Глава 01. Предисловие

Многие продукты химической промышленности обрабатывают­ся в диспергированном или растворенном виде в какой-либо жидкой среде: в воде, органическом растворителе или разбави­теле. Для получения сухих дисперсных продуктов применяют, главным образом, конвективную сушку во взвешенном состоя­нии, когда газ является не только теплоносителем, но и транс­портирующим агентом. Сушилки со взвешенным слоем дисперс­ного материала составляют значительную часть аппаратов хи­мической технологии. К ним относятся сушилки с кипящим слоем, пневматические, распылительные, аэрофонтанные, вих­ревые. Для трудносохнущих материалов находят применение аппараты со стационарным слоем материала, такие как лен­точные и шахтные сушилки, а также сушилки с полувзвешенным слоем материала—барабанные. Контактные сушилки находят ограниченное применение для сушки дисперсных материалов, поэтому кондуктивная сушка в предлагаемой книге не рассмат­ривается.

Развитие химической промышленности характеризуется со­зданием как крупнотоннажных, так и малотоннажных произ­водств с широким ассортиментом продукции. В первом случае большое значение имеет точность расчетов при проектировании сушилок большой единичной мощности. Во втором — необходи­мость унификации и нормализации сушилок известных типов требует точной оценки эффективности их работы при сушке но­вых продуктов.

Точные расчеты процессов и аппаратов сушки возможны только на основе знания свойств высушиваемых материалов как объектов сушки, кинетических характеристик процесса сушки, законов термодинамики и гидродинамики в приложении к системам газ — твердое тело. В теории сушки рассматрива­ются и решаются обычно две задачи — внутренняя и внешняя. В предлагаемой книге авторами сохранен этот традиционный подход. Для материалов с большим внутридиффузионным со­противлением даются решения кинетики и динамики внутрен­него тепло- и массопереноса, а для материалов с малым внут­ридиффузионным сопротивлением разработана единая процеду­ра расчета на основе решения внешней задачи тепло- и массо- обмена с учетом сорбционных свойств и энергии связи влаги с материалом.

Определение движущей силы процесса конвективной сушки основывается на использовании уравнений И диаграммы со­стояния влажного газа в потоке сушильного агента и на по­верхности высушиваемого материала; приводятся рекомендации по учету влияния перемешивания потоков газа и дисперсного материала на истинную величину движущей силы процесса сушки. Гидродинамика потоков газовзвесей дисперсных мате­риалов описывается исходя из принципов общего подхода к ее расчету с использованием универсальной зависимости гидроди­намического сопротивления с учетом влияния формы частиц и стесненности потока.

В заключительной части теоретических глав дана общая схема расчета процесса конвективной сушки, которая может быть полезна при составлении алгоритма расчета сушильного аппарата или оценке эффективности его работы.

В книге по возможности отражен современный уровень зна­ний о теории, технике и технологии сушки дисперсных материа­лов с учетом актуальных проблем: качества вырабатываемой химической промышленностью продукции, сбережения энерге­тических и материальных ресурсов, защиты окружающей среды от загрязнений. В связи с этим представлялось целесообразным расширить материал по технологии сушки и представить его в отдельной главе.

Аппаратурно-технологическое оформление процессов сушки описано, исходя из комплекса требований, предъявляемых к ин­тенсификации, экономической эффективности и безопасности производства, а также к охране окружающей среды. Проанали­зированы тенденции развития сушильной техники с учетом этих требований. Кроме того, рассмотрены особенности расчета су­шилок для дисперсных материалов основных типов, приведены примеры расчета рассмотренных сушилок.