Конвективні сушарки

Тунельна сушарка (рис.138) є камерою прямокутного, перетинами 1 значної довжини, усередині якої по рейковому шляху переміщаються вагонетки 2 з висушеним матеріалом.

Ріс.138.

Тунельна сушарка:

1 – камера

2 – вагонетки

3 – вентилятори

4 – калорифери

Ріс.139. Камерна сушарка:

1 – калорифер

2 – стелажі

3 – вентилятор

4 – зовнішній калорифер

5 – перегородки

6 – шибер

7 – сушильна камера

8 – додатковий калорифер

Свіже повітря засмоктується вентиляторами 3 і, проходячи через калорифери 4, нагрівається. Для входу і виходу вагонеток встановлені герметично закры-вающиеся двері, які періодично відкриваються для подачі вагонеток з сирим матеріалом і одночасного видалення вагонеток з висушеним матеріалом з протилежного кінця сушарки. Сушильний агент – повітря подається протитечією або прямотком. На рис.138 показана подача повітря по всій сушарці протитечією, тоді як в кожну вагонетку повітря поступає перехресним струмом.

Тунельні сушарки зазвичай працюють з частковою рециркуляцією сушильного агента і призначаються для сушки великих кількостей штучних керамічних виробів.

Завантаження і вивантаження ваганеток проводиться уручну; сушка виробів, що знаходяться в різних місцях вагонеток, протікає неоднаково. Неравно-мерность процесу сушки і значні розміри сушарки – істотні недоліки розглянутої конструкції.

Камерна сушарка (рис.139) складається з сушильної камери 7, стелажів 2, на яких розміщуються дека з висушуваним матеріалом. На каркасі встановлено дві горизонтальні перегородки 5, які ділять весь простір камери на три зони, через які послідовно проходить сушильний агент. Свіже повітря засмоктується вентилятором 3, заздалегідь нагріваючись в зовнішньому калорифері 4. Повітря поступає в нижню частину сушарки, підігрівається додатково у внутрішньому калорифері 8, проходить середню зону, знов підігрівається в калорифері 1 і проходить верхню зону. На виході повітря з сушарки є шибер 6, за допомогою якого частина повітря повертається в цикл, змішуючись зі свіжим повітрям. Таким чином, сушарка працює за схемою проміжного підігріву і часткової рециркуляції повітря, забезпечуючи необхідну температуру повітря при деякій економії тепла.

Сушка матеріалу в сушарках цієї конструкції відбувається в нерухомому товстому шарі, тому тривалість сушки велика і сушарки володіють малою продуктивністю. Крім того, такі сушарки не забезпечують рівномірних умов сушки по всіх зонах, а необхідність ручного завантаження і вивантаження дек, на яких відбувається висушування продукту, дозволяє застосовувати сушарки цього типу тільки для малотоксичних продуктів і при невеликих производительностях.

Стрічкові багатоярусні сушарки (рис.140) складаються з корпусу 1, усередині якого розташований ряд транспортерних стрічок 5 з прогумованої тканини або металевої сітки. Кожна з нескінченних стрічок натягнута між ведучим 6 і веденим 2 барабанами. Вологий матеріал поступає в завантажувальну воронку 4. Повітря засмоктується вентилятором 3 і перед надходженням в сушарку нагрівається калорифером 8, розташованим в нижній частині сушарки, як показано на малюнку. Провідні і ведені барабани суміжних стрічок зміщені один щодо одного по вертикалі. Верхні частини суміжних стрічок рухаються в протилежних напрямах (на малюнку показано стрілками). Матеріал на верхній стрічці рухається зліва направо. Дійшовши до кінця стрічки, він висипається на стрічку, що пролягає нижче, а починає рухатися в протилежному напрямі. Такий рух здійснюється багато разів, поки матеріал не досягне вихідного отвору.

Ріс.140.Ленточная багатоярусна сушарка.

1 – корпус сушарки

2 – ведені барабани

3 – вентилятор

4 – завантажувальна воронка

5 – транспортерна стрічка

6 – провідні барабани

7 – перегородки

8 – калорифер

У сушарці є перегородки 7, за допомогою яких створюється протитечія повітря щодо висушуваного матеріалу. При пересипанні із стрічки на стрічку висушуваний матеріал перемішується і його поверхня оновлюється. Крім того, у цей момент повітря стикається зі всією поверхнею кожної частинки, що інтенсифікує процес сушки.

Стрічкові багатоярусні сушарки застосовуються для сушки сипких і кристалічних продуктів, не вимагають ручної праці на завантаження і вивантаження продукту, досить компактні.

Барабанна сушарка (рис.141) складається із сталевого барабана 4 з бандажами 3, що спираються на опорні ролики 11. Барабан сушарки обертається мотором через редуктор, мала шестерня 10 якого входить в зачеплення з великою венцовой шестернею в середній частині барабана. Барабан обертається на опорних роликах з нахилом до горизонту на кут 3—6°. Щоб уникнути осьового зсуву барабана на одному з бандажів є наполегливі ролики 9, що перешкоджають ©го зісковзуванню. Число оборотів барабана невелике — 3—8 в хвилину. Вологий матеріал подається живильником через завантажувальний бункер 1 у верхню частину барабана, захоплюється розташованими усередині барабана лопатями 2, безперервно перемішуючись, добігає нижнього кінця барабана, поступає в бункер 7 і вивантажується розвантажувальним шнеком 8. Як сушильний агент використовуються зазвичай димові гази, переміщувані через сушарку вентилятором би. Для очищення газів від пилу встановлений циклон 5. На кінцях барабана, що обертається, для запобігання витоку сушильного агента встановлені лабіринтові ущільнюючі пристрої. Ступінь заповнення барабана не перевищує 20%. Час перебування матеріалу регулюють зміною швидкості його обертання, а також зміною кута нахилу до горизонту.

Ріс.141. Барабанна сушарка:

1 – завантажувальний бункер, 2 – розподільні лопаті, 3 – бандажі, 4 – корпус сушарки, 5 – циклон, 6 – вентилятор, 7 – бункер, 8 – шнек, 9 – наполегливий ролик

10 – редуктор, 11 – опорні ролики

Ріс.142. Распилітельная сушарка:

1 – вентилятор

2 – калорифер

3 – камера сушарки

4 – розпилюючий пристрій

5 – циклон

6 – рукавний фільтр

7 – шнек

Распилітельниє сушарки. Для рідких продуктів, що піддаються процесу сушки (розчинів солей, суспензій, емульсій), застосовують распылительные сушарки. Сушильний агент — повітря або димові гази — подаються в сушильну камеру, де в мелкораздробленном стані знаходиться висушуваний продукт. У таких умовах створюється велика поверхня випаровування висушуваного продукту і забезпечується хороший контакт з теплоносієм, тому сушка відбувається надзвичайно швидко. Навіть при високій температурі теплоносія розкладання продукту в распылительных сушарках не відбувається, і в результаті отримують тонкоподрібнений продукт високої якості.

Пристрій распылительной сушарки показаний на рис.142. Вентилятор 1 через калорифер 2 подає нагріте повітря в камеру сушарки 3, де є розпилюючий пристрій 4. Повітря із зваженими частинками висушеного продукту поступає в циклон 5, де уловлюються найбільш крупні частинки. Остаточне тонке очищення повітря здійснюється фільтруванням в рукавному фільтрі 6. Висушений продукт віддаляється з апаратів 3, 5 і 6 шнеком 7.

Розпилювання що піддаються сушці рідин проводиться різними способами: розпилювання быстровращающимися дисками, розпилювання за допомогою механічних форсунок і пневматичне розпилювання. Розпилювання дисками придатно для суспензій і в'язких рідин, але вимагає великих витрат енергії. Розпилювання чистих рідин проводиться форсунками, в які подаються рідини під тиском 3,0—20,0 Мпа. Розпилювання рідин форсунками за допомогою стислого повітря (пневматичне розпилювання) також вимагає багато енергії і не забезпечує однорідного складу крапель.

У распылительных сушарках досягається хороший контакт матеріалу з сушильним агентом, проте об'єм сушильної камери повинен бути великим. Тому такий спосіб сушки застосовується тільки в тих випадках, коли початковий продукт знаходиться в рідкому стані. Варіантом распылительных сушарок є пневматичні сушарки, в яких процес сушки поєднується з пневматичним транспортуванням матеріалу.

Контактні сушарки

Вакуум-сушильный шкаф — простейшая конструкция сушильных аппаратов этого типа (рис.143). Он представляет собой горизонталь­ный цилиндрической сосуд 2, одна из крышек 1 которого может лег­ко отодвигаться специальным кронштейном. Внутри аппарата горизонтально установлены полые плиты 3, обогреваемые паром или горячей водой. Высушиваемый материал помещают на противни, устанавливаемые на плиты. Ва­куум-шкаф после загрузки закры­вают и через ловушки откачивают пар в смеси с воздухом вакуум-на­сосом. В плиты подают теплоноси­тель. Материал на противнях по­степенно нагревается, пары влаги откачиваются вакуум-насосом в конденсатор. Загрузка и выгрузка противней производится вручную, периодически.

Рис.143. Вакуум-сушильный шкаф:

1 — дверца-крышка,

2 — корпус (цилиндрический сосуд),

3 – полые плиты

Сушилки этого типа пригодны для сушки легкоокисляемых, взрывоопасных и токсичных продуктов. Если удаляется не вода, а какие-либо ценные растворители, спирт и др., пары могут улавливаться конденсационными устройствами.4. Сушилки такой конструкции мало производительны и требуют больших затрат ручного труда.

Вакуум-сушилка с гребками. В рассмотренных выше вакуум-су­шильный шкафах возможна за счет снижения температуры сушка легко разлагающихся продуктов, но, как указано, требуются большие затраты ручного труда. В сушилке, представленной на рис.144, процессы загрузки и выгрузки продукта в значительной мере механизированы.

Рис.144. Вакуум-сушилка с

гребками:

1 – корпус, 2 – паровая рубашка,

3 – мешалка с гребками,

4 – загрузочный люк, 5 – загру-зочный штуцер для присоеди-нения вакуума, 6 – люк для выгрузки, 7 – штанги

Сушарка складаються з горизонтального циліндрового корпусу 1 з паровою сорочкою 2, верхнього завантажувального люка 4 і нижнього люка для вивантаження 6. Усередині корпусу є мішалка 3 з гребками, близ-, до відповідними до внутрішньої поверхні корпусу. Лопаті мішалки на одній половині довжини барабана (у правій частині) повернені таким чином, що при обертанні за годинниковою стрілкою вони переміщають матеріал від середини до правого її краю. На лівій частині сушарки лопаті повернені в інший бік і при обертанні по ч совою стрілці переміщають матеріал від середньої частини до лівого краю. Якщо змінити напрям обертання мішалки на протилежне, то лопаті почнуть переміщати матеріал від країв сушарки до середньої частини. Привід мішалки має реверсивний пристрій, що дозволяє через 5—8 мін змінювати напрям обертання і тим самим періодично переміщати матеріал від середньої частини сушарки до країв і назад. Для поліпшення умов теплообміну і запобігання осмоленню продукту на стінках в сушарку, поміщають штанги 7, які при обертанні мішалки переміщаються, нижню частину корпусу сушарки і перекочуючись по лопатях в з, їй її частини. Пари вологи віддаляються через штуцер 5, розташований у верхньому люку апарату. Напруга по випаровуваній волозі в сушарках цього типу коливається від 6 до 8 кг/м3 ч.

Вакуумні сушарки з мішалками застосовуються в аніліно-фарбовій і інших галузях хімічної промисловості. Основна перевага цих апаратів перед іншими конструкціями — м'які умови сушки. Крім того, обслуговуючий персонал майже не стикається з висушуваним матеріалом, що дуже важливе при обробці токсичних і вибухонебезпечних продуктів. У сушарці даного типу можна легко здійснювати уловлювання неводних розчинників, що видаляються в процесі сушки, і забезпечити високе чищення висушуваних продуктів.

Ріс.145. Двохвальна сушарка:

1 – корпус

2 – приводна шестерня

3 – правий валок

4 – відведення конденсату

5 – лівий валок

6 – ножі

7, 8 – шнеки з обігрівом

У вальцевых сушаркахздійснюється безперервна сушка різних рідин і текучих пастоподібних матеріалів при атмосферному тиску і під вакуумом. Двохвальна сушарка цього типу, що працює при атмосферному тиску (рис.145), складається з корпусу 1, усередині якого розташовано два валки 3 і 5, що обертаються назустріч один одному із швидкістю 2—10 оборотів в хвилину. Валяння обігріваються парою, що поступає через порожнисті цапфи, і конденсат відводиться через сифонові трубки 4. Один з валків 5 обертається в нерухомо укріплених підшипниках, а інший 3 – в рухомих підшипниках. Це позво-ляет регулювати зазор між валяннями. На валяннях 3 і 5 встановлені по їх створюючих ножі 6 для знімання продукту. У нижній частині є шнеки 7 і 8, що також обігріваються парою. Привід один з валків здійснюється через шестерню 2.

Вальці можуть обігріватися гарячою водою або високотемпературними теллоносителями. Матеріал поступає через завантажувальну воронку в простір між валяннями, захоплюється ними у вигляді тонкої плівки, підсихає на їх поверхні і зрізається ножами 6. Остаточне досушивание матеріалу відбувається на шнеках 7 і 8.

Сушарка працює безперервно, ручне завантаження повністю виключене, але конструкція придатна тільки для сушки рідких і пастоподібних продуктів.

Вальцевая вакуум-сушаркапредставлена на рис.146. Основним робочим органом служить валок 3, що обігрівається зсередини пором. Ніжней своєю частиною валянь занурений в матеріал, що піддається сушці. Матеріал безперервно поступає в апарат, захоплюється валком, покриваючи його тонкою плівкою, підсушується, зрізається ножем 4 і поступає в бункер 1. Всі робочі органи сушарки поміщені в загальний корпус 2. Продуктивність по волозі у вакуум-сушилок в порівнянні з тими, що працюють при атмосферному тиску підвищується до 20—30 кг/м2ч

Ріс.146. Вальцевая вакуум-сушарка:

1 – бункер для висушеного продукту

2 – герметичний корпус

3 – валок

4 – ніж для знімання продукту