — весьма сложный комплекс тепловых, диффузионных, а часто биологических и химических явлений. Нет такой отрасли про­мышленности или сельского хозяйства, где бы она не применялась. В химической промышленности высушивается более 200 тыс. материа­лов. Это продукты горно-химической и содовой промышленности, мине­ральные удобрения и пластмассы, разнообразные красители и средства защиты растений, каучуки и химические реактивы. Более 20% затрат топлива и электроэнергии в химии расходуется на выпарку и сушку.

Разнообразие свойств продуктов требует индивидуального подхода к разработке рациональных методов их сушки. Для проведения процес­са сушки важное значение имеют такие свойства материала, как разме­ры и форма его частиц, влажность, допустимая температура нагрева, взрывоопасность и пожароопасность, химическая агрессивность и ток­сичность.

В химической технологии наибольшее распространение получили конвективный и контактный методы сушки. При конвективной сушке теплота передается от теплоносителя к поверхности высушиваемого материала, при контактной — теплота передается, материалу через обо­греваемую перегородку, соприкасающуюся с материалам. Несколько реже применяют радиационную сушку, (инфракрасными лучами) и суш­ку электрическим током (высокой или промышленной частоты); еще реже — сушку сублимацией в жидких средах со сбросом давления.

Ход процесса сушки. С течением времени влагосодержание высу­шиваемого материала уменьшается, изменяется его температура (рис. 6.1,а).

В ходе процесса сушки различаются три следующих друг за дру­гом периода: период прогрева материала (на рис. 6. 1, а не показан), первый (АВ) и второй (ВС) периоды сушки.

В первом периоде сушки влага испаряется с поверхности материа­ла, поскольку она подводится из внутренних слоев в таком количестве, что поверхность остается влажной (подвод из крупных пор). Темпера­тура материала в течение этого периода остается постоянной и близ­кой к температуре мокрого термометра (АВ). Скорость сушки (количество испаренной влаги в расчете на 1 кг абсолютно сухого материа­ла в единицу времени) в этот период тоже постоянна и имеет наи­большее значение (участок АВ на рис. 6. 1, б).

Во втором периоде сушки, который начинается с момента дости­жения критического влагосодержания, скорость процесса определяется скоростью перемещения влаги из внутренних слоев к поверхности; ско­рость сушки непрерывно падает, пока материал не достигнет равновес­ного влагосодержания, температура материала приближается к тем­пературе окружающей среды (температуре воздуха — при конвектив­ной сушке, температуре греющей поверхности — при контактной суш­ке).

Рис. 6.1

Теплоносители. Теплоносителями в промышленных сушильных установках служат чаще всего воздух, топочные газы и водяной пар. В сушильных установках, малой производительности используются электрический ток промышленной и высокой частоты и радиационный нагрев.

Водяной пар, предназначается для сушки термочувствительных ма­териалов. Его используют как для нагрева высушиваемых материалов в контактных сушилках, так и для подогрева в теплообменниках (ка­лориферах) воздуха, который затем направляется в качестве теплоно­сителя в конвективные сушилки. Пар — чистый теплоноситель. Темпе­ратуру водяного пара легко регулировать путем дросселирования. Он обладает высокой теплотой конденсации и высоким коэффициентом теплоотдачи. Следовательно, его расход и требуемая поверхность теп­лоотдачи меньше, чем у горячего «воздуха или топочных газов. Кроме того, пар безопасен в пожарном отношении.

Поступающий из котельной насыщенный пар всегда содержит не­которое количество воды в результате конденсации в паропроводе, и перед подачей на сушильную установку его надо осушить, используя конденсатоотводчик и пароперегреватели. Перегретый пар при охлаж­дении не будет конденсироваться до тех пор, пока его температура не станет равной температуре кипения воды при данном давлении. Обыч­но пар перегревают лишь настолько, чтобы он не конденсировался.

Топочные газы в смеси с атмосферным воздухом широко используют при сушке различных материалов, в том числе и органических продуктов. Многие материалы, например песок, глину, топливо, неор­ганические соли и т. д., высушивают при довольно высоких темпера­турах — от 300 до 800° С и выше. Для этой цели можно использовать топочные тазы, разбавляя их до нужной температуры атмосферным воздухом.

Если непосредственное соприкосновение топочных газов с материа­лом не рекомендуется, применяются огневые калориферы, в которых воздух подогревается топочными газами и направляется в сушилку.

Топочные газы получают при сжигании газообразного, жидкого (мазут, нефть) или твердого (уголь, торф) топлива в топках и смешивают их в специальных камерах (камерах смешения) с атмосферным воздухом для получения смеси определенной температуры.

Топочные (дымовые) газы состоят из кислорода, азота, окиси и двуокиси углерода, сернистого газа и водяных паров. Состав топочных, газов зависит от количества воздуха, подводимого в топку для сжига­ния топлива (первичный воздух) и подмешиваемого к продуктам сгора­ний для понижения их температуры до заданной (вторичный воздух).

Классификация сушилок

В химических и родственныхим производствах применяется боль­шое количество разнообразных сушильных аппаратов. Они отливаются друг от друга по многим признакам как конструктивного, так и техно­логического характера.

Учитывая, однако, что одним из важных вопросов при выборе су­шильного аппарата является характер взаимодействия высушиваемого материала с теплоносителем и рабочими органами сушилки, можно привести схему классификации, показанную на рис. 6.2.

Сушилки
Конвективные	Контактные	Специальные
- камерные	- гребковые вакуумные	- терморадиационные
- туннельные	- вальцевые	- высокочастотыне (диэлектрические)
- барабанные	- барабанные
- ленточные		- сублимационные
- петлевые		- пневматические
- турбинные
- шахтные
- с псевдоожиженным слоем
- с виброкипящим слоем
- распылительные
- аэрофонтанные

Рисунок 6.2 – Схема классификации сушилок

Данная схема классификации основана на том, какой вид тепло­обмена существует в сушилке (конвенция или теплопроводность), как ведет себя материал в сушилке (неподвижен на рабочих органах или движется относительно них), каковы конструкции сушилок, используе­мых для реализации соответствующих методов сушки. Безусловно дан­ная классификация не охватывает всех признаков отличия (или сход­ства) сушильных аппаратов, но она учитывает наиболее основные из них.

Кроме того, сушилки классифицируются еще по следующим при­знакам:

по величине давления в сушильном пространстве — атмосфер­ные и вакуумные;

по режиму работы — периодического и непрерывного действия;

по направлению движения сушильного агента — прямоточные, противоточные, перекрестные, реверсивные;

по характеру движения сушильного агента — с естественной и с принудительной циркуляцией;

по способу нагрева сушильного агента — с паровыми подогре­вателями, с огневыми подогревателями, путем смешения с топочными газами, с электронагревом.

КОНВЕКТИВНЫЕ СУШИЛКИ

Эти сушилки являются наиболее распространенными в химической технологии. Существует большое число конструкций конвективных су­шилок, Рассмотрим наиболее часто используемые аппараты и установ­ки.

Камерные сушилки являются аппаратами периодического дейст­вия, работающими, как правило, под атмосферным давлением. Они ис­пользуются в маломасштабных производствах для материалов, требую­щих невысокой температуры сушки. Материал в этих сушилках распо­лагается на лотках (противнях), установленных на стеллажах или ва­гонетках.

В табл. 6. 1 показана сушилка системы Строганова, предназначен­ная для сушки сыпучих зернистых материалов (например: перхлорвиниловой смолы, катализаторов или мелких изделий). Сушка материа­ла в слое происходит при омывании его потоком нагретого воздуха. Сушильная камера оборудована двадцатью горизонтальными полками) состоящими из 16 отдельных поворачивающихся металлических плас­тин размером 1,1х0,3 м. Пластины удерживаются в горизонтальном положении при помощи пружин. Рабочая площадь одной пластины составляет 0,132 м², всей полки — 2,11 м². Материал подаете на верх­нюю полку. Через определенные промежутки времени пластины пово­рачиваются вокруг продольных осей на 90°, при атом материал пере­сыпается на вторую полку, находящуюся в это время в горизонтальном положении. Аналогичным образом материал попадает со второй полки на третью и т. д. Пластины поворачиваются автоматически при помо­щи специальных механизмов с приводом от электродвигателя.

Воздух засасывается из помещения центробежным вентилятором и подается сначала в калорифер с поверхностью теплообмена 78 м², а затем в нижнюю зону сушильной камеры.

Загрузочный механизм состоит из каретки и двух ленточных транс­портеров шириной 0,2 м. Таким образом, сушилка работает по прин­ципу противотока материала и агента сушки.

Поток воздуха омывает (пять полок, затем его направление меня­ется на 180°, и воздух проходит, над следующими пятью полками, и т. д. Таким, образом, агент сушки движется над материалом в горизон­тальном направлении и, кроме того, омывает материал при пересыпа­нии его с полки на полку. Для обеспечения последовательного поступ­ления воздуха из нижней зоны в расположенную выше в вертикальных распределительных каналах установлены перегородки.

Непрерывное пересыпание материала обеспечивает довольно ин­тенсивное и равномерное высушивание его. При повороте нижней пол­ки материал осыпается в бункер и далее через шлюзовой затвор выгружается из сушилки. В этих сушилках три зоны – сушки, прокаливания и охлаждения материала. К недостаткам сушилки следует отнести сложность механизмов подачи в нее материала и возврата пластин в горизонтальное положение, а также заклинивание пластин при сушке материала с плохой сыпучестью.

Средние показатели сушилки: производительность по испаряемой влаге — 80 — 100 кг/ч, по сырому продукту — 500 — 3500 кг/ч; длитель­ность сушки — 20 — 50 мин; удельный расход электроэнергии — 0,086 кВт·ч/кг влаги.

Общими недостатками камерных сушилок являются высокая дли­тельность сушки и, следовательно, низкая производительность, так как слой высушиваемого материала неподвижен. Кроме того, сушка в них неоднородна из-за неравномерности температур в камере. Для созда­ния более равномерной циркуляции воздуха в некоторых современных конструкциях камерных сушилок наружный вентилятор заменяют внут­ренними раверсивными или применяют эжекторы.

Туннельные сушилки. К этой группе относятся сушилки, в которых высушиваемый материал при помощи транспортирующего устройства перемещается вдоль туннеля с периодическими остановками или непрерывно. Материал либо свободно укладывают на транспортирующее устройство, либо закрепляют на нем при помощи специальных приспо­соблений. Передвигаясь от загрузочного устройства к выходному, ма­териал соприкасается с сушильным агентом.

В рассматриваемых аппаратах можно высушивать как листовые и штучные материалы (картон, плиты да синтетических материалов, шкурки и т. д.), так и зернистые, пастообразные, жидкие (в лотках), волокнистые и др. Эти сушилки различаются в основном транспорти­рующими устройствами (вагонетка, конвейер, лента, рама), примене­ние которых должно соответствовать свойствам высушиваемого мате­риала.

По принципу движения материала и агента сушки различают су­шилки противоточные, с параллельным и смешанным током. В зависи­мости от свойств материала и требований, предъявляемых к процессу сушки, используют однозонные или многозонные туннельные сушилки, причем в разных зонах одной сушилки может одновременно осущест­вляться несколько процессов: сушка, увлажнение, прокаливание, охлаж­дение. Каждая зона может работать при различных температурах и влажности агента сушки. Кроме того, сушилки могут быть одноходовыми и многоходовыми.

Циркуляция агента сушки может быть продольной (по оси тун­неля) или поперечной. В последнем случае требуется повышение коли­чества циркулирующего сушильного агента. При этом используют осе­вые вентиляторы, имеющие большую производительность. При продоль­ной циркуляции чаще всего используют центробежные вентиляторы.

Длительность и качество сушки в большой степени зависит от спо­соба подачи сушильного агента. В зависимости от формы и вида мате­риала свежий сушильный агент подают снизу через распределитель­ное окно или сбоку с двух сторон по всей высоте камеры. Обычно агент сушки отсасывается через окно в верхнем или нижнем перекрытии ка­меры.

Скорость газов обычно принимают такой, чтобы не происходило распыления материала, опрокидывания или поворачивания изделий, но не менее 1,0 — 1,5 м/с (на полное сечение туннеля).

В качестве агента сушки используют воздух, топочные газы или перегретый пар. При сушке нагретым воздухом паровые калориферы делают выносными (с расположением обычно на крыше камеры), ус­танавливают в камере или же рядом, в специальных отсеках.

Рисунок 6.3

Туннельная конвейерная сушилка (рис. 6. 3) длиной 12,70 м, шириной 3,70 м и высотой 2,44 м состоит из корпуса, конвейера, четырех циркуляционных вентиляторов и одного вытяжного вентилятора, двух калориферов, шнекового распределителя (питателя), разгрузочного устройства, узла приготовления силиконовой жидкости, системы пожа­ротушения, узла автоматической смазки и привода.

Корпус сушилки собран из щитов и металлических конструкций. Его длина — 7,48 м, ширина — 3,70. м, высота — 2,44 м.

Корпус делится металлической перегородкой на две температур­ные зоны.

Первая зона снабжена:

- двумя вентиляторами на одном валу с электродвигателем, каждый мощностью 5,5 кВт;

- калорифером, состоящим из шести радов;

- металлической сеткой для фильтрации циркулирующего воз­духа, подаваемого вентиляторами;

- термопарами для замера и автоматического регулирования температуры в зоне.

Вторая зона имеет:

- два вентилятора на одном валу с электродвигателем, каж­дый мощностью 2,2 кВт;

- калорифер, состоящий из трех рядов;

- металлическую сетку для фильтрации циркулирующего возду­ха, подаваемого вентиляторами;

- термопары для замера и автоматического регулирования тем­пературы.

В корпусе сушилки имеется шесть дверей по ходу продукта — четы­ре с правой стороны и две с левой для свободного доступа внутрь для ремонта конвейера, калориферов, вентиляторов, трубопроводов и воз­духоводов.

Конвейер предназначен для транспортирования гранул полимера в зоны сушки. Конвейер изготовлен из нержавеющих перфорированных стальных пластин размером 2230х200 мм, которые соединены шарнирно. С каждой стороны пластины поддерживаются массивной цепью с роликами, которые опираются на боковые рельсы, расположенные вдоль стен сушилки. Внутри конвейера имеется настил (перекрытие). С входной и выходной сторон конвейер насаживается роликовой цепью на звездочки колес ведущего и ведомого валов. Ведомый вал имеет приспособление для натяжения конвейера. Расстояние между ведущим и ведомым валами 10 860 мм.

Главный привод состоит из электродвигателя мощностью 4,5 кВт, вариатора, промежуточного редуктора и редуктора с большим пониже­нием числа оборотов. Он служит для приведения в движение конвейера сушилки и скребкового механизма, состоящего из двух барабанов со скребками.

Средняя скорость движения конвейера составляет около 0,006 м/с. Скорость можно изменять при помощи вариатора.

Шнековый распределитель (питатель) служит для равномерного распределения гранул полимера по всей ширине конвейера перед по­ступлением на сушку. Он представляет собой спиральный шнек из не­ржавеющей стали, имеющий приспособление с двумя маховичками для перемещения в вертикальном направлении в пределах от 19 до 119 мм при изменении слоя гранул на конвейере сушилки. Привод шнекового распределителя осуществляется от электродвигателя через вариатор и цепную передачу. Частота вращения шнека может изменяться от 30 до 120 об/мин.

Разгрузочное устройство, предназначенное для снятия сухого поли­мера с конвейера и транспортирования его в шприц-машину, состоит из двух барабанов для снятия слоя полимера и очистки конвейера, ме­таллического шнека в неподвижном желобе и подвижного желоба.

Сушилка снабжена щитом контроля и управления, где смонтирова­ны пускатели электродвигателей (привода, вентиляторов, загрузочного устройства) и электронные мосты ЭМИ-120 дли, измерения и регулиро­вания температуры по зонам.

Сушилка работает следующим образом. Гранулы полимера, содер­жащие 25—33% воды, поступают после дробилки на конвейер сушил­ки, распределяются слоем 15 — 30 мм с помощью распределителя и вместе с конвейером поступают в первую зону сушилки, где поддерживается температура воздуха в пределах 130—150° С.

Во второй зоне гранулы досушиваются при температуре 100 — 120° С.

Циркуляция воздуха в первой и во второй зонах обеспечивается вентиляторами, засасывающими воздух через калориферы, в которых он подогревается. Нагретый воздух проходит через металлическую сетку, которая фильтрует его и задерживает механические примеси. За­тем воздух поступает в сушилку, перемещается сверху вниз сквозь слой гранул полимера и сетку конвейера.

Если слой полимера очень тонкий, то при большой скорости цир­кулирующего воздуху нарушается его равномерность. При повышении температуры сушки качество полимера ухудшается.

Воздух, насыщенный парами воды, выводился из сушилки по двум воздуховодам. На воздуховодах имеются шиберы для регулировки количества выбрасываемою в атмосферу влажного воздуха. На устройст­ве для выброса воздуха из вытяжного вентилятора установлен влаго­мер. Количество выбрасываемого из сушилки воздуха зависит от его абсолютной влажности на входе в сушилку. В дождливую погоду шибер на выходе должен быть открыт больше, чем в сухую.

По выходе из сушилки гранулы снимаются с конвейера при помо­щи скребкового механизма, на барабане которого имеются двенадцать, кожаных продольных лезвий, расположенных по всей ширине конвейе­ра. Для дополнительной очистки сетки конвейера от гранул полимера снизу размещен также металлический барабан с четырьмя резиновыми лезвиями. В результате вращения барабанов сначала с конвейера снимаются гранулы, а затем конвейер очищается. После конвейера грану­лы поступают в металлический шнек, помещенный в неподвижном же­лобе с отверстием посредине. Шнек транспортирует гранулы к середи­не неподвижного желоба, откуда через отверстия и подвижный желоб они направляются в шприц-машину.

Перед подачей гранул полимера конвейер обрабатывают раство­ром силиконовой жидкости при помощи инжекторных распылителей. Обрызгивание конвейера силиконовой жидкостью необходимо для предотвращения прилипания к пластинам конвейера гранул. Средний расход силиконовой жидкости 45 л/ч, давление в емкости для приготов­ления силиконовой жидкости должно быть не более 0,7 МПа.

Ленточные сушилки эксплуатируются давно. Главной их частью является ленточный транспортер, на который насыпан слой высушиваемого материала (см. табл. 6. 1). Сушильный агент продувается сквозь слой или вдоль слоя. Наиболее рациональна продувка сквозь слой с циркуляцией газа. Сушилка разделена на зоны, в каждой из которых может поддерживаться свой режим. Такую позонную сушку стали при­менять после того, как выяснилось, что удаляемая влага связана со структурой материала в зависимости от ее количества; в первую зону оказалось возможным подавать значительное количество воздуха с по­вышенной температурой.

Область применения ленточных сушилок значительно расшири­лась, когда после предварительной подготовки на ленту стали загру­жать пастообразные материалы. Большое распространение в послед­ние годы получили вальцеленточные сушилки для пастообразных мате­риалов, в которых формирование материала в виде палочек осущест­вляется рифленым горячим валком, снабженным гребенчатым .но­жом.

Петлевые сушилки. Применяются для сушки тонких гибких мате­риалов (пленки, ткани, бумаги и т. д.), а также паст. Установка пред­ставляет собой камеру прямоугольного сечения, внутри которой мате­риал перемещается в виде петель, опирающихся на ролики или поддер­живающие стержни. Ширина камеры — 3,5 — 4,0 м, высота — до 5 м, длина в зависимости от производительности достигает 100 м. Емкость сушилки составляет 1500 м³ при длине петли 5 м. Скорость выхода изделий: бумаги — 6 — 10, кинопленки — 4—7 м/мин.

В табл. 6. 1 показана схема петлевой линейной сушилки для паст (красителей, литопона и др.). Пасту подают на пару валков, из кото­рых она выходит в виде слоя, ширина которого равна ширине сетча­той ленты. Этот слой, наложенный на сетку, пройдя через прижимные валки, вдавливается внутрь ячеек. Лента поступает в сушилку, где об­разует петлю за счет выступов на специальных планках, расположен­ных друг, от друга на ленте на расстоянии, равном двойной высоте пет­ли. Выступы опираются на несущий цепной транспортер. Из сушилки петля выбирается специальным роликом и направляется к ударникам. Последние выбивают сухой продукт из сетки в бункер, откуда он отво­дится шнеком. Очищенная сетка вновь поступает для наполнения.

Описанные сушилки работают с рециркуляцией отработанного воз­духа. В зависимости от свойств материала процесс в них ведут в двух, трех и более зонах с различными температурой и влажностью воздуха. Толщина слоя материала — от 5 до 25 мм; нагрузка по сухому продук­ту на 1 м² сетки составляет 5 — 15 кг. Расстояние между полотнами пе­тель — 100 — 200 мм. Температура (агента сушки в зависимости от термочувствительности материала может достигать 300° С.

Основные недостатки этих сушилок — малая интенсивность сушки, частые поломки сетки, выкрашивание из нее продукта и, как следствие, засорение камеры.

При сушке фотобумаги с толщиной слоя эмульсии 15 г/м² и кино­пленки с толщиной слоя эмульсии 160 — 300 г/м² температура воздуха составляет 24 —45° С; в конце процесса поддерживают более высокую температуру. Воздух проходит специальную очистку и высушивается в кондиционерах. Сушилка для кинопленки имеет четыре зоны: зону подготовки, две зоны сушки и последнюю зону — кондиционирования (для выравнивания влажности пленки по площади ленты). Длитель­ность сушки — 45 мин.

Турбинные сушилки. Применяются для высушивания и прокалива­ния различных сыпучих материалов (динатрийфосфат, уголь и др.). Они отличаются хорошей герметичностью, поэтому в качестве (агента сушки можно использовать инертные газы.

Турбинная сушилка (см. табл. 6. 1) представляет собой неподвиж­ный металлический кожух, плотно обшитый листовой сталью. Внутри сушилки имеется круглая рама, вращающаяся вокруг вертикальной оси. На раме укреплены тарелки толщиной 2 мм, состоящие из секто­ров. Во время работы сушилки рама с тарелками совершает примерно 2 об/мин.

Внутри ограниченного рамой пространства расположено несколько турбин, вращающихся со скоростью 60 об/мин и перемещающих газ в сушилке в направлениях, указанных стрелками.

Свежий газ поступает в сушилку снизу, отработанный выходит сверху через вытяжную трубу, а в некоторых случаях часть его на­правляется в смесительную камеру топки для снижения температуры газообразных продуктов горения до требуемого предела. Количество циркулирующего газа регулируется при помощи дроссельных клапа­нов. Циркуляция осуществляется при постоянной скорости 2 м/с.

На неподвижном корпусе сушилки над каждым рядом тарелок ук­реплены разравнивающие скребки и за ними (если смотреть по направ­лению вращения тарелок) сбрасыватели. И скребки, и сбрасыватели на отдельных этажах сушилки смещены по стирали; аналогично сме­щены зазоры между секторами тарелок, благодаря чему материал с конца верхнего сектора попадает в начало сектора, расположенного ниже.

Материал поступает в сушилку сверху через загрузочное отверстие и шлюзовые затворы, преграждающие доступ воздуха в сушилку. При вращении рамы материал через зазоры между секторами ссыпается с тарелки на тарелку, а с нижней тарелки поступает на неподвижное дно. Отсюда укрепленные на раме скребки перемещают его к загрузоч­ному желобу. Далее материал конвейером подается в бункер.

Днище сушилки выполнено из чугунных плит. Полость между ни­ми и нижней обшивкой заполнена порошкообразным тяжелым шпа­том. Такая конструкция обеспечивает достаточную герметичность, пред­отвращает выход пыли, а при расширении плит под тепловым воздей­ствием позволяет им перемещаться без изгибов и трещин.

Преимущество описанной сушилки по сравнению с барабанной и пневматической состоит в том, что температуру газа в любой ее тач­ке можно повысить при помощи расположенных внутри нее нагрева­тельных устройств или путем дополнительной подачи горячего газа. Благодаря этому процесс сушки можно разделить на несколько этапов, соответствующих потреблению теплоты на отдельных участках сушил­ки, что позволяет установить оптимальный для данного материала тем­пературный режим.

Турбинные сушилки изготовляют диаметром до 12 м с числом тарелок до 20. Теплота передается слою высушиваемого материала кон­векции (от газа) и путем теплопроводности или кондукцией (от нагре­той тарелки); при высоких температурах часть теплоты передается лу­чеиспусканием.

При одновременной сушке и нагреве Материала удельная плотность теплового потока составляет примерно 3800 кВт/м² (в расчете на пол­ную-поверхность тарелок).

В рассмотренных установках процесс проходит довольно равномер­но. Основными их недостатками являются малая интенсивность сутки, сложность конструкции и