Контактные сушилки

Вакуум-сушильные шкафы. Простейшими кон­тактными сушилками периодического действия яв­ляются вакуум-сушильные шкафы, которые в настоящее время исполь­зуются для сушки малотоннажных продуктов в производствах с разно­образным ассортиментом продукции, где применение высокопроизводи­тельных механизированных сушилок непре­рывного действия экономически не оправ­дано.

Вакуум-сушильный шкаф (рис. XVIII-12) представляет собой цилиндрическую (реже прямоугольную) камеру 1, в которой раз­мещены полые плиты 2, обогреваемые из­нутри паром или горячей водой. Высуши­ваемый материал находится в лотках (про­тивнях), установленных на плитах. Во время работы камера герметически закрыта и соединена с установкой для создания ва­куума, например, c поверхностным конденса­тором и вакуум-насосом. Загрузка и выгруз­ка материала производятся вручную.

Как и другие вакуум-сушилки, вакуум-сушильные шкафы пригодны для сушки легкоокисляющихся, взрывоопасных и выде­ляющих вредные или ценные пары веществ. Однако они малопроизводительны и малоэффективны, поскольку сушка в них происходит в неподвижном слое при наличии плохо проводящих тепло зазоров между противнями и греющими плитами. Напряжение ра­бочей поверхности плит (со стороны материала) обычно не превышает 0.5-3.5 кг/(м³×ч) влаги.

Гребковые вакуум-сушилки. В этих контактных сушилках периоди­ческого действия скорость сушки несколько увеличивается за счет пере­мешивания материала медленно вращающейся горизонтальной мешалкой с гребками; вместе с тем, они не требуют ручной загрузки и выгрузки материала подобно вакуум-сушильным шкафам.

Гребковая сушилка (рис. XVIII-13) состоит из цилиндрического кор­пуса 1 с паровой рубашкой 2 и мешалки 3. Гребки мешалки закреплены на валу взаимно перпендикулярно; на одной половине длины барабана гребки мешалки изогнуты в одну сторону, на другой половине — в проти­воположную. Кроме того, мешалка имеет реверсивный привод, автомати­чески меняющий каждые 5-8 мин направление ее вращения. Поэтому при работе мешалки материал (загруженный через люк 4) периодически перемещается от периферии к середине барабана и в обратном направле­нии. Вал мешалки может быть полым и через него можно также осуще­ствлять нагрев высушиваемого материала. Свободно перекатывающиеся между гребками трубы 5 способствуют разрушению комков и дополни­тельно перемешивают материал. Разгрузка высушенного материала про­изводится через люк 6. Корпус сушилки соединен с поверхностным или барометрическим конденсатором и вакуум-насосом.

Производительность сушилки зависит от температуры греющего пара, величины разрежения и начальной влажности материала. В анилинокрасочной промышленности, где главным образом применяются эти сушилки, напряжение их поверхности по влаге колеблется в пределах 6-8 кг/(м³×ч), т.е. выше, чем для вакуум-сушильных шкафов, но сушильный агрегат более сложен и требует больших эксплуатационных расходов.

Следует отметить, что применение вакуумных сушилок в химической промышленности, несмотря на их более высокую стоимость и сложность по сравнению с атмосферными сушилками, диктуется технологическими соображениями; они пригодны для сушки чувствительных к высоким тем­пературам, а также токсичных и взрывоопасных веществ, для получения высушенных продуктов повышенной чистоты, а также в тех случаях, когда необходимо улавливание (конденсация) паров неводных раствори­телей, удаляемых из материалов.

Вальцовые сушилки. В этих сушилках осуществляется непрерывная сушка жидкости и текучих пастообразных материалов при атмосферном давлении или при разрежении. Основной частью двухвальцовых сушилок (рис. XVIII-14), наиболее часто применяемых в химических про­изводствах, являются вальцы — 2 и 3, медленно вращающиеся (п = 2-10 об/мин) в кожухе 1 навстречу друг другу. Сверху между валь­цами непрерывно подается высушиваемый материал. Греющий пар посту­пает через полую цапфу внутрь каждого из вальцов, паровой конденсат отводится через сифонную трубку 4, Ввод пара и вывод конденсата производится со стороны, противоположной приводу 5. Вальцы могут также обогреваться горячей водой или высокотемпературными органическими теплоносителями.

Материал покрывает поверхность вальцов тонкой пленкой, толщина которой определяется величиной зазора между вальцами. Обычно ширина зазора не превышает 0.5-1 мм и регулируется путем перемещения ведо­мого вальца 2, имеющего подвижные подшипники, относительно непо­движно установленного ведущего вальца 3. Высушивание материала происходит интенсивно в тонком слое в течение одного неполного оборота вальцов. Пленка подсушенного материала снимается ножами 6, распо­ложенными вдоль образующей каждого вальца. Чем тоньше слой мате­риала на вальцах, тем быстрей и равномерней он сушится. Однако вслед­ствие малой продолжительности сушки часто требуется досушка материала, осуществляемая в горизонтальных лотках с паровым обогревом (досушивателях), в которых вращаются валы с гребками. В сушилке на рис. XVIII-14 мате­риал после вальцов последовательно проходит сначала верхний досушиватель 7, затем ниж­ний досушиватель 8.

В одновальцовых сушилках (рис. XVIII-15) в корыте вращается один полый обогреваемый изнутри барабан (валец). Под ним имеется питающее устройство с мешалкой (на рисунке не показана). Материал тщательно перемешивается в ванне питающего устройства и наносится тонким слоем (толщиной 1-2 мм) на валец. В остальном работа сушилки не отличается от работы двухвальцовой сушилки.

Вакуумные вальцовые сушилки работают по тому же принципу, что и описанные выше, атмосферные, но в них все рабочие части находятся внутри герметичного кожуха, соединенного с установкой для создания вакуума. В вальцовых сушилках возможна эффективная сушка в тонком слое (пленке) материалов не выдерживающих длительного воздействия высоких температур, например красителей. Продолжительность сушки регулируется числом оборотов вальцов. Однако в сушилках без досушивателей часто не достигается требуемая низкая конечная влажность мате­риала.

В двухвальцовых сушилках напряжение поверхности вальцов по влаге колеблется (при сушке красителей) от 13-15 кг/(м³×ч) (атмосферные сушилки) до 20-30 кг/(м³×ч) (вакуумные сушилки). Напряжение по влаге зависит от свойств высушиваемого материала и может достигать приблизительно 70 кг/(м³×ч).

Процесс контактной сушки нельзя интенсифицировать при применении топочных газов вследствие низких коэффициентов теплоотдачи от газов к стенкам вальцов. Однако повышение температуры греющей поверхности (без чрезмерного утолщения стенок вальцов) возможно в слу­чае использования для нагрева высокотемпературных теплоно­сителей, например дифенильной смеси. При низких темпе­ратурах сушки для обогрева может быть применена горячая вода.

Для сушки пастообразных мате­риалов получили распространение одновальцовые формую­щие сушилки (рис. XVIII-16), работаю­щие при атмосферном давлении. Ба­рабан (валец) 1 сушилки имеет риф­леную поверхность с кольцевыми канавками глубиной 6-10 мм. Паста из загрузочной воронки 2 вмазывается в канавки с помощью прижимного валика 3. За один оборот вальца в его канавках образуются отформованные палочки пористой структуры, которые легко выла­мываются небольшими кусочками посредством гребенчатого ножа 4. Досушка материала производится в барабанной или ленточной сушилке,. в которую палочки отформованного материала поступают по транспортерной ленте 5. Такие комбинированные су­шилки называются соответственно вальцово-барабанными или вальцово-ленточными (рис. XVIII-16).

Барабанные контактные сушилки. В барабанной сушилке с передачей тепла через стенку (рис. XVIII-17) топочные газы, получаемые в топке 1, омывают барабан 2 снаружи, а затем проходят через внутренний цилиндр 3 и отсасываются вентилятором 4. Высушивае­мый материал движется слева направо по кольцевому пространству между стенками бара­бана 2 и цилиндра 3 (направление движения материала на рисунке стрелками не указано).

Наружный воздух без предварительного подогрева вводится в кольцевое пространство и движется противотоком по отношению к материалу. Подогрев воздуха осуществляется только внутри самого барабана. Такие сушилки применяются в тех случаях, когда, во избежание загрязнения высушиваемого материала, его соприкосновение с топочными газами недопустимо.