Глава 45. Сушка растворов в струйных установках

Использование высококалорийного жидкого или газообраз­ного топлива и применение топок, работающих под давлением, позволяет осуществить новый способ сушки растворов — в струй­ных установках. Он состоит в том, что жидкие материалы диспергируются непосредственно сушильным агентом при высокой начальной температуре (до 1500° С). Для распыления используют специальные устройства (например, показанное на рис. V-50).

На рис. VI1-10 дана схема струйной сушилки. Топочные газы при температуре 300—1500° С из топки 2, работающей под давлением, поступают в распылитель 4, установленный в нижней части камеры 5. Раствор из емкости насосом-дозатором 3 подают на распыление. Скорость газов в узком сечении распылителя составляет 100—150 м/сек, но при соответствующем давлении может быть и выше критической (скорости звука). Факел распыла направлен снизу вверх по центру камеры. Отработанные газы выводятся сверху, поступают на очистку в циклон 6 и дымососом 7 выбрасываются в атмосферу. Продукт выводится из нижней части сушильной камеры.

Такой способ сушки имеет следующие преимущества. Благо­даря хорошему перемешиванию агента сушки и материала можно использовать очень высокие начальные температуры газов, не опасаясь ухудшения качества продукта. За счет высоких относи­тельных скоростей газа и большого потенциала переноса тепла повышается интенсивность сушки. Для получения скорости газов в распылителе 120—150 м/сек достаточно иметь напор вентиля­тора перед топкой 800 мм вод. ст. Тогда при начальной и конеч­ной температурах газов соответственно 700 и 100° С удельный расход газов и электроэнергии на распыление раствора следующий:

М. В. Лыков, Г. Ф. Рыбаль- ченко, М. А. Коротков (НИУИФ) проводили исследование процесса сушки на укрупненной лаборатор­ной струйной установке произво­дительностью 600 кг раствора в час при направлении факела распыла сверху вниз.

По гидродинамическому режи­му сушку в струйном аппарате можно отнести к истечению двух­фазной турбулентной неизотерми­ческой струи в полуограниченное пространство с наличием внутрен­него отрицательного источника тепла (испарение влаги из диспер­гированных частиц). В этом слу­чае соотношения, выведенные Г. И. Абрамовичем для свободных затопленных турбулентных струй, несправедливы. Во-первых, в верх­ней части создается зона пони­женного давления, в результате чего возникают обратные токи газа, как показано на рис. VII-11 а. Поэтому расход газа через поперечное сечение активного факела изменяется не по линейной зависимости от расстояния до сопла, как для свободных струй, а по другому закону; для стесненной струи расход меньше, чем для свободной. Кроме того, из-за обратных токов увеличивается диаметр факела распыла. Во-вторых, диспергиро­вание жидкостей и испарение влаги из капель значительно транс­формируют поля скоростей и температур струи и уменьшают ее дальнобойность. Прн испарении значительно уменьшается удель­ный объем газов.