Типы сушилок и температура сушки различных материалов
М .як
Наименование материала
5 к H
* m CJ
Типы сушильных установок и количество стадий сушки
Температура сушильных газов, "С
Глина .....
5-20
0,2-0,4
Две стадии: первая подсушка в сушильном барабане,
вторая - досушка в мельнице
Перед барабаном- 800- 1000, перед мельницей, не выше 400
Мергель . . .
5-15
0,2-0,4
То же
То же
Известняк . .
0,2-0,4
Одна стадия - мельнице
Трепел, опока.
туф.......
Одна стадия - сушильном бара-
800-1000
Доменный
бане
шлак:
полусухой гра-
8-15
нуляции . .
0,5-1,5
Одна стадия -
мокрой грану-
в вихревой су-
ляции ....
15-30
0,S-1,5
шилке или сушильном бараба-
800-100
Уголь:
антрацит . . .
Одна стадия - в
Не выше 400
мельнице
каменный . . .
8-15
Две стадии: первая - подсушка в трубе-сушилке,
вторая - в мель-цице
Перед трубой- 500, перед мельницей пе выше 400
бурый ....
25-35
8-10
Две стадии: первая - в су-
Перед барабаном 250-400, пе-
сланцы ....
15-20
шильном барабане,
вторая - в мельнице
ред мельницей 400-500
сушильные барабаны для сырьевых материалов, добавок и топлива;
мельницы, в которых одновременно протекают процессы сушки и помола, применяемые для сушки сырьевых материалов н топлива;
вихревые сушилки для сушки гранулированного доменного шлака.
Осваивается также промышленная сушка материалов во взвешенном состоянии, являющаяся наиболее эффективным и перспективным способом.
При совмещении помола и сушки в одном агрегате - шаровой мельнице - сушку материалов производят в одну или две стадии в зависимости от исходной влажности материала. Если она не превышает 12%, при.меняют одностадийную сушку, совмещая ее с помолом, а при более высокой влажности материал вначале подсушивают в сушильно.м барабане (до 12%), а затем окончательно высушивают в мельнице.
Выбор типа сушильного аппарата, схемы сушки и ее режима (температуры) зависит от вида материала. Реко.мендации вэто.м отношении дает табл. 10.
§ 44. ВРАЩАЮЩИЕСЯ СУШИЛЬНЫЕ БАРАБАНЫ
Вращающиеся сушильные барабаны применяют для сушки сырьевых материалов и топлива независимо от начальной влажности и вязкости последних. Это является преимуществом сушильного барабана, так как возможность сушки вязких мате-
Рис. 52. Схема установки с сушильным барабаном: i - сушильный барабан, 2 -баидажи, 3 -опорные ролики, 4 -зубчатый венец, 5 - ведущая шестерня, 6 - электродвигатель с редуктором, 7 - течка возврата пыли из циклона, 8 - циклон, 9 - вентилятор, 10 - бункер, II - питатель, 12 - течка, 13 - топка
риалов при ВЫСОКОЙ влажности затрудняется или исключается полностью в аппаратах других конструкций.
Сушильный барабан 1 (рис. 52) имеет форму цилиндра, изготовленного из листовой стали толщиной 10-15 мм. Барабан установлен с наклоном 3-5%. Он Опирается бандажами 2 на две пары опорных роликов 3. В средней части барабана находится зубчатый венец 4 (шестерня); он входит в зацепление с
ведущей шестерней 5. Ведущая шестерня получает вращение от электродвигателя через редуктор 6 и передает это вращение ведомой шестерне, вызывая вращение барабана.
Материал в виде раздробленных зерен размером до 10-20 мм из бункера 10 равномерно подается питателем 11 по течке 12 в барабан со стороны поднятого конца. В результате наклона барабана и его вращения материал непрерывно перемещается к опущенному концу. Горячие дымовые газы, образующиеся в топке 13 при сгорании топлива, вентилятором 9 просасываются через барабан и, омывая влажные куски материала, высушивают их. Высушенный продукт выходит с противоположного загрузке конца барабана, поступает в транспортирующий механизм и отправляется на дальнейшую переработку.
Дымовые газы, проходя через барабан и соприкасаясь с движущимся материалом, -насыщаются пылью. Перед удалением отработанных газов в атмосферу их очищают от пыли вначале в циклонах, а затем в фильтрах по схеме, аналогично приведенной на стр. 119. На рис. 52 условно показан в качестве пылеочистителя только циклон 8. Уловленная в циклоне пыль по течке Т возвращается в высушенный материал и смешивается с ним.
В качестве теплоносителя можно использовать дымовые газы, отходящие из печей обжига клинкера. Их температура находится примерно в тех же пределах, что и температура газа, специально получаемого в топке барабана. Утилизация (использование отходов) тепла печных газов значительно улучшает технико-экономические показатели цементного производства, снижая общий расход топлива на тех1нолог,ические цели.
Недостатком сушильных барабанов является большая затрата тепла на испарение влаги из материала, когда влажность последнего оказывается меньше определенного предела (10- 12%). Поэтому на новых заводах сушильные барабаны применяют для подсушки материалов до влажности 10-12%, досушивают материал более эффективным способом, например сов.ме-щая с помолом в мельнице.
Производительность сушильного барабана характеризуется удельным паронапряжением А его сушильного объема: количеством влаги W кг, удаляемой за 1 ч с \ объема сушильного пространства барабана:
Л = - {KZJM? ч),
где W - количество влаги, удаляемой за 1 ч из сушильного объема барабана, кг; V - сушильный объем барабана, м. Удельное паронапряжение зависит от конструктивных особенностей барабана, физических свойств материалов, крупности поступающих на сушку кусков, степени заполнения барабана, ско-
рости перемещения материала в барабане, а также от температуры, влагосодержания и скорости движения теплоносителя, поступающего в барабан.
Выше было указано, что у.меньшение размера кусков материала, повышение температуры теплоносителя, снижение его влагосодержания и повышение скорости движения газа в барабане ускоряет процесс сушки и должно, следовательно, способствовать увеличению производительности барабана. Однако температура теплоносителя не должна быть выше 800-1000°С, иначе барабан может выйти из строя.
Увеличение скорости движения теплоносителя выгодно только до определенного предела. Если эта скорость будет выше оптимальной, газы не успеют отдать материалу полностью свое тепло и выйдут из барабана с высокой температурой. В результате большое количество тепла газов окажется не использованным и сушильная установка будет иметь низкий коэффициент полезного действия. Расход топлива при этом возрастет.
Сушильный барабан считают работающим нормально, если температура отходящих из него газов не превышает 80-120° С. Коэффициент полезного действия барабана в этом случае будет равен соответственно 0,8-0,7.
При выборе скорости движения газов руководствуются весовым значением скорости в сечении барабана. Весовое значение скорости показывает количество газов в килограммах, проходящих в течение 1 сек через 1 м сечения барабана. С уменьшением весовой скорости возрастает влагосодержание газов и соответственно снижается расход топлива на сушку. Однако интенсивность сушки при высоком влагосодержании газов снижается.
Увеличение весовой скорости газов повышает интенсивность сушки, но при этом снижается влагосодержание теплоносителя, возрастает температура отходящих газов и соответственно повышается расход топлива. Таким образом, должна существовать оптимальная, наиболее выгодная скорость газов, которая находится в пределах 1,5-4 кг/сек-м.
От скорости движения материала зависит время пребывания его в барабане. Чем оно больше, тем лучше высушивается материал. Но производительность барабана при этом снижается и, наоборот, увеличение скорости движения материала повышает производительность барабана, но может оказаться высокой и недопустимой остаточная влажность материала.
Скорость движения материала устанавливается в совокупности с температурой и скоростью движения газов. Регулируют эту скорость изменением угла наклона или числа оборотов барабана. Соотношение между углом наклона и скоростью вращения барабана выбирают из условия требуемой длительности сушки и наиболее выгодного заполнения материалом объема барабана.
Коэффициент заполнения объема барабана за„висит от конст-
рукции .последнего и находится в пределах 0,05-0,20. С увеличением коэффициента заполнения возрастает удельное парона-пряжение и соответственно повышается производительность, но при условии беспрепятственного прохода газов и без снижения их скорости.
Влияние на производительность барабана физических свойств материалов определяется способностью последних высушиваться. Эта способность оценивается величиной удельного паронапря-жения барабана и находится в пределах: при сушке глины - 20-
30, известняка, опоки - 30- 40, шлака - 46-6.0, угля 35- 50, трепела, диатомита - 40- 50 кг влаги, удаляемой из материала в течение \ ч с \ объема барабана (кг/м-ч).
В цементной промышленности применяют сушильные барабаны, имеющие диаметр от (2,2 до 3,2 м. Производительность этих барабанов определяется условно - коли-Рис. 53. Схемы пересыпных устройств еством испаряемой из глины iqyuiHjibHoro .барабана: п.олп
„.,...„ „ й „ , « влаги. Она составляет от 2300
- подъемно-лопастная, о, е. г - проме- i
жуточные, е -ячейковая, е, ж, э - распре- ДО 10 000кг/Ч.
делительные РаСХОД ТСПЛа В СуШИЛЬНЫХ
барабанах на испарение 1 кг влаги составляет от 900 до 1400 ккал. Он зависит от следующих особенностей конструкции барабана:
размеров барабана (уменьшается с увеличением его длины, так как в этом случае оказывается ниже температуры отходящих газов);
типа топочного устройства;
свойств высушиваемого материала; например, на сушку глины затрачивается больше тепла, чем на сушку такого же количества шлака.
Внутри сушильного барабана для лучшего теплообмена материала с газами установлены .пересыпные устройства различной конструкции. Назначение пересыпных устройств состоит в том, чтобы обеспечить:
максимальное соприкосновение материала с горячими газами;
равномерное распределение материала по сечению барабана;
энергичное пересыпание .материала при вращении барабана, обеспечивающее наилучшие условия теплообмена;
незначительное измельчение материала для уменьшения пы-леуноса; оптимальное заполнение .материалом объема барабана.
Конструкции при.меняе.мых пересыпных устройств (системы)
показаны на рис. 53. Выбор системы зависит от свойств предназначенного для сушки материала; подъе.мно-лопастная система (рис. 53, а) применяется для крупнокусковых и налипающих материалов, промежуточ1ная система (рис. 53, б, в, г) отличается наличием несообщающихся между собой секторов большого раз-.мера, снабженных подъемными лопастями; применяют эту систему для сушки пластичных материалов. Ячейковая система (рис. 53, д) применяется, когда нет условий для свободной пересыпки материалов. Для сушки мелкокусковых материалов применяют распределительную систему (рис. 53, е, ж, з).
Хорошие результаты дает одновременное применение двух систем по длине барабана. Так, при сушке пластичных налипающих материалов в начале барабана применяют подъемно-лопастную систему, а за ней - распределительную или промежуточную.
Для лучшего питания барабана в самом начале его устанавливают на внутренней поверхности напра1вляющие лопасти. Особенно полезными они оказываются при сушке налипающих материалов. Материал лопастями проталкивается в глубь барабана, подсушивается при этом раскаленными газами, поступающими из топки, и уже в нелипком состоянии поступает в соответствующую систему внутреннего устройства барабана. Для подсушки налипающих материалов применяют также навеску цепей внутри барабана подобно цепным завесам вращающихся печей (см. стр. 242).
§ 45. ВИХРЕВЫЕ СУШИЛКИ
Сушка материалов в сушилках вихревого типа (рис. 54) происходит во взвешенном состоянии. Вихревая сушилка представляет собой стальной корпус /, футерованный внутри огне>1пор-ным материалом 2. Внутри корпуса вращаются со скоростью до 300 об/мин два вала с лопастями 3. Сырой материал подается в сушильную камеру через два последовательно установленных сверху вниз клапанных затвора 8, попадает на быстро вращающиеся лопасти и разбрасывается по всему пространству.
Поток горячего воздуха с температурой около 1000°С поступает в камеру по патрубку 7. Проходя со скоростью 1,5-2 м/сек по камере, он омывает зерна материала, разбрасываемые лопастями, и высушивает их. Отработанные газы с температурой примерно 150° С удаляются из сушильной камеры по патрубку, поступают в пылеочистительные аппараты (циклон, фильтр) и выбрасываются в ат.мосферу.
Под действием вращающихся лопастей .материал не только разбрасывается по камере сушилки, но и непрерывно перемещается вдоль ее. Достигнув выходного отверстия, он через два .клапанных затвора 5 выгружается из камеры. Для осмотра сушилки в ее корпусе сделан люк 6.
