Глава 5.3 Принципиальная схема распылительной установки

Температуру капель в процессе их обезвоживания в потоке пара можно варьировать в широких пределах, изменяя давление паровой среды в сушилке. При давлении, меньшем 0,005 H/м², происходит замораживание капли, и процесс ее обезвоживания осуществляется суб­лимацией.

Таким образом, существует принципиальная возможность обезвожи­вания высоковлажных растворов в среде перегретых водяных паров в сушильном аппарате с рециркуляцией теплоносителя. Однако то, что температура высушенного материала и стенок сушильного аппарата, соприкасающихся с паром, должна превышать температуру кипения во­ды, соответствующую поддерживаемому давлению пара, ограничивает область использования этого аппарата. Например, он не пригоден для обработки малотермочувствительных материалов. Существенно умень­шить температуру штериала (см. рис. 3) позволяет только вакуумная распылительная сушилка. Вместо конвективного нагрева в выносном контуре (см. рис. 1,а) можно нагревать водяные пары непосредственно в распылительной камере, где восстанавливается температурный потенциал теплоноси­теля (рис. 4) [3].

 Рис. 4. Принципиальная схема распылительной установки с подводом тепла от стенок камеры:

I - емкость исходного раствора; 2-насос; 3 - распылитель; 4 - электронагреватели; 5 - изоляция; 6 - распылительная камера; 7 - встроенный циклон; 8 - конденсатор; 9 - узел охлаждения продукта; 10 - узел выгрузки.

Расчеты показывают, что аппараты атмосферного давления,выпол­ненные по такой схеме, эффективны, если температура излучателей - более 600К, а эффективная длина пути луча - менее 2 м. При этом интенсивный подвод тепла к каплям (тепловой поток более 20 кВт/м²) обеспечивается как за счет излучения от обогреваемых стенок, так и за счет конвективного теплообмена капель с перегретым водяным паром.

Распылительная установка с паровой форсункой, имеющая рабочую камеру объемом 0,4 м³ и поверхность нагрева 2 м², при мощности электронагревателя 10-15 кВт обеспечивает испарение 10 кг/ч влаги. Причем температурные условия термообработки материала могут регу­лироваться в пределах 420-720К. Эффективность использования тако­го аппарата для обезвоживания мало термочувствительных материалов (керамических суспензий, ряда растворов неорганических солей и т.п.) возрастает, если одновременно с обезвоживанием осуществлять про­цессы термического разложения или плавления.