Глава 43.3 Сушильный тракт

Рассмотренные в гл. 6 основные условия и принципы рацио­нальной технологии сушки нашли отражение при разработке технологии и аппаратурного оформления одноступенчатой суш­ки суспензионного ПВХ и подобных ему продуктов, так как большинство из известных способов сушки этого полимерного материала предусматривает двухступенчатую сушку даже в случае применения псевдоожиженного слоя. Переход на од­ноступенчатую сушку позволяет уменьшить число аппаратов установки, снизить ее металлоемкость, тепловые потери и энер­гозатраты на тяго-дутьевое оборудование. Для решения этой задачи предложена спиральная пневмосушилка конструкции МИХМа и НИИполимеров (рис. 7-26) [149].

Сушильный тракт выполнен в виде плоской бифилярной спирали, расположенной в вертикальной плоскости. Сушильный спиральный канал 1 прямоугольного сечения образован спи­ральными лентами 2 и 3, стенкой 5 и крышкой 6. Спираль­ные листы навиты концентрически так, что образуют в центре плавный S-образный переход 4, а на периферии корпуса — входной и выходной патрубки. Влажный материал, взвешенный в газе, транспортируется от входного патрубка к выходному и высушивается, проходя путь от периферии к центру, а затем от центра к периферии. Изменение кривизны траектории частиц создает условия нестационарности гидродинамического режима и интенсификации тепло- и массообмена при идеальном вытес­нении фаз, т. е. при максимальной движущей силе процесса сушки. Бифилярная навивка канала обеспечивает рекуперацию тепла по длине сушильного канала и снижение тепловых по­терь в окружающую среду. Кроме того, при такой навивке вы­равнивается и существенно увеличивается движущая сила про­цесса по сравнению с движущей силой в сушилках с идеальным вы­теснением фаз других типов.

Действительно, начальные витки канала контактируют с выходными, поэтому заключительная стадия процесса конвективной сушки про­текает в условиях дополнительного подвода тепла через спиральную перегородку. Вследствие перерас­пределения тепла процесс сушки на диаграмме I—X изобра­зится с уменьшением энтальпии сушильного агента в начале процесса и увеличением в конце. Таким образом, движущая сила стремится к сохранению постоянной величины на всем протяжении процесса сушки, и для завершения процесса сушки не требуется подвода свежего теплоносителя или второй сту­пени сушки.

Высокие технико-экономические показатели спиральных су­шилок с бифилярным каналом позволяют получить значитель­ный экономический эффект при их использовании для произ­водства продуктов химической, пищевой, сельскохозяйственной и других отраслей промышленности.

На основе проведенных исследований по сушке ПВХ и со­полимеров ВХ на опытной установке спиральной пневмосушил- ки Дзержинским филиалом  НИИхиммаша разработаны проек­ты сушильных утановок двух типоразмеров производитель­ностью 300 кг/ч для сополимера ВХВД-40 и 3 т/ч для суспен­зионного ПВХ. Опытно-промышленный образец испытан с по­ложительным результатом в Волгоградском ПО «Химпром».

В промышленности освоены спиральные пневмосушилки дан­ного типа как малотоннажные (до 200 кг/ч при сушке хим- реактивов на Московском химическом заводе имени Войкова), так и крупнотоннажные (5 т/ч при сушке отрубей на Ильино- горском комбикормовом заводе). Бифилярное размещение спи­рального канала позволяет сохранять высокую интенсивность процесса при расходе воздуха 30—35 тыс. м³/ч и выше, что обеспечивает применение сушилок данного типа для средне- и крупнотоннажных производств, где они могут дать большой экономический эффект. Гидравлическое сопротивление этих сушилок невелико и составляет 1000—2500 Па при длине спи­рального канала от 10 до 25 м.

Расчет. Так же как и трубные пневмосушилки, спиральные сушилки от­носятся к аппаратам идеального вытеснения; для них справедливы в ос­новном изложенные выше особенности расчета. Однако имеются и разли­чия. Так, гидродинамические параметры рассчитывают по экспериментально полученным зависимостям для коэффициента скольжения фаз. Коэффициенты переноса, как правило, рассчитывают, исходя из экспериментально найден­ных эффективных значений, что связано с неоднородной структурой потоков газовзвесей в закрученном потоке. Для аппаратов спирального типа специ­фичен расчет геометрических размеров, поэтому приведем расчетные соот­ношения. 

Для спиральных каналов с бифилярной навивкой спиралей справедлива следующая зависимость для расчета числа полувитков одной ветви (рис. 7-27):