Конструкция сушилок. 
Конструкция сушилок

ТЕМА 16. КОНСТРУКЦИИ СУШИЛОК

В общем случае схема сушилки может быть представлена в следующем виде (рис. 24.1).

Применяются следующие способы сушки:

• 1. Конвективный — тепло передается от сушильного агента материалу при соприкосновении
• 2. Контактный — тепло передается от нагретой поверхности, на которой расположен материал
• 3. Контактно-конвективный
• 4. Радиационный — тепло передается инфракрасным излучением от электрических ламп или нагретых излучающих поверхностей.
• 5. Сублимация — сушка в вакууме при замораживании
• 6. Сушка токами высокой частоты — при этом температура внутри материала больше, чем на поверхности, влага перемещается из внутренних слоев материала к наружным и испаряется.
• 7. Сушка ультразвуком
• 8. Комбинированные способы

В обогащении применяются способы 1−3 с газовым или паровым обогревом. В качестве сушильного агента при газовом обогреве применяются дымовые газы от сгорания в основном твердого топлива. В сушилках с паровым обогревом — отработанный пар (контактный метод сушки).

Наибольшее распространение получили барабанные сушилки, трубы-сушилки и сушилки кипящего слоя.

Общий вид барабанной сушилки показан на рис. 24.2, а схема — на рис. 24.3.

Барабан выполняется сварным, угол его наклона 1−5о, число оборотов 1−6 мин-1. Барабанные сушилки имеют параметры: диаметр D = 0.5 -3.5м, длина L = 2.5 -27м, производительность Q = 25−100т/ч. В смесительную камеру подводится холодный воздух или отработанные газы сушилки, чтобы снизить температуру сушильного агента. Воздух в топку подается дутьевым вентилятором.

Внутри барабана устанавливают насадки для лучшего заполнения материалом и перемешивания материала (рис. 24.4).

Внутренняя часть барабана оборудована лопастями, которые при вращении захватывают материал и пересыпают его тонкими параллельными струйками (каскадами). В этот момент частицы соприкасаются с горячими газами. Часть материала остается на дне барабана и сушится за счет его тепла. Но теплообмен через поверхность падающих частиц в несколько раз больше.

На показатели работы сушильного барабана влияют: 1) герметичность трактов сушилки, особенно при загрузке и разгрузке угля, 2) использование насадок, 3) начальная температура газов (700−1100оС) и их скорость (0.5−5 м/с), 4) крупность и влажность материала. Температура газов на выходе из сушилки 70−120о, время сушки 15−40 мин.

Схема трубы сушилки показана на рис. 25.1 с сохранением большинства номеров совпадающих позиций. Нижняя часть трубы присоединена к топке, верхняя — к циклону. Труба в нижней части изнутри футерована шамотным кирпичом, а снаружи покрыта асбестом. Верхняя часть трубы металлическая (чаще используют нержавеющую сталь).

Сушимый уголь потоком газов выносится вверх. В циклоне твердые частицы отделяются от газов. Для трубы-сушилки необходима тщательная очистка газов и улавливание твердых частиц. Скорость движения газов должна быть достаточной для подъема наиболее крупных частиц материала. Крупные комкующиеся частицы собираются в нижней части (в провале) и через специальный затвор выводятся.

В трубах сушилках напряженность по испаренной влаге гораздо больше, чем в барабанных, но выше и расход электроэнергии. Процесс сушки длится несколько секунд, поэтому необходима точная регулировка оборудования. Большой вынос пыли.

При работе трубы-сушилки необходимо избегать витания частиц. Для скорости газов следует соблюдать условие:

vг = (1.25−1.3) vвит.

Скорость витания определяется из соотношения:

vвит. = 5.7 (d / с газа)½ .

Здесь d — диаметр максимального зерна, м; с газа — удельный вес газа.

Выпускаются трубы-сушилки с диаметром D = 0.83−1.2м, высотой Н = 15−25м.

Сушилки кипящего слоя нашли наибольшее применение в США, в отечественной практике используются на коксохимзаводах. Общая компоновка оборудования для сушилки кипящего слоя представлена на рис. 25.2, а схема сушилки — на рис. 25.3.

В топке сжигают газообразное или жидкое топливо, для горения подается воздух. Концентрат поступает сверху из бункера. Уголь на распределительной решетке продувается нагретым газом со скоростью, необходимой для создания кипящего слоя. Сушилка работает под разрежением или небольшим избыточным давлением (наиболее распространены).

Образование кипящего (псевдоожиженного) слоя происходит в несколько этапов:

• 1) при малых скоростях газа слой частиц на решетке неподвижен. Воздух проходит через каналы между частицами. Скорость газа меньше критической vг < vкр.
• 2) скорость газов растет, частицы приходят в движение, но их перемещения еще незначительны — образуется переходный слой.
• 3) скорость газов увеличивается еще больше и приближается к критической — частицы циркулируют в пределах слоя — «кипят».
• 4) Скорость газов превышает критическую и приближается к скорости витания частиц vг > vкр., vг = vвит. Интенсивность перемешивания материала снижается, слой переходит во взвешенное состояние, частицы перестают циркулировать и хаотически колеблются в небольшом объеме.

При vг > vвит. может быть унос частиц с дымовыми газами.

Решетка сушилки представляет собой щелевидное сито, живое сечение 4 -11%.

Наибольшее влияние на процесс оказывают гидравлическое сопротивление слоя и скорость псевдоожижения. Материал должен быть равномерным по крупности. Своевременной разгрузке высушенного материала способствует регулирование высоты порога разгрузочного желоба и сушильной камеры.

Унос материала и расход электроэнергии высоки, но сушилки кипящего слоя наиболее эффективны. Производительность 60−200 т/ч.

Основные направления интенсификации процесса сушки:

Увеличение температуры и скорости сушильного агента.

Герметизация трактов сушилки и комплексная механизация процесса Создание виброкипящего слоя материала механическим воздействием или пропусканием газа.

Использование перегретого пара в качестве сушильного агента.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ

сушка герметизация пар газ Чуянов Г. Г. Обезвоживание, пылеулавливание и охрана окружающей среды. — М.: Недра, 1987. — 260 с.

Руденко К.Г., Шемаханов М. М. Обезвоживание и пылеулавливание. — М.: Недра. 1981. — 350 с.

Зозуля И.И., Назимко Е. И., Самойлик Г. В., Смирнов В. А. Проектирование углеобогатительных фабрик. Киев: УМК ВО, 1992. — 284 с.

Благов И.С. и др. Оборотное водоснабжение углеобогатительных фабрик. — М.: Недра, 1980. — 216 с.

Тенденции совершенствования водно-шламовых схем углеобогатительных фабрик и глубокого обезвоживания флотоконцентрата / Бочков Ю. Н., Заславский Б. Г. // Перспективные направления научных исследований по развитию обогащения углей. ИОТТ. — Люберцы, 1990. — С. 124−128.

Бейлин М. И. Теоретические основы процессов обезвоживания углей. — М.: Недра, 1969. — 240 с.

Брук О. Л. Фильтрование угольных суспензий. М.: Недра. — 1978. — 272 с.

В.А. Жужиков. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. М.: Химия. — 1980. — 398с.

Фридман С.Э., Щербаков О. К., Комлев А. М. Обезвоживание продуктов обогащения. М.: Недра. — 1988. — 240 с.

Клешнин А.А., Кейтельгиссер И. Н., Рабинович Ю. М. Наладка, регулировка и эксплуатация фильтровальных отделений углеобогатительных фабрик. — М.: Недра. — 1985. — 135с.

Т.Г. Фоменко, В. С. Бутовецкий, Е. М. Погарцева. Рекомендации по водно-шламовому хозяйству углеобогатительных фабрик. Луганск: УкрНИИуглеобогащение. — 1973. — 244с.

Гарковенко Е.Е., Назимко Е. И., Самойлов А. И., Папушин Ю. Л. Особенности флотации и обезвоживания тонкодисперсных углесодержащих материалов. Донецк: Норд-Пресс. — 2002. — 266 с.

Назимко Е.И., Гарковенко Е. Е. Совершенствование работы систем осветления оборотных вод углеобогатительных фабрик. Днепропетровск: НАНУ ИГТМ, 2000. — 174с.

Справочник по обогащению углей / Под ред Благова И. С., Коткина А. М., Зарубина Л. С. М.: Недра. — 1984 — 614 с.

Обогатительное оборудование. Каталог-2006. Ин-т Гипромашуглеобогащение.

Оборудование для горнорудной, угольной и металлургической промышленности. Торговый дом Бердичевского машиностроительного завода «Прогресс». Каталог-проспект. — 2006 г. — 42с.

Дерягин Б.В., Чураев Н. В., Овчаренко Ф. Д. Вода в дисперсных системах. — М.: Химия. — 1989. — 288 с.