prosdo.ru
добавить свой файл
1
1. Сушка. Область применения сушки в производстве строительных материалов. Связь влаги с материалом.


Сушка – процесс удаления влаги из материала. Сушка используется как для сушки исходных материалов (гипса, песка), промежуточных продуктов (керамических изделий), так и конечных продуктов (гипсовых изделий).

Существует 3 связи влаги с материалом:

Физико-механическая это влага, которая находится на поверхности материала за счет его смачиваемости или влага находящееся в микро- и макропорах.

Физико-химическая – объеденяет 2 вида влага, отличающихся прочностью связи с материалом: адсорбционную и осмотическую.

Адсорбционная влага прочно удерживается в порах материала силами адсорбции.

Осмотическая влага находится в пластах организма и удерживается осмотическими силами.

Химическая (гидратная) – наиболее прочно связана с материалом в определенном стехиометрическом отношении.
2. Связь влаги с материалом и способы её удаления.

Существует 3 вида связи:

Физико – механическая

Физико – химическая

Химическая.

Физико – механическая связь — это влага, которая находится на поверхности материала за счёт его смачиваемости, или влага находящаяся макро и микрокапилярах. Поверхностная влага и влага макрокапиляров может удаляться сушкой и механическими способами.

Физико – химическая влага объединяет 2 вида влаги отличающуюся прочностью связи с материалом: адсорбционную и асмотическую.

Адсорбционная влага прочно удерживается на поверхности материала силами адсорбции.

Асмотическая влага находится внутри клеток растений, живых организмов и удерживается асмотическими силами.

Химичечки связанная влага (гидратная) наиболее прочно связанная с материалом в определенных стехеометрических отношениях.

Также влага бывает свободной и связанной.

Под свободной понимают влагу, скорость испарения которой из материала ровна скорости испарения воды со свободной поверхности.


Под связанной понимают влагу, скорость испарения которой из материала меньше скорости испарения воды со свободной поверхности.

Способы Удаление:


  1. Механический. Осуществляется на прессах, волках, шнеках и называется отжиманием и на фильтрующих центрифугах.

  2. Физико – химический заключается в связывании воды спец. растворителями.

  3. Удаление химически связанной влаги осуществляется при высоких температ. ( более 500 С) Процесс называется прокалкой и осуществляется в печах.

  4. Удаление свободной влаги путём испарения называется сушкой.


3. Способы удаления влаги из материала. Способы сушки материалов.

Удаление влаги осуществляется:

  1. Механическаое удаление на прессах волках, центрифугах, шнеках. Этим способом удаляет только свободную влагу, не сорбировнию и химически не связанную. Способ самый дешевый, но применяется для грубого обслуживания.им. связанной влаги

  2. Физ-химический заключается в связывании воды с спец. Растворителем, процесс дорогой т.к. затрачивается много энергии на регенирацию растворителя. Применяется в формацевтической промыш.

  3. Удаление хим связанной влаги осуществляется при высокой температуре (>500).

  4. Удаление свободной влаги путем испарения наз. Сушкой. Процесс дорогой но весьма распространенный.

Конвективная сушка, осуществляется путем контакта с сушильным агентом. В качестве агента используется нагретый воздух, топочные газы.

Контактная сушка –сушка производиться путем нагрева высушиваемого материала теплоносителем через стенку проводящее тепло.

12.jpg

Радиционная сушка Передается тепло инфракрасными пучками.

11.jpg


Высокочастотная сушка нагрев материала в поли тока высокой частоты.

Сублимационная сушка- сушка в замороженном состоянии приг лубоком вакууме.
4. Материальный баланс процесса сушки и определение количества влаги, удаляемой в процессе сушки.

Материальный баланс сушки по высушиваемому материалу этот баланс является общим для всех способов сушки. В большинстве случаев этот баланс составляет для определения количества влаги которое необходимо удалить в процессе сушки для составления баланса обозначим.

G1-количество влажного материала поступающего на сушку

G2-количество высушенного материала остающегося после сушки

W-количество влаги удаляемой из материала

Uн- начальная влажность материала

Uк- влажность материала после сушки



Материальный баланс по влаге теплоносителя и материала.

c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\чертеж.jpg

L-количество сухого воздуха

Для графоаналитического расчета теоретической сушилки воспользуемся диаграммой влажного воздуха.

Для расчета необходимо знать 2 параметраc:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\чертеж.jpg

Наружного воздуха поступающего в калорифер φ0 t0.

При пересчете этих параметров находим точку А характеризующую состояние воздуха перед калорифером из точки А проводим вертикаль до пересечения с t1 и получаем точку В которая характеризует состояние воздуха после нагрева в калорифере перед входом в сушилку. Вертикальный отрезок АВ изображает процесс нагрева воздуха в калорифере проходящий при х01. Из точки В проводим линию I1=cоnst которая изображает адиабатный процесс изменения состояния воздуха в сушилке. Кроме величин X1 φ1 t1 для расчета должен быть задан один из параметров воздуха на выходе из сушилки обычно это t2 или φ2.


Двигаясь по линии I1=cоnst до пересечения с линией φ2 или t2 находим точку С выражающую состояние воздуха на выходе из сушилки таким образом ломаная АВС графически изображает процесс сушки т.е изменения состояния воздуха теоретической сушилки работающей по основной схеме.
7. Методика расчета конвективной сушки (сушилки?)
Конвективная сушка находит большое распространение при сушке сырья промежуточных и конечных продуктов. По диаграмме I-x (I-d); х – влагосодержание [кг/кг] осуществляется расчет конвективной сушилки. В промышленности строительных материалов сушка осуществляется дымовыми газами, но т.к. физические свойства дымовых газов и воздуха очень близки и отличаются лишь количеств, то для расчетов так же осуществляется диаграммой I-x. Параметры:


  • Относительная влажность (степень насыщения воздуха влагой) φ – отношение водяного пара в м3 влажного воздуха при данном давлении и температуре к максимально возможной массе водяного пара при тех же условиях



Относительная влажность φ является одним из важнейших показателей воздуха, как сушильного агента, показывая способность насыщаться парами влаги.

  • Влагосодержание воздуха – количество водяного пара [кг],содержащегося во влажном воздухе и приходящегося на 1 кг абсолютно сухого воздуха



  • Влажный воздух, дымовые газы, как тепловой агент характеризуются энтальпией (теплосодержанием), равной сумме энтальпий сухого воздуха и водяного пара.





r – теплота парообразования

+ можно еще и нарисовать диаграмму I-x (Рамзина)

11. Классификация сушильных установок


По принципу сушки׃

-конвективные

-контактные

-радиационные

-высокочастотные

По режиму работы׃

Период/непрерывн.

По давлению׃

-атм\вакуум

По способу нагрева׃

-газ,пар,электро

По взаим движ теплоносителя и материала׃

-с неподвижным слоем материала

- прямоток

-противоток

-с продувкой теплоносителя через слой просуш. материала

-с циркуляцией и без циркуляции.

По технол. назначению сушилки для׃

глины,песка,угля,изделий тонкой керамики и т.д.

По конструктивному признаку׃

-камерные

-тунельные

-барабан

-пневматич. Трубы-сушилки

-кипящего слоя

-вибро-кипящего слоя

-аэрофонтаные

-распылит

-радиацион. И радиацион.-конвеерн.

-контактная

-сушилки твч

-вальцевые

-ленточные,ленточно-петлевые

-сушильно-размольные машины

Требования к сушилкам

1 сушилка должна обеспечивать максим. Скорость сушки при соблюдении его высокого качества,миним. Расход топлива и электричества на 1 кг испаряемой влаги

2 равномерность сушки по всему объему сушки

3 должна обладать возможно большей напряженностью объемов по влаге

4 легкостью регулирования парметров теплообмена

5 должна быть оборудована мех-ми для загрузки \выгрузки и перемещения материалов

6 должна быть оснащена приборами теплов. Контроля и автоматикой.

Главное требование׃ равномерность распределения изделий по всему объему сушилки.

13. Барабанные сушилки. Назначение, устройство и принцип работы.

Применяются для сушки сыпучих материалов и кусковых до 40 мм. Эти сушилки непрерывного действия. Корпус выполнен в виде сварного цилиндра с двумя бандажами. Барабан установлен под углом 6 градусов. Скорость вращения 1-8 об/мин.Барабан приводится во вращение от двигателя, редуктора, подвенцовой и венцовой шестерни. Данная сушилка может работать по прямоточной и противоточной схеме. В качестве теплоносителя используют дымовые газы, реже нагретый воздух. Температура газов недолжна превышать 600-700 градусов, иначе будут возникать температурные диформации. Скорость теплоносителя не более 3 м/с иначе будет унос материала. Внутри барабана делают разные насадки: спиральная, ячеисто-секторная, лопасная или навес из цепей.


1-барабан, 2-венцовое колесо, 3-подвенцовое колесо, 4-редектор, 5-двигатель, 6-бандаж, 7-ролик, 8-бункер исходного материала, 9-питатель, 10-транспортер, 11-течка, 12-разгрузочная камера, 13-циклон, 14-дымосос, 15-топка, 16-горелка, 17-вентилятор, 18-окна для подачи воздуха га разбавление.
16. Устройство для уплотнения концов барабана.

Уплотнения концов барабана – очень важный узел, т.к при плохом уплотнении если сушилка работает под избыточным давлением, то дымовые газы будут поступать в помещение где она находится.

Уплотнение с помощью прорезиновой ленты



Лабиринтное уплотнение



Торцевые уплотнения

1 – стенки топки; 2 – стенка барабана; 3 – граф кольцо; 4 – стальное кольцо; 5 – опорное стальное кольцо; 6 – шпилька; 7 – пружина; 8 – уплотнительное кольцо из мягкого материала; 9 – шнуровой асбест; 10 – сифон.

В тех случаях, когда барабан работает под высоким давлением применяют надув.


Уплотнение с помощью магнитной жидкости



17. Туннельные сушилки. Устройство, принцип работы и назначение.

Применяются для сушки стеновых материалов при массовом поточном производстве. Она непрерывного действия Эти сушилки отличаются от камерных тем, что в них соединённые друг с другом вагонетки медленно перемещаются на рельсах вдоль очень длинной камеры прямоугольного сечения (коридора). Длинна доходит до 60 метров. Ширина- 1,2-1,6 высота 1,6-1,8. Если вагонетки с одной стороны удаляются то с другой поступают новые.

ins2

1 — камера; 2 — вагонетки; 3 — вентиляторы; 4— калориферы
На входе и выходе коридор имеет герметичные двери, которые одновременно периодически открываются для загрузки и выгрузки материала: вагонетка с высушенным материалом удаляется из камеры, а с противоположного конца в нее поступает новая вагонетка с влажным материалом.

Перемещение вагонеток производится с помощью троса и механической лебедки. Сушильный агент движется прямотоком или противотоком к высушиваемому материалу.

Туннельные сушилки обычно работают с частичной рециркуляцией сушильного агента и они используются для больших количеств штучных материалов, например керамических изделий. По интенсивности сушки туннельные сушилки мало отличаются от камерных. Туннельным сушилкам присущи основные недостатки ─ неравномерность сушки вследствие расслоения нагретого и холодного воздуха. Для более равномерной сушки повышают скорость сушильного агента, но вследствие этого приходиться увеличивать длину коридора, чтобы время пребывания материала в сушилке было достаточным.

На большинстве осущ. частичная рециркуляция теплоносителя, что увеличивает скорость газов сушки, его турбулизацию и соответственно интенсификацию процесса сушки


В последнее время широкое применение получили сушилки с подачей теплоносителя через инжекторы. Свежий теплоноситель инжектирует до 85-90% отработанных газов и снова возращает в сушилку. Время сушки в туннельных сушилках составляет от 24 до 50-ти часов.
18. Пневматическая труба-сушилка. Аэрофонтанная сушилка. Область применения, недостатки и достоинства.

Сушилка данного типа применяется для сушки песка, гранулированного доменного шлака, предварительной подсушки влажного угля и т.д. Эта сушилка представляет собой вертикальную трубу, в которой в течении 1-3 секунд материал сушится во взвешенном состоянии по прямоточной схеме. Недостатки: малое время пребывания материала в зоне сушки; большой абразивный износ.

1

1-труба сушилка; 2-бункер исх. Материала; 3-питатель; 4-топка; 5-вентилятор; 6-патрубок для подачи воздуха на разбавление; 7-циклон; 8-бункер высушенного материала; 9-дымосос, что ли.

Аэрофонтаная. Применяется для сушки в течении 3 – 5 минут сыпучего и не слипающегося материала. Конструкция рабочего пространства сушилки имеет коническо- цилиндрическую форму при одно- двух и трех ступенчатом исполнении. При работе по схеме прямотока, аэрофонтаные сушилки аналогичны пневматическим и единственным отличием является более длительное время сушки.

sdc11396
19. Распылительные сушилки. Назначение устройство и принцип работы. Распылительные устройства сушилок.

В ПСМ применяются для обезвоживания во взвешенном состоянии под воздействием высоких температур газов керамических суспензий с порошка шликера с низкой влажностью ( не более 8 % ), который далее поступает на прессование керамической плитки или на прессование кирпича. Применяются в химической и пищевой промышленности ( сухое молоко )


Сушка в них состоит из 3 этапов: 1) Распыление исходной суспензии 2) Смешение капель распыла с теплоносителем 3) Испарение влаги из капель высушиваемого материала с выпадением из газового потока зерен сухого материала в нижнюю часть сушильной камеры.

Р.с. представляют собой вертикал. полую башню. Распыление осуществляется при помощи механич. центробеж. форсунок или быстровращающихся дисков.

Корпус сушилки делается из нержавеющей стали, а для придания жесткости используют прокат ( уголок швелер). Давление суспензии перед форсунками 1,2—2 МПа, во избежании быстрого износа внутр. деталей форсунок их изготавливают из карбидов кремния, бора, вольфрама.
1 – башня 2 – распределитель газового потока 3 – топка 4 – вентилятор 5 – горелка 6 – коллектор суспензии 7 – форсунки 8 – ячейковый питатель 9 – ленточный конвейер



20. Сушилка кипящего и виброкииящего слоя. Недостатки и достоинства.

Эти сушилки имеют подовые решетки и обеспечивается продолжительность сушки 10 минут. В этих сушилках отдельные частицы материала высушиваются более равномерна.

Большинство- одноступенчатые, но есть и 2-х. В многоступенчатых сушилках влажный материал подается на верхнюю решетку а выгружается снизу. Удельная производительность выше чем пневмо- и аэро, однако энергозатраты выше ,т.к. необходимо поддерживать устойчивый. В многоступенчатых сушилках газы подаются под каждую решетку отдельно и отводиться с каждой ступенью. При хорошей герметизации корпуса сушильные газы последовательно могут последовательно продуваться в один поток через все решетки.

Решетки устанавливаются под углом в сторону выгрузки материала 2-3о, d отверстий 1-2 мм, живое сечение отверстий 2-5%.

«+»- высокая производительность из-за высокой интенсивности сушки

«-» - 1.при кипении происходит истирание материала с образованием мелкой пыли. 2. Если по размеру частицы материала будут очень неоднородные, то нарушается режим кипения


Для равномерного распределения газа по сечения аппарата устанавл. Дополнительные решетки. Для разрушения застойных зон в кипящем слое устанавливаются тихоходные лопастные мешалки.

16.jpg
Виброкипящий слой.

Процесс сушки протекает более интенсивнее и псевдожижение происходит при более низких скоростях газ фазы, что снижает пыле унос с рабочей зоны. Более устойчивые к сушке разных размеров частиц.

15.jpg

23. Камерные сушилки. Назначение, устройство и принцип работы.

В этих сушилках процесс сушки осуществляется циклично загрузка и выгрузка материала периодическая. Могут работать как на дымовых газах, так и на перегретом воздухе. В процессе стройки одну камеру нестроят, а строя целый блок камер.

В камерах размещается 3-4тыс кирпичей. Кирпичи укладываются на решетки которые устанавливаются на спец. Выступы боковой стенки сушилки.

Сушка осуществляется за счет подачи горячего воздуха или газа через центральный канал, размещенный в поде сушилки. Отвод отработанных газов или воздуха из сушилки осуществляется через 2 боковых канала размещенных в поде сушилки. Скорость газа в живом сечении кирпича 2,5-4 м/с. Время сушке 40ч. Температура газов на входе в сушилку 120-1500С, на выходе 40-600С.

c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\чертеж2.jpg

1 Корпус с изоляцией

2 Выступы в стенках

3 Решетки для укладки кирпича

4 Высушиваемые изделия

5 Канал подачи горячего теплоносителя

6 Каналы для отвода отработанного теплоносителя

7 Решетки