Глава 1.2 Сушилка кипящего слоя круглого сечения

В настоящее время на Березниковском калийном комбина­те эксплуатируется сушилка кипящего слоя круглого сечения для сушки флотационного хлористого калия с начальной влаж­ностью 4—5%  (конечная влажность 0,1—0,2,%) [17]. Площадь решетки 8 м². Производительность сушилки 100—130т/час. Топка выносная, работает на мазуте с паровой форсункой. Су­шильный агент (продукты сгорания мазута) имеет начальную температуру 650—600 °С, скорость газов (габаритная) — 1,6 м/сек. Подача сырой соли в аппарат производится лопаст­ными забрасывателями, выгрузка сухой соли—секторным пи­тателем. Для высушивания части влажного продукта исполь­зуется физическое тепло сухой соли. Некоторые технико-экономические показатели этой сушилки приведены в таблице. Аналогичная по конструкции сушилка производительностью 12—15 т/час работает также на Калушском калийном комби­нате (см. таблицу).

Исследования по сушке поваренной соли в кипящем слое были проведены ВНЙИП и Харьковским горным институ­том [2]. Эксперименты показали возможность увеличения тем­пературы теплоносителя до 700 °С без изменения качества ма­териала. Технико-экономические данные о работе лаборатор­ной сушильной установки приведены в таблице. При начальной температуре сушильного агента, равной 600—700 °С, темпера­тура высушенной соли на выходе из аппарата была около 125 °С. Поэтому была предложена схема сушки в кипящем слое с использованием тепла сухой соли, т. е. схема сушки с ретуром. Это дает возможность снизить удельный расход тепла. Получающийся готовый продукт имеет влажность 0,1 % и температуру 50—60°С.

На Долинском сользаводе поваренную соль также сушат в однокамерных аппаратах с кипящим слоем. Сушильным аген­том являются продукты сгорания с температурой 550 °С. Га­баритная скорость 1,6—1,7 м/сек [15].

Однокамерная установка кипящего слоя для сушки себа-циновой кислоты с прямоугольным сечением камеры размером 0,6X0,25 м и высотой 1,4 мработает на Нижне-Тагильском за­воде [8]. Для предотвращения зависания влажного материала в загрузочном бункере нижняя часть его свободно подвешена на резиновых амортизаторах и снабжена вибратором. В ка­мере имеется ворошитель для предупреждения образования каналов в слое, что уменьшило унос частиц из аппарата с 50 до 10%. Технико-экономические показатели сушилки приведе­ны в таблице. Исследования проводились также по сушке са­харного песка в кипящем слое [13, 19, 55, 59]. Установка име­ла две зоны: сушки и охлаждения [59]. Производительность ус­тановки 16—18 т/часпри^; =0,4—0,5% и=0,05—0,06%. При работе этой сушилки были обнаружены следующие недо­статки: повышенная температура высушенного материала (до 50 °С), при допускаемой 25—30 °С, значительный расход элек­троэнергии (1,0^:—1.2 кет/кг исп. вл.), неустойчивое кипение при влажностях=0,3—0,5% вследствие склонности частиц сахара, покрытых пленкой насыщенного раствора, к адгезии, а также недопустимое истирание кристаллов. Для улучшения равномерности сушки и уменьшения уноса сушильную камеру выполняют в виде усеченного конуса [16, 18].

В Донецком политехническом институте разработана кон­струкция сушилки для дисперсных материалов с направлен­ным перемещением кипящего слоя [21]. Сушилки такого типа-были построены и внедрены на ряде коксохимических заводов для сушки сульфата аммония. Они представляют собой узкую прямоугольную камеру, расширяющуюся кверху и имеющую в нижней части решетку, сужающуюся по направлению движе­ния кипящего слоя.

Газораспределительная решетка в этой сушилке наклонена под углом 4—6° к горизонту и во избежание застоя материала приводится вместе с бункером в колебательное движение виб­ратором. Удлиненная камера, трапециевидная форма решетки и равномерное распределение материала по всей ширине ре­шетки выравнивают время пребывания отдельных частиц в ап­парате, обеспечивая их более равномерную сушку. Показатели работы такой сушилки приведены в таблице.

Сушилка такого типа оказалась непригодной для слипаю­щихся материалов [47]. Однако она дала удовлетворительные результаты при сушке неслипающихся материалов (например, бикарбоната натрия NaHCO₃) [34].

Для слипающихся материалов сушильная установка ана­логичной конструкции, но с разрыхляющим устройством, ус­тановлена на Запорожском коксохимическом заводе. Про­изводительность сушилки 10 т/час по влажному сульфату аммония.

Для устранения неравномерности сушки кристаллических дисперсных материалов в кипящем слое применяют также многокамерные сушилки [40], секционирование которых может производиться двумя способами [35]:

1)           сочетанием в одном сушильном аппарате нескольких по­следовательно расположенных камер, каждая из которых пред­
ставляет отдельный корпус или ограниченную перегородкамичасть одного корпуса с индивидуальным подводом нагретого
сушильного агента, причем материал проходит поочередно всекамеры;

2)           по методу ступенчатого противотока, т. е. расположени­ем по высоте аппарата нескольких распределительных реше­ток, по которым последовательно в противоположных направ­лениях движутся материал и сушильный агент.

Трехкамерная сушилка с вертикальным расположением ка­мер, разработанная НИИХиммашем, имеет прямоугольное се­чение и предназначена для сушки ряда сыпучих материалов, в том числе и сульфата аммония [39]. Каждая камера представляет собой куб с размером ребра 1 м. В качестве сушильного агента используется нагретый воздух с начальной температу­рой 130—140 °С, подводимый под первую и вторую решетки аппарата; материал, попадая на третью решетку, охлаждает­ся продуваемым холодным воздухом.

Достоинством рассмотренного типа сушилок является рав­номерность сушки, низкая конечная влажность высушенного материала и возможность сушки термолабильных материалов, так как в последние камеры можно подавать нагретый сушиль­ный агент с пониженной температурой. Недостаток этого типа сушилок — малая степень использования тепла сушильного агента по сравнению со ступенчато-противоточными сушилка­ми, которые также нашли применение для сушки ряда кристаллических материалов, в том числе для поваренной соли [68].

Пневматические сушилки (трубы-сушилки) применяются для обезвоживания целого ряда дисперсных материалов. Сво­им распространением они обязаны присущим им достоинст­вам: незначительному времени высушивания материала, ис­числяющемуся секундами, малой металлоемкости, сочетанию процессов сушки и транспорта, простоте конструкции, надеж­ности в эксплуатации, небольшим капитальным затратам, воз­можности полной автоматизации сушильного процесса.

В трубах-сушилках сушат разнообразные сыпучие матери­алы: зерно [29], торф [28, 54], кристаллические материалы [30, 60, 71], полимеры [12, 45], кормовые травы [36] и др.

Одной из первых пневматических сушилок для кристалли­ческих дисперсных материалов была труба-сушилка, внедрен­ная на шахте «Величка» в Польше и успешно заменившая ба­рабанные сушилки, применявшиеся ранее для сушки пищевой поваренной соли [76]. Однако она имела неоправданно боль­шую высоту рабочей части и низкую начальную температуру теплоносителя, что отразилось на технико-экономических по­казателях. Некоторые данные о работе этой сушилки приве­дены в таблице.

В сушильно-термической лаборатории Института тепло- и массообмена АН БССР на установке высотой 8,7 м  и диамет­ром 0,05 м  исследовался процесс сушки хлористого калия (КС1) во взвешенном состоянии [30]. В качестве сушильного агента использовались дымовые газы. При этом начальная температура газов изменялась от 200 до 500°С, начальная влажность материала — от 5 до 9%, скорость газов — от 15 до 35 м/сек. Следует отметить, что при сушке хлористого калия, полученного методом флотационного обогащения, в трубе-су­шилке частицы сохраняли тонкую пленку аминов жирного ря­да, которая в значительной степени предохраняет материал от слеживаемости.