Научно-технические основы теплоэнергетических процессов термовакуумной сушки углеродных материалов - Статья

Современные сушильные установки должны обеспечивать однородное температурное поле в массе влажного дисперсного сырья, иметь простую конструкцию и, соответственно, быть как можно более надежными, просты и удобны в изготовлении и обслуживании, иметь высокую производительность при малом удельном расходе энергии; быть пригодными для перевозки и быстрого развертывания в рабочее положение, обеспечивать как можно более стабильные параметры сушки и получить стандартную по качеству продукцию. Решение этих задач должно базироваться на изыскании новых, более эффективных методов энергопотребления сушильной установкой и соответствующих оптимальных режимов технологического процесса, обеспечивающего повышение энергетического КПД установки. Это дает возможность на основе выбранного критерия оптимальности и варьируемых факторов определить параметры режима технологического процесса сушки и получить энергосберегающую, высокоэффективную сушильную установку. Потребность в сушке и измельчении углеродных материалов имеет в настоящее время массовый спрос. В настоящее время во всем мире ведутся разработки по созданию эффективных, энергосберегающих термотехнологичных установок, совершенствуются методы интенсификации технологических процессов с целью повышения эффективности теплотехнического оборудования.Влияние термовакуумных процессов на сушку дисперсных материалов осуществляется за счет переноса влаги из внутренних слоев материала к его поверхности, превращения влаги в пар и удаление пара с поверхности в окружающее пространство. Дж/(кг·К); cc - средняя удельная теплоемкость пара, при Р = const, Дж/(кг·К); mc, мв - масса сухого сырья и влаги, кг; Тп - температура, до которой перегревается пар влаги, уходящий с поверхности материала, К; Ти - температура испарения влаги, К. В тот момент, когда высушиваемый материал поступает в сушильную камеру, температура тела падает и еще некоторое время продолжает снижаться, это связано с тем, что в это время сушка происходит не за счет подводимого внешнего тепла, а за счет внутренней энергии самого материала. В первый период сушки пар, выделяющийся с поверхности материала, является насыщенным, его температура равна температуре испарения влаги Тп ?Ти, следовательно, второй член знаменателя выражения (3) обращается в нуль. При дальнейшем нагревании высушиваемого материала за счет внешнего источника тепла (второй период сушки) влага из центральных слоев материала движется к поверхности в жидком виде. Находясь в контакте с нагревателем, пар успевает прогреться до температуры нагревателя и уходит из сушильной камеры в водокольцевой насос.Результаты теоретических и экспериментальных исследований, представленные в данной работе, направлены на реализацию технологического процесса сушки и одновременного измельчения углеродных материалов. На примере сушки бурого угля в термовакуумной установке показано, что термовакуумный метод снижает содержание серы в буром угле в 4,6 раза, азота - 8,5 раза, что приводит к уменьшению объема вредных выбросов в атмосферу при его сжигании. Скорость сушки зависит от коэффициента теплопередачи от нагревателя к высушиваемому материалу, величины источника тепла. Повышение экономичности процесса сушки влажных материалов, и получение качественной высушенной продукции, главным образом, связано с внедрением в Применение термовакуумных технологий позволяет создать энергосберегающую, высокоэффективную методику непрерывной сушки углеродных материалов и одновременного его измельчения и повысить экологию технологического процесса.