Глава 41.3 Высота сушильной камеры

На рис. 7-14, в дана схема сушилки с противоточным дви­жением фаз, когда сушильный агент движется снизу вверх, а диспергированный материал — сверху вниз. Такое движение по­токов достигается при условии достаточно грубого распыла, обеспечивающего получение частиц, скорость витания которых превышает скорость газа. Противоток применяют для доста­точно термостойких продуктов, когда требуется увеличить насыпную плотность порошка или совместить сушку и прокал­ку продукта, а также при необходимости глубокой сушки ма­териалов с трудноудаляемой влагой. В частности, этот метод широко используют при сушке детергентов (моющих средств).

Известны сушильные камеры, в которых возможно не толь­ко встречное движение взаимодействующих фаз, но и движе­ние, направленное в одну сторону (рис. 7-14, г), — восходящий прямоток [Ю9]. После распыления материала происходит фракционирование частиц в восходящем потоке сушильного агента, причем мелкие частицы увлекаются вверх и удаляются из камеры вместе с отработанным теплоносителем, а крупные оседают на дно камеры. Частицы средних размеров перемеща­ются сначала вниз, а после высыхания — вверх. Частицы, осе­дающие на дно камеры, попадают в зону высоких температур и подвергаются тепловому воздействию, как и в противоточных камерах. Частицы, движение которых направлено снизу вверх, находятся в более благоприятных температурных условиях до­статочно охладившегося сушильного агента. Скорость подьема крупных частиц меньше, а время пребывания их в камере боль­ше времени пребывания мелких частиц. В результате этого все частицы подвергаются приблизительно одинаковому тепловому воздействию со стороны сушильного агента.

Высота сушильной камеры в данном случае определяется суммой высот противоточной зоны сушки крупных фракций ма­териала (ниже распылителя) и прямоточной зоны сушки мел­ких фракций (выше распылителя). Уровень расположения рас­пылителя в камере зависит от соотношения скоростей движе­ния сушильного агента и осаждения самых крупных частиц. При увеличении производительности камеры, достигаемом при­менением более тонкого распыления, распылитель необходимо устанавливать ниже. Тогда высота прямоточной зоны увеличи­вается, а противоточной — уменьшается. Наконец, когда ско­рость сушильного агента настолько велика, что весь высуши­ваемый материал выносится вверх, распылитель должен быть установлен в нижней части камеры, вблизи ввода сушильного агента. В таких камерах создается приблизительно одинаковая степень теплового воздействия сушильного агента на частицы разного диаметра. Таким образом, описанная конструкция сушилки обеспечивает широкие возможности при сушке термо­чувствительных продуктов.

Конструкция сушилки, показанная на рис. 7-14,(3, характе­ризуется тем, что движение распыленного материала осущест­вляется фонтанообразно навстречу подаваемому сверху сушиль­ному агенту. При этом объем сушильной камеры используется как бы дважды: при движении материала вверх (противоток) и при движении его вниз (прямоток). Таким образом, камеры данного типа обеспечивают максимальное время пребывания материала в зоне сушки и высокие напряжения по испаряемой влаге. Вследствие сепарации частиц разного размера мелкие частицы проходят меньший путь и быстрее покидают зону суш­ки. Тем самым достигается равномерная и интенсивная сушка материала, что особенно важно для термочувствительных про­дуктов. Конструкции сушилок (рис. 7-14, г, 'д) широко применя­ют также для сушки керамических суспензий, каолина и дру­гих подобных материалов.

Сушилки с центробежными дисковыми распылителями (рис. 7-14, е—и) работают, как правило, по прямоточной схеме. Применение дискового распыления обусловливает большой ди­аметр сушильной камеры и, как следствие, — невысокую ско­рость газа по сечению камеры. При этом способ ввода и рас­пределения сушильного агента в камере существенно влияет на процесс сушки дисперсного материала.

Специфика процесса в данном случае заключается в созда­нии интенсивных радиальных потоков газа от диска к стенкам камеры и от стенок к диску, что объясняется вентиляционным эффектом последнего. В плоскости факела возникает разре­жение, вызывающее подсосы и циркуляцию газа как из зоны над факелом, так и из нижней зоны. Если диск расположен вблизи потолка камеры, то при недостаточном подводе сушиль­ного агента в зону между потолком и факелом в ней создается разрежение, вызывающее искривление траектории полета капель и частиц и отложение материала на потолке камеры.

Наиболее благоприятные условия возникают при подводе газа к корню факела распыла, так как при этом максимально используется горизонтальный участок полета капель с большой скоростью, сокращается диаметр факела и обеспечивается по­дача газа к диску для компенсации эффекта самовентиляции. Такая схема газоввода является наиболее распространенной. При сушке термочувствительных продуктов газ подводят к ниж­ней стороне факела распыла (рис. 7-14, з) или же охлаждают потолок, подавая в специальную полость в нем холодный воз­дух или воду.

Как при верхнем, так и при нижнем способе подвода газа поток его закручивается распределительными лопатками. На­правление закручивания должно совпадать с направлением вращения диска; в противном случае факел распыла имеет не­благоприятную форму вследствие резкого отклонения траекто­рии капель от горизонтальной плоскости вверх или вниз.