Глава 49. Выбор рационального типа аппарата и режива сушки полиэтилена низкого давления

Необходимо выбрать режим сушки полиэтилена низкого давления от бензина и рациональный тип сушильного аппарата.

Исходные данные. Полиэтилен низкого давления на ванадиевом катали­заторе — белый сыпучий порошок, частицы которого представляют собой агломераты зерен различной формы, в зависимости от количества зерен и плот­ности их упаковки изменяется размер частиц. От плотности упаковки зави­сит насыпная плотность материала. Полиэтилен имеет начальное содержание бензина 50—68%; требуемое остаточное содержание 0,2%; эквивалентный диаметр части 0,176 мм; насыпная масса 180 г/дм³; угол естественного от­коса 35°; температура плавления 120—125 °С; требуемая производительность сушилки по сухому продукту 5 т/ч.

Экспериментальные данные. На рис. 7.6 представлены зависимости коэф­фициентов тепло- и температуропроводности полиэтилена низкого давления от содержания в нем бензина. Отсюда можно сделать вывод, что теплопро­водность абсолютно сухого образца полиэтилена составляет 0,06 Вт/(м-К), температуропроводность 1,8-10~⁷ м²/с, теплоемкость 2,2 кДж/(кг-К). Значе­ния тепловых характеристик пористых частиц полиэтилена, рассчитанные в соответствии с методикой, изложенной в гл. 2, по экспериментально опреде­ленным значениям эквивалентных тепловых характеристик насыпного слоя материала, представлены в табл. 7.3.

Изотермы сорбции и десорбции паров бензина полиэтиленом низкого давления (рис. 7.7) имеют обратимый характер. Обратимые изотермы имеют либо непористые материалы, либо материалы, характеризуемые ультрамикро­пористой структурой. Поэтому для выяснения структуры полиэтилена низ­кого давления были сняты изотермы сорбции и десорбции паров воды ука­занным полимером. Размеры молекул воды значительно меньше, чем разме­ры молекул бензина, поэтому если исследуемый материал имеет тонкопори­стую структуру, то при адсорбции воды можно обнаружить капиллярно-конденсационный гистерезис, если же он представляет собой непористый мате­риал, то в случае адсорбции молекул воды изотермы будут иметь обрати­мый характер. Изотермы сорбции и десорбции паров воды полиэтиленом низкого давления при 22 °С показаны на рис. 2.9. Из этого рисунка видно, что . обе ветви изотерм образуют капиллярно-конденсационный гистерезис же при низких значениях относительных давлений паров воды, свидетельст­вуя о тонкопористой структуре этого полимера. Кривые распределения объе­мов пор по диаметру для полиэтилена низкого давления, рассчитанные по изотерме десорбции паров воды,- представлены на рис. 7.8. Из него следует, что полиэтилен низкого давления имеет неоднороднопорнстую структуру с преобладанием пор диаметром 1,5—2 нм, которые являются ультрамикропо- рами по отношению к молекулам бензина, и незначительным объемом круп­ных пор диаметром более 10 нм.