Динамо-машины  Типовые сушилкикрасители 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11

агрегатов. Такие сочетания целесообразны, если в обрабатываемых материалах содержатся значительные количества свободной влаги или связанной капиллярной влаги, или то и щ)угое вместе. Характерный пример таких материалов - полиолефины (полиэтилен, полипропилен и их сополимеры). Так, полиэтилен высокой плотности, высушиваемый от воды или органических растворителей (последнее особенно распространено, причем жидкой фазой в таких случаях является, как правило, бензин), представляет собой материал с большим содержанием свободной влаги (более 1 кг на 1 кг сухого материала), для сушки которого до остаточной влажности около 1% целесообразно применение циклонных сушилок типа UC. Однако по технологическим условиям его нужно высушивать до остаточного массосодержания растворителя не более 0,1%.

Анализ структуры полиэтилена показывает, что он не имеет переходных пор, а массосодержанию, близкому к 1%, соответствует заполнение ультрамикропор размерами менее 20, т.е. соизмеримых с размерами молекул воды и тем более органического растворителя (например, бензина). Поэтому если до массосодержания 1% полиэтилен ведет себя как материал первой группы, то при сушке в пределах массосодержания 1-0,1% это уже материал первой подгруппы четвертой группы (см. классификадионную табл. 1). Следовательно, досушивать полиэтилен нужно в аппарате ВКС. Сушку от начальной влажности более 50% проводить в аппаратах ВКС нецелесообразно (хотя сушка в таких аппаратах при начальной влажности материала 20- 30% осушествляется за рубежом). Поэтому наиболее рационально для сушки полиэтилена использовать комбинированный агрегат, состоящий из циклонной сушилки ЦС для подсушки и сушилки с виброаэрокипящим слоем ВКС для досушки. Учитывая большое народнохозяйственное значение полиолефинов, НИИхиммашем, разработана типовая установка для их сушки в замкнутом цикле инертного газа, причем на первой ступени применена модификация типовой установки ЦС, а на второй ступени - модификация типовой установки ВКС (рис. 12).

Эта автоматизированная установка для сушки полиэтилена от бензина в замкнутом цикле азота включает подсушку порошка полиэтилена в циклонной сушилке с вихревой форкамерой от начального влагосодержания бензина

Рис. 12. Установка для сушки полиолефинов; I - теплообменники; 2 - эжекторный питатель; 3 - сушилка ! ступени; 4 - циклоны ЦН-!!; 5 - циклонно-пенный скруббер; 6 - секторные затворы; 7 - шнековый транспортер; 8 - сушилка II ступени; 9 - конденсаторы; 10 - каплеотбойник; 11 -

газодувки

3,5 кг/кг до 0,03 кг/кг и досушку в аппарате ВКС (в данном случае это сушилка кипящего слоя с вибриру-

ющими поверхностями нагрева) от влагосодержания

0,03 кг/кг до остаточного содержания бензина 0,001 кг/кг. Влажный продукт из центрифуг поступает в эжекторный питатель, откуда смесью азота с парами бензина подается в верхнюю часть сушилки, представляющую собой вихревую форкамеру диаметром 2000 мм. Перемешаясь в вихревой фор камере от периферии к центру, продукт поступает в циклонную часть сушилки с верхним диаметром 1200 мм и

вместе с теплоносителем по центральной трубе выносится из аппарата в группу из восьми циклонов UH-11 диаметром 600 мм.

Продукт из бункера циклона через секторный затвор поступает во И ступень установки - сушилку кипящего слоя. Сушилка кипящего слоя имеет встроенные поверхности теплообмена, обогреваемые паром давлением 1,1 ата, погруженные в кипящий слой и вибрирующие при помощи вибропривода с частотой 30 Гц. Коэффициенты теплоотдачи в слой составляют 150 ккал/ч м град и более.

Сушилка кипящего слоя имеет три зоны подвода теплоносителя: в первую зону по ходу продукта подается бензо-азотная смесь с влагосодержанием, равным влагосодерка-нию на входе в цикаонную сушилку, во вторую - теплоноситель, осушенный в конденсаторах, и в третью - чистый азот для отдувки паров бензина из слоя продукта для достижения необходимого конечного содержания бензина (0,001 кг/кг).

Теплоноситель, подаваемый в сушилку 1 ступени и в каждую из зон сушилки II ступени, нагревается в соответствующих теплообменниках. Готовый продукт выгружается из сушилки кипящего слоя, а теплоноситель поступает на пылеочистку вместе с теплоносителем 1 ступени из первой группы циклонов во вторую группу из восьми циклонов ЦН-11 диаметром 600 мм. Продукт, уловленный во второй группе циклонов, через секторный затвор шнековым транспортером подается в сушилку 8, а теплоноситель поступает на мокрую очистку от пыли и конденсацию паров бензина в циклонно-пенный скруббер.

В скруббер поступает бензин, охлажденный в теплообменнике оборотной водой. Температура бензоазотной смеси после скруббера 45 deg;С, содержание бензина 2 кг/кг азота, после конденсаторов 10 С, влагосодержание 0,38 кг/кг азота. Циркуляцию бензоазотной смеси в системе обеспечивает газодувка ТГ-250-1,12 (одна резервная).

Поверхности нагрева в сушилке кипящего слоя обогреваются паром, полученным из конденсата теплообменника на нагреве бензоазотной смеси, подаваемой в сушилку 1 ступени, путем расширения его в расширительном бачке.

Технпесжаа харакгастяжа установка дла сушка пооазтяпева от бенэака

Проазвоаатепьность, кг/ч:

по готовсму продукту........................... 5000

по acnapaeMoi жвдаостн (бевзану)................... 7900

Расхоп:

пара оавпенвем 12 ата, кг/ч...................... 3200

воды температуро! гЗС, ы/ч..................... 195

хпадагеета твмпературо! ЮС, кг/ч..................47500

Установпеянаа мопшосп raquo; тек1роавагатепе1, кВт............ 212

Установка предназначена для помещений класса В1-а; оснащена системой КИП и А и имеет необходимые блокировки для обеспечения ее безопасной эксплуатации.

Необходимо отметить, что в процессе анализа возможных решений по конструкции сушилки для полиолефинов были рассмотрены все известные за рубежом аппараты и установки. В частности, проанализирована работа сушилок системы Рурская химия и предложены улучшенные варианты конструкций такого типа, а также другие варианты . Однако наиболее целесообразным признан в качестве типового решения вариант комбинированного агрегата ЦС + ВКС в замкнутом цикле инертного газа.

Описанная выше типовая комбинированная сушилка для полиолефинов (ее также можно применять и для сушки от воды), которая может быть использована и в ряде щэугих многотоннажных производств полимерных материалов, например, при сушке поликарбонатов, является не единственным случаем применения НИИхиммашем комбинированных многоступенчатых установок. Так, в производстве вини-флекса успешно работает комбинированный агрегат, представляющий собой сочетание КЦС + КС, каждая из которых разработана НИИхиммашем (изготовитель - Бердичевский завод Прогресс ).

Дело в том, что винифлекс - материал с высокой влажностью, содержащий в больших количествах все виды свободной и связанной влаги, с ярко выраженными адгезионно-когезионными свойствами и развитой капиллярной структурой, имеющей поры всех размеров - от макропор

Аа raquo;. свао. № 231378 и № 381852.

до ультрамикропор, Винифлекс представляет собой сочетание материала второй группы, для котсч gt;ого целесообразно использовать сушилку типа КЦС, с материалом второй подгруппы третьей группы, для которого типовой является сушилка ВКС, Применять для досушки винифлекса аппарат кипящего слоя вместо аппарата ВКС оказалось целесообразным в связи с тем, что к продукту не предъявляются строгие требования по равномерности сушки и он не образует взрывоопасных пылевоздушных смесей. После сушилки КЦС продукт уже хорошо сыпучий, но имеет довольно высокую остаточную влажность (до 10% и выше), для удаления которой требуются значительные удельные расходы теплоносителя (в пересчете на массу сухого продукта), что, как известно, проще получить в условиях сушки в аппарате КС, чем в сушилке ВКС,

Из рассмотренных примеров видно, что выб lt;р типового аппарата или их сочетания при сушке каждого конкретного материала обусловлен характеристикой его как объекта сушки, причем основным критерием являются массосодер-жание различных видоз связи влаги с материалом с учетом его капиллярно-пористой структуры, адгезионно-когезионных свойств и технологических особенностей сушки (термолабильностъ, взрывоопасность и т.п.). В большинст ве случаев дисперсные материалы проявляют свойства, характерные для одной из групп по классификации (см. табл. 1), но иногда и нескольких групп одновременно. В таких случаях следует заказьшать соответствующую комбинацию из нескольких типовых аппаратов. В наиболее трудных случаях помощь в выборе типовых аппаратов может оказать Лаборатория сушилок со взвешенным слоем материала НИИхиммаша.

ТИПОВЫЕ АППАРАТЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ СУШКИ АГРЕГИРОВАННЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Значительная часть материалов поступает на сушку в виде агрегатов частиц (комков, кусков и т. п.). Сушка с одновременным измельчением (дезагрегацией и собственно

измельчением, кота дробятся единичные частицы, состав-ляюшие агрегаты) получила широкое распространение за рубежом в ряде отраслей промышленности, в том числе в химической. В Советском Союзе такой способ применяется пока довольно редко.

НИИхиммашем проведен комплекс работ, ввлючающий анализ опыта зарубежных фирм [1, 2] и отечественных организаций Гз, 4, з! , аналитические и экспериментальные исследования, а также опытно-конструкторские проработки по сушке с одновременным измельчением различных групп материалов . В результате разработаны типовые сушилки и установки для сушки с одновременным измельчением (дезагрегацией) высушиваемых материалов (продукты химической промышленности - карбоксиметилцеллю лоза, оксиэтилцеллюлоза, ацетаты, аминопласты; продукты микробиологической промышленности - культура плесневого триба, свекловичный жом и др.). Ранее уже рассматривались сушилки типа КЦС и КАС, в подсушивателе кото-рых предусмотрена быстроходная мешалка, способная дезагрегировать непрочные агрегаты в виде комков. В данном разделе рассматриваются сушилки с устройствами, разрушающими значительно более прочные агрегаты и даже тфи необходимости дробящими дисперсные материалы.

В качестве измельчающего органа сушилок с одновременным измельчением выбран дисмембратор, а тип сушильной камеры, в которой он установлен (или последующей за ним), определяется группой материала (по классификации дисперсных материалов), полученного в результате измельчения.

Так как дезагрегация происходит в потоке горячего воздуха, в дисмембраторе удаляется свободная и слабо-связанная влага, включающая влагу широких пор и крупных капилляров (с учетом поверхностей, образованных в результате измельчения). Дисмембратор (sepiee, его штифтовая зона) является сушильным аппаратом, аналогичным подсушивателю комбинированных сушилок КЦС и КАС, но тотько в случае сушки не легко разрушаемых, а прочных агрегатов из частиц дисперсных материалов. Выбор

Авт. свш. № 222958,