Глава 17. Сушка в среде перегретого пара

Использование перегретого пара растворителя или разбавителя высушиваемого материала в качестве агента конвективной суш­ки позволяет повысить энергетический к. п. д. процесса, что обу­словлено возможностью энергетического использования вторич­ного пара и сохранения основного пара в контуре циркуляции.

Имеется ряд других достоинств применения в качестве су­шильного агента перегретых паров жидкой фазы материалов в технологии сушки. Так, перегретый водяной пар дает возмож­ность существенно интенсифицировать процесс сушки, умень­шить опасность воспламенения при сушке пожароопасных ма­териалов, улучшить качественные показатели высушенного про­дукта [30, 87].

Рассмотрим материальный и тепловой балансы паровой су­шилки со сквозным потоком паровзвеси дисперсного материала при бесконечно  малом переходе из какого-либо состояния се­чения А₁ к текущему состоянию Л (рис. 3-14). Очевидно, что приращение массы паровой фазы будет точно соответствовать количеству испарившейся влаги, т. е.

Уравнения (3-66) и (3-68) включают в себя четыре перемен­ные, из них три независимых. Задача имеет сравнительно про­стое и достаточно строгое решение для материалов с малым внутридиффузионным сопротивлением (ЕН_Д<0,1), если учиты­вать исходный и присоединенный (вторичный) пар раздельно, а процесс превращения связанной влаги в свободный пар рас­сматривать как обратимый для изолированной системы.

Введем понятие относительной  массы испарившейся жидко­сти. На 1 кг исходного пара при переходе из состояния А\ в состояние А из материала испарится влага в количестве 

а концентрацию пара для любого состояния в сушилке можно  рассчитать по температуре и давлению, так как сухой перегре­тый пар при умеренных условиях подчиняется законам идеаль­ного газа, т. е.

В обратимых процессах энергия, необходимая для превра­щения 1 кг связанной влаги в 1 кг свободного пара при посто­янной температуре, соответствует скрытой теплоте десорбции [91]

Рассмотрение процесса для 1 кг перегретого пара, вступаю­щего в контакт с влажным материалом при постоянной темпе­ратуре последнего, приводит к выражению равновесной энталь­пии [91]

Уравнение (3-74) выражает тангенс угла наклона прямой линии в координатах энтальпия — относительная масса испа­рившейся жидкости (/—у). Оно аналогично уравнению  равно­весных энтальпий для случая использования в качестве су­шильного агента неконденсирующегося газа-носителя. Это об­стоятельство дает основание построить диаграмму /—у (пол­ный аналог диаграммы влажного газа) для графической интер­претации процессов сушки в среде перегретого пара. Относи­тельная масса вторичного пара у является аналогом влагосо­держания X неконденсирующегося газа.