Глава 48.3 Рециркуляция агента сушки (конвективная сушка)

Рециркуляция отработанных газов используется для умень­шения расхода тепла, повышения влажности среды, снижения концентрации кислорода в теплоносителе, повышения скоростей газов в сушилке и т. д. Повышение влажности среды иногда не­обходимо для того, чтобы не происходило интенсивной сушки в периоды, когда могут возникнуть критические внутренние напряжения в материале, приводящие к образованию в нем тре­щин. При большей влажности агента сушки можно повышать температуру газов, не опасаясь локального перегрева материала. При повышенной температуре материала значительно увеличи­вается коэффициент диффузии влаги, и первый период сушки удлиняется.

На этом принципе основан паро-депрессионный способ сушки, разработанный в Институте теплофизики АН УССР [28]. Рецир­куляция газов применяется для повышения концентрации выде­ляющихся при сушке ценных или токсичных газов, чтобы далее легче и экономичнее улавливать их из сушильного агента. От­метим, что рециркуляция газов при высокотемпературной сушке должна осуществляться так, чтобы пылевидные частицы про­дукта вместе с отработанными газами не попадали в камеру сме­шения. Если пыль попадет в смеситель, горящие частицы могут послужить источником возгорания всей массы продукта. Газы можно отбирать на рецикл после мокрой очистки или подавать Их в топку, где частицы пыли сгорают.

Таким образом, особенности сушки с рециркуляцией газов следующие: возможность за счет рециркуляции получения агента сушки с любой влажностью без ввода пара или воды; создание в сушилке любых скоростей газов без изменения их параметров на выхлопе и без увеличения удельных затрат тепла; возможность проведения сушки минимальными перепадами температур; по­вышение концентрации выделяющихся при сушке веществ.

В связи с жесткими санитарными требованиями к нормам выброса токсичных веществ в атмосферу и с промышленными стоками в водоемы большое значение приобретает сушка в замкну­том цикле с использованием воздуха, азота, паров воды и т. д. Применение теплообменников, в которых агент сушки можно нагреть до высокой температуры, делает этот способ экономически целесообразным в ряде случаев и для многотоннажных произ­водств.

Следует учитывать, что на сооружение адсорбционных аппа­ратов для очистки газов и устройств для обезвреживания жид­ких промышленных стоков требуются большие капитальные за­траты.

Применяется рециркуляция не только агента сушки, но и высушиваемого дисперсного материала. Материал возвращают в рецикл для придания лучшей сыпучести исходному влажному материалу, для получения гранулированного продукта и умень­шения количества пылевидных фракций (возвращаемая пыль обычно агломерируется влажным материалом), а также для более глубокой сушки материала без его перегрева. Например, при сушке в пневмотрубах при возврате в них определенного количества, сухого продукта получается такая его средняя начальная влаж­ность, которая позволяет за один проход материала через сушилку получить нужную конечную влажность продукта без его перегрева. Такой процесс сушки протекает по осцилирующему режиму с не­большими многократными нагревами в сушилке и охлаждением материала при смешении его с новыми порциями влажного мате­риала. При этом происходит выравнивание полей влажности и температур в частицах. Рециркуляция предварительно перегре­того продукта, кроме того, позволяет вести сушку с кондуктивным подводом тепла. Отметим, что влажность и температура при сме­шении влажного и сухого материалов выравниваются довольно быстро. Однако вопрос о кондуктивной диффузии влаги из дисперс­ных материалов пока мало изучен.