Глава 01. Сушка в кипящем слое с использованием топочных газов

В настоящее время аппараты со взвешенным слоем широко используются для интенсификации процессов сушки и обжига, связанных с получением мелкозернистых продуктов. Интенсификация перечисленных процессов обуславливается тем, что мелкозернистый материал, приведённый во взвешенное состояние, приобретает свойства текучести, в результате чего ускоряются явления переноса энергии и вещества внутри самих частиц и в окружающей их среде.

В качестве сушильного агента при сушке во взвешенном слое применяют: нагретый воздух, топочные газы или смеси последних с воздухом.

Сушильный агент до заданной температуры нагревается в топках, в которых сжигается газообразное (природный, коксовый, доменный газ) или жидкое топливо (мазут, соляровое масло и т.п.).

Рассмотрим основные гидродинамические характеристики и схемы аппаратов кипящего слоя с использованием топочных газов.

1.1. Основные гидродинамические характеристики кипящего слоя

К основным гидродинамическим характеристикам кипящего слоя следует отнести: сопротивление кипящего слоя, скорости начала псевдоожижения и уноса (витания), порозность и высоту псевдоожиженных систем.

1.1.1. Скорость начала псевдоожижения

Взаимосвязь между критической скоростью газа и размером частиц твердого материала определяет конструктивные размеры аппарата, его производительность и другие показатели технологического процесса.

Для слоев, состоящих из зерен, форма которых близка к шарообразной, средняя порозность может быть принята равнойВ этом случае скорость

начала псевдоожижения W₁ можно определить по формуле:

где Аr - критерий Архимеда, Re_кр1 - критерий Рейнольдса, соответствующий началу псевдоожижения частиц.

При расчете скорости начала псевдоожижения с помощью этого уравнения вычисляется значение критерия Архимеда по выражениюзатем находят величину Re_кр1и по ней рассчитывают величину W₁:

Уравнение (1.2) позволяет достаточно точно определить критическую скорость W₁ при однородном псевдоожижении слоя частиц. При неоднородном псевдоожижении твердого материала газами уравнение (1.2) дает погрешность ± 30%.