Глава 32. Технологические и технико-экономические аспекты выбора способа сушки

Технология сушки связана, с одной стороны, с совокупностью технических устройств, средств и приемов обработки объекта сушки, обеспечивающих наивыгоднейшие условия осуществле­ния процесса, а с другой стороны, с изменением технологиче­ских и потребительских свойств высушиваемого материала. Многообразие способов сушки и типов сушильных аппаратов позволяет выбрать для любого высушиваемого материала наи­более рациональную технологию сушки, под которой подразу­мевается выполнение двух главных условий: 1) соответствие ки­нетики сушки балансовым условиям; 2) соответствие гидроди­намических и термодинамических условий процесса сушки из­меняющимся состояниям и свойствам высушиваемого мате­риала.

Первое условие означает кинетическое соответствие объекта сушки выбранному типу сушильного аппарата, т. е. время пре­бывания материала в нем должно быть равным или несколько большим времени, требуемого для сушки до заданной влаж­ности.

Выполнение второго условия обеспечивает соответствие па­раметров внешней среды механизму влагопереноса или кине­тическим особенностям процесса сушки, а также исключает возможность порчи продукта на всей протяженности сушильно­го тракта. Например, для первого периода сушки приемлемы высокая температура сушильного агента и активная гидроди­намика системы газ — твердое, в то время как для второго пе­риода сушки более уместна умеренная температура газа и «спо­койная» гидродинамическая обстановка. Кроме выполнения этих условий, при выборе способа сушки и аппаратурного оформления процесса необходимо руководствоваться следую­щими принципами:

минимизация стоимости сушки, т. е. уменьшение затрат энергии, капитальных затрат, расходов на обслуживание и ре­монт;

полная безопасность процесса с соблюдением требований экологии;

обеспечение технологичности процесса, т. е. учет факторов, касающихся, например, организации движения потоков мате­риала и газа в системе, простоты обслуживания и ремонта, а также специфических требований, например, получение про­дукта с заданными дисперсностью, гранулометрическим соста­вом, плотностью и прочностью частиц, получение непылящего продукта.

Одним из основных критериев при выборе способа сушки является стоимость стадии сушки в общей технологической це­почке получения химической продукции. Естественно, предпоч­тение следует отдавать способу, обеспечивающему минималь­ные капитальные и эксплуатационные затраты (энергетические, на обслуживание, амортизацию, ремонт и т. д.), входящие в се­бестоимость сушки.

Минимизация затрат на стадии сушки означает в первую очередь уменьшение энергозатрат и эффективное использование энергии. Это связано, прежде всего, с достижением минимально возможной влажности материала на стадии, предшествующей сушке, с применением максимально возможной температуры сушильного агента и максимальных температурных перепадов в сушилках.

Рис. 6-1 иллюстрирует зависимости производительности одной и той же пневмосушилки от температуры воздуха на вхо­де в аппарат и влагосодержания исходного материала (данные Бендера и Мейера [179]).