"Инженерно-физический журнал"
Издается в АНК "Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси"
Адрес редакции и издателя ИФЖ

УДК 621.926:621.044

В. А. Шуляк , Г. С. Федоров , Д. И. Березюк

АППАРАТЫ ДЛЯ СУШКИ И МЕХАНОТЕРМИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Решение  многих технологических задач, связанных с получением 
тонкодисперсных    порошковых     материалов,    лимитируется 
невозможностью   прямой   переработки    исходного   сырья  в 
механических мельницах и  дробилках.  В  то  же  время  такие 
материалы   крайне  плохо  поддаются  сушке,  поскольку имеют 
неразвитую поверхность межфазного контакта, образуют  крупные 
агломераты, окатыши и налипают на стенки сушильных аппаратов. 
В  этом  плане  очень  плодотворной оказалась идея совмещения 
процессов  сушки  и  механической  обработки  в одном рабочем 
объеме.  В  основу  большинства  аппаратов  для  этих   целей 
положены  штифтовой   измельчитель   с   горизонтальным   или 
вертикальным валом или барабанная мельница с мелющими  телами 
в виде шаров или штанг.

Нами  впервые  вводится  понятие  механотермической обработки 
дисперсных   материалов  как  комплексного   воздействия   на 
обрабатываемый  материал  термическими  и  тепловыми  полями, 
формирующимися на фоне процессов  сушки, измельчения, нагрева 
и  охлаждения  материалов.  Рассматриваются  проблемы сушки и 
измельчения   как   хрупких   дисперсных,  так  и  пластичных 
вязкоупругих материалов в аппаратах с механическими  ударными 
элементами  и  в аппаратах со встречно-соударяющимися струями 
газовзвеси.    Характеризуются     основные     отличительные 
особенности   различных   аппаратов   для   механотермической 
обработки высоковлажных дисперсных материалов. Обосновывается 
эффективность    применения   для   этих  целей  аппаратов со 
встречно-соударяющимися потоками (ВСП) газовзвеси. Приводится 
описание   конструкции   сушилок   ВСП,  опыт их промышленной 
эксплуатации и дается сравнительная характеристика  аппаратов 
ВСП  с  различными  аппаратами взвешенного слоя по показателю 
влагоэнергетическoй эффективности E = ((W/Vап) (1/(Q+N)), где 
W/Vап - влагонапряженность  рабочего объема, выраженная через 
отношение производительности по испаренной влаге W к рабочему 
объему аппарата Vап; Q - затраты тепла на сушку; N -мощность, 
потребляемая на транспорт теплоносителя, включая рециркуляцию 
части   отработанного   сушильного   агента  и   механическое 
взвешивание влажного материала.

Разработанный  показатель  влагоэнергетической  эффективности 
позволил обобщить накопившийся опыт промышленной эксплуатации  
и  новых   проектных  решений  сушилок  взвешенного   слоя  в 
различных   отраслях   промышленности   и   провести глубокий 
сравнительный анализ их применения.

Анализ   графиков  зависимости показателя влагоэнергетической 
эффективности  от  производительности  сушилки  по испаренной 
влаге   показывает,   что   функция   E = f ( W )  может быть 
аппроксимирована   простой   зависимостью  E = A W-1, где A - 
константа,   зависящая  от  типа  сушилки,  ее  типоразмера и 
температурного режима сушки.

В  статье  приведены  значения  коэффициента  A для различных 
аппаратов  взвешенного  слоя:  ВСП,  вихревые  сушилки ВНИВИ, 
вихревые сушилки и трубы-сушилки НИИХИММАШ, трубы-сушилки НПО 
"Крахмалопродуктов",  аэрофонтанные сушилки, сушилки кипящего 
слоя ВНИВИ, НИИХИММАШ, комбинированные  и  барабанные сушилки 
НИИХИММАШ и ПКБ ММП.

Анализ  полученных данных показывает: 1) применение аппаратов 
ВСП  позволяет  в  десятки  раз  поднять   производительность 
сушильной установки  при  высокой эффективности использования 
энергии;  2)  основным   направлением   создания  аппаратов с 
закрученными потоками большой единичной  мощности,  способных 
конкурировать  по производительности с барабанными сушилками, 
является   модульный   принцип   компоновки   установки    из 
параллельно работающих единичных секций малого диаметра.

Высокая   интенсивность   работы   аппаратов  ВСП обусловлена  
большой относительной скоростью движения потоков, непрерывным 
ударным  скалыванием  высохшего  слоя, постоянным увеличением 
поверхности обрабатываемого  материала и его полным контактом 
с  энергоносителем.  Это  позволяет  эффективно  использовать 
низкотемпературные энергоносители  для  сушки  и  измельчения 
термолабильных продуктов.

Предлагаемые  установки   ВСП  наиболее  предпочтительны  для 
использования   в   химической  и  пищевой промышленности для 
обработки  материалов  капиллярной  и  коллоидной  капиллярно
-пористой структуры, таких как соль, сахар, крахмал, молочный 
сахар, полистирол, резотропин, перборат натрия и другие.

Статья депонирована в ВИНИТИ 17.03.97, рег. N 818-В97. 

Как приобрести ИФЖ непосредственно у издателя
Научно-технические и теоретические разработки в области тепло- и массообмена
(по материалам рекламы в ИФЖ)

IFZH7492019979 IFZH749209