Глава 38. Сушка в замкнутом цикле газа и в среде перегретого пара

Сушку дисперсных материалов с использованием частично или полностью замкнутого цикла газа так же, как и в среде пере­гретых паров воды или растворителей, применяют для решения как чисто технологических задач (например, возврат раствори­телей в производство, избежание окисления продукта кислоро­дом воздуха и т. п.), так и вопросов безопасности, безотходно- сти, энергосбережения и экологической чистоты сушильных ус­тановок.

Частичную рециркуляцию сушильного агента осуществляют при необходимости регулирования влажности газа, вступающе­го в контакт с высушиваемым материалом, и для максимально­го использования потенциала сушильного газа (согласно прин­ципу энергосбережения) при сушке трудносохнущих мате­риалов, когда газ не успевает насытиться влагой за один цикл контакта. В случае применения газа в качестве подогревателя топки этот способ может обеспечить самоинертизацию сушиль­ного агента, т. е. существенное снижение содержания в нем кис­лорода. Самоинертизация достигается рециркуляцией топочных газов при относительно малом количестве выбросов в выхлоп­ную трубу и замене их эквивалентным количеством свежего воздуха, добавляемого в топку. Во многих случаях снижение содержания кислорода в сушильном агенте позволяет повысить его температуру без ущерба качеству продукта.

Преимущества подобной схемы анализируются в работе Но- дена [190] на примере пневматической трубы-сушилки (рис. 6-34). Сравнение работы сушилок по  схемам с частично замкнутым циклом и с полным выбросом сушильного агента при одинаковой производительности свидетельствует о более высокой эффективности первой схемы: ее термический к.п.д. возрастает от 62,4 до 87,9%.

В третьей главе рассмот­рен процесс сушки с замкну­тым циклом сушильного агента по двум схемам кон­денсации испарившейся влаги: в конденсатореповерхностного типа и конденсаторе смешения. По первой схеме, например, осу­ществлена сушка флотоконцентрата сланца и аминоэнантной кислоты [118]. Для сушки полимерных материалов следует от­метить систему «Рурхимия» для полиолефинов производитель­ностью до 6000 кг/ч [186]. Этот вариант конденсации был ис­следован нами при сушке сополимеров винилхлорида и акри- латов на экспериментальной установке с замкнутым циклом газа, схема которой представлена на рис. 6-35.

В качестве сушильного аппарата 1 использована комбини­рованная спирально-вихревая сушилка (КСВ) — аппарат безу­носного типа [108], что позволило исключить из схемы циклон. Для тонкой очистки отработанного сушильного агента установ­лен рукавный фильтр 4. Чтобы обеспечить возможность сушки комкующихся и липких материалов, между дозатором 13 и сме­сителем-инжектором 12 установлен подсушиватель-дезагрега- тор 14, снабженный мешалкой и скребком.

 В качестве объектов сушки использованы сополимеры винил- хлорида с метилакрилатом (МА-20, МА-50), винилиденхлори- дом (ВХВД-40), акрилонитрилом (СХН-60), метилметакрилата с метакриловой кислотой (М-14) и бутилметакрилатом (М-40БМ, ПБМА) с частицами средним эквивалентным диаметром от 25 до 300 мкм, содержащие мелкие фракции (3—10 мкм). Цель опытов заключа­лась в оценке эффек­тивности кожухотруб- чатого теплообменника в качестве конденсато­ра паров влаги и на­дежности систем пыле­улавливания.

Практически во всех опытах была достигнута заданная ко­нечная влажность продукта: конденсация паров влаги в конден­саторе поверхностного типа достаточно эффективна для нор­мальной работы установки. Замеры запыленности циркулирую­щего сушильного агента показали, что после фильтра концент­рация пыли в газе составила от 0,3 до 75, а после конденсато­ра от 0—0,3 мг/м³. Таким образом, значительная часть пыли улавливается пленкой конденсата, стекающего по поверхности трубок конденсатора. Эффективность очистки газа составила 99,99—100%, что вполне достаточно для обеспечения сушки по­лимерных материалов без загрязнения готового продукта под- гарами.

Сушку с замкнутым циклом газа по схеме с конденсатором смешения применяют при получении полиэтилена, полипропи­лена и других полимерных материалов [88, 124, 188]. Для от­работки технологии сушки ПВХ и сополимеров винилхлорида и акрилатов, содержащих остаточные мономеры, нами была при­менена схема установки на базе сушилки КСВ, скруббера, играющего роль конденсатора и пылеуловителя, и конденсаци- онно-адсорбционной системы улавливания мономеров. Функции пылеуловителя и конденсатора с достаточно высокой эффектив­ностью совмещал водокольцевой компрессор ВК.-3, примененный в качестве газодувки.