Глава 15. Энергосбережение при проведении процесса сушки [1,3,6]

Энергосбережение является актуальной проблемой и при проведении процессов сушки. Все методы повышения тепловой экономичности можно разделить на две группы [3]:

1) теплотехнологические (касающиеся сушильной установки в целом);

2)  кинетические (способствующие повышению интенсивности сушки и тем самым влияющие на габариты установки и ее КПД).

В первой группе методов можно выделять:

1)  теплотехнические (выбор тепловой схемы, режимных параметров сушки, режимов работы установки, коэффициентов рециркуляции, управ­ление конечным влагосодержанием сушильного агента и т. д.);

2)  конструктивно-технологические (оптимизация числа зон проме­жуточного подогрева, выбор направления взаимного движения сушильно­го агента и материала, совершенствование систем подвода теплоты, улуч­шение аэродинамической обстановки в сушилке и т. д.).

Вторая группа методов подразделяется на:

1)  методы интенсификации внешнего тепломассообмена (увеличение температурного напора, движущей силы массообмена, коэффициента теп­лоотдачи к сушимому материалу, поверхности тепломассообмена и др.);

2)  методы интенсификации внутреннего тепломассообмена (повы­шение температуры материала, особенно в первом периоде сушки, сниже­ние термодиффузионной составляющей потока массы при ее разнонаправ­ленное™ с диффузионной составляющей, использование внешних полей - электрических, магнитных, звуковых, использование ПАВ, осциллирую­щих режимов подвода теплоты).

Приведенный перечень методов повышения тепловой экономично­сти сушилок не полон, но и он дает представление о большом количестве возможных направлений поиска рациональных и оптимальных вариантов организации процесса сушки.

В соответствии с изложенным интенсификация тепломассопереноса при сушке может быть обеспечена следующими приемами, осуществляе­мыми раздельно или в различных сочетаниях.

Для интенсификации процессов сушки и повышения экономической эффективности работы аппаратов могут быть выбраны следующие пути:

использование более высоких начальных температур теплоносителя в условиях автоматизированных контроля и регулирования температуры. С повышением температуры теплоносителя резко сокращается длитель­ность сушки, в результате материал сохраняет свои качественные показа­тели. При этом уменьшаются удельные расходы топлива и электроэнергии;

использование больших локальных скоростей (сопловая сушка), пульсирующих газовых потоков и вибраций частиц материала, закручен­ных высокоскоростных потоков (вихревая сушка) и т.д.;

применение перегретых паров испаряемой из материала жидкости в качестве теплоносителя (водяные пары, пары органических растворите­лей - тетрахлорид углерода, хлорбензол и т.д.);

изменение свойств окружающей среды, например при использовании вместо воздуха инертных газов, инертных к влаге жидких сред, при осуще­ствлении процесса в разреженной среде или при повышенном давлении (в последнем случае изменяются тепло- и массопереносные свойства среды и может ускоряться удаление влаги из материала);

применение электромагнитных излучений (инфракрасного, высоко­частотного диапазонов), позволяющих резко увеличить поток подводимой к материалу энергии.

Интенсификация внутреннего переноса осуществляется: изменением, если это допустимо технологией, структуры материала перед или при сушке с целью увеличения тепломассопроводности;

введением в объем материала малых добавок, например поверхност- но-активных веществ, что также может оказывать ускоряющее влияние на внутренний перенос;

управлением характером распределения температуры, влагосодер­жания и давления в объеме материала за счет применения различных, час­то изменяющихся во времени способов и параметров энергоподвода к материалу.

Наиболее эффективными в большинстве случаев оказываются ком­бинированные методы интенсификации сушки. Экономия энергии в ре­зультате интенсификации осуществляется, прежде всего, за счет:

сокращения общей длительности процесса и соответственно умень­шения потерь энергии;

локализации подвода энергии и снижения при этом нерационального ее расхода;

снижения расхода сушильного агента и соответственно энергии на его перемещение.