Расчет процесса конвективной сушки карбоната калия в барабанной вращающейся сушилке - Курсовая работа

8.1 Материальный баланс процесса сушки 8.2 Графоаналитический расчет процесса сушки в теоретической сушилке 9.1 Расчет на прочность 9.2 Расчет на прогиб 10.2 Расчет и выбор вентилятора· конвективные (высушиваемый материал омывается потоком предварительно нагретого сушильного агента);· атмосферные (сушка осуществляется при атмосферном или близком к нему давлении);· сушилки периодического действия (загрузка и выгрузка высушиваемого продукта осуществляется периодически);· сушилки с применением перегретого пара или инертного газа (используются для сушки продуктов, которые окисляются кислородом воздуха).· прямоточные сушилки (направление движения высушиваемого продукта совпадает с направлением движения сушильного агента);· установки для сушки с естественной циркуляцией сушильного агента (его движение в сушильной камере осуществляется за счет разности плотностей газа в различных частях камеры);· сушилки с паровым обогревом (сушильный агент нагревается в поверхностных подогревателях, в которых пар находится под давлением 3-10 атм).· подогрев в выносных подогревателях (осуществляется перед вводом в сушилку);· рециркуляционные (сушильный агент частично возвращается в сушильную камеру).· сушилки с воздухообменом (влажный воздух полностью или частично заменяется);· камерные сушилки; Рис. · Коридорные (туннельные) сушилки; Рис. Рис.В основном варианте конвективной сушилки сушильный агент, предварительно нагретый в калорифере до максимально допустимой температуры, движется в сушилке, непосредственно соприкасаясь с высушиваемым материалом (пищевыми продуктами, медицинскими препаратами, химическими соединениями и др.). При сушке термически нестойких материалов (например, полиэтилена) сушильный агент только частично нагревается в основном калорифере и вводится в сушильную камеру при допустимой для высушиваемого материала температуре. Для сушки некоторых материалов (древесины, заформованных керамических изделий и пр.) часто применяются сушилки с возвратом (рециркуляцией) части отработанного воздуха. Для сушки огне и взрывоопасных материалов или при удалении из высушиваемого материала ценных продуктов (спирты, эфиры и пр.) применяются сушилки с замкнутой циркуляцией потока инертных газов или воздуха [4]. Сушилки с кипящим слоем : а, б-односекционные с ненаправленным и направленным движением материалов (в первом случае - термостойких, во втором-трудно высыхающих, для которых необходима высокая равномерность сушки); в, г - многосекционные с расположением секций одна над другой и разделением их перегородками (для термочувствительных материалов, свойства которых сильно изменяются при сушке); пунктирные линии - газораспределительные решетки.Выбор типа сушилки зависит от химических свойств материала. Эти сушилки отличаются высокой производительностью и относятся к конвективным сушилкам. В этих аппаратах сушке подвергают соли, топливо, пасты; их используют в производствах соды, удобрений, ядохимикатов. Сушилка представляет собой цилиндрический барабан 1, к которому крепятся бандажи 9, опирающиеся на опорные 3 и опорно-упорные 6 ролики. Вращение барабану передается от электродвигателя через редуктор 4 и зубчатый венец 5, закрытый кожухом 10.Лопасти насадки поднимают и сбрасывают материал при вращении барабана. Барабан установлен под углом а к горизонтали до 6°; высушиваемый продукт передвигается к выгрузочной камере 2 и при этом продувается сушильным агентом. Выбор типа насадки зависит от материала. Барабан заполняют материалом обычно до 20%. Внутренние устройства (насадки) сушильных барабанов: а, е - подъемно-лопастная система; б, в, г, ж, з, и, к, о - секторная система; л, м - распределительная система, состоящая из отдельных сообщающихся ячеек; д-ячейковая система, не сообщающихся ячеек; п-цепная система.В данном курсовом проекте будем рассчитывать барабанную сушилку непрерывного действия, так как: · благодаря непрерывному перемешиванию при вращении сушилки частицы высушиваемого материала соприкасаются с газами очень короткое время, что позволяет применять более высокую температуру газов; · применение газов с высокой температурой делает эти сушилки очень экономичными как по расходу тепла, так и по расходу энергии;1 - бункер; 2 - питатель; 3 - калорифер; 4, 6 - вентиляторы; 5 - сушильный барабан; 7 - циклон; 8 - промежуточный бункер; 9 - транспортер; 10 - зубчатая передача.8.1 Материальный баланс процесса сушки а) по всему материалу, подвергаемому сушке: G1 =G2 W, (1) где G1 - масса влажного материала, поступающего на сушку, кг/с; W - масса влаги, удаляемой из материала при сушке, кг/с. б) по абсолютно сухому веществу в высушиваемом материале: G1 = G2 , (2) где w1 , w2 - начальная и конечная влажность материала соответственно (считая на общую массу материала)%. Согласно схеме рис.2., тепло подводится в калорифер К1, установленный перед сушилкой Qk и в дополнительный калорифер К2 внутри камеры сушилки в количестве Qд=0, тогда с учетом потерь тепла в окружающую среду имеем: Пусть на сушку поступает G1 =4,7 кг/с исходного материала,

Оглавление

1. Оглавление

2. Введение

3. Классификация сушилок

3.1 По способу подвода тепла

3.2 По уровню давления сушильного агента в рабочем пространстве сушильной камеры

3.3 По характеру работы

3.4 По применяемому сушильному агенту

3.5 По направлению движения сушильного агента относительно высушиваемых продуктов

3.6 По принципу циркуляции сушильного агента

3.7 По способу нагрева сушильного агента

3.8 По подогреву сушильного агента

3.9 По кратности использования сушильного агента в сушильной установке

3.10 По степени замены влажного воздуха сухим

3.11 По конструктивным признакам

4. Выбор основного оборудования

5. Выбор конструкции аппарата

5.1 Барабанная сушилка

5.2 Принцип работы барабанных сушилок

5.3 Технико-экономическое обоснование

5.4 Принципиальная схема барабанной сушилки

. Введение

Сушка представляет собой процесс удаления влаги из твердого или пастообразного материала путем испарения содержащейся в нем жидкости за счет подведенного к материалу тепла. Это термический процесс, требующий значительных затрат тепла.

Сушка широко применяется в химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Относительно широкое распространение сушка получила в области обработки осадка городских сточных вод (барабанные сушилки, сушка во встречных струях). Процессы термического удаления той части влаги, которую невозможно удалить механическим путем, могут также найти применение при обработке ПО, которые необходимо подготовить к транспортированию и дальнейшей переработке (например, гальванические шламы), а также при обработке некоторых отходов химической, пищевой и других отраслей промышленности.

Метод сушки выбирают на основе технологических требований к высушиваемому продукту и с учетом технико-экономических показателей.

Процесс сушки осуществляется за счет тепловой энергии, вырабатываемой в генераторе тепла. Генератором тепла могут служить паровые или газовые калориферы, топки, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе, инфракрасные излучатели и генераторы электрического тока.

Выбор генератора тепла обычно определяется схемой и методом сушки, физическими свойствами высушиваемого материала и требуемым режимом сушки. При возможности целесообразно использовать тепло отходящих газов или отработанного пара, при этом одновременно утилизируются тепловые отходы.

Сушка - процесс тепломассообменный. Удаление влаги с поверхности тесно связано с продвижением ее изнутри к поверхности. Сушка отличается от выпаривания тем, что в первом случае удаление влаги происходит при любой температуре, во втором - если давление образующихся паров равно давлению окружающей среды (например, кипение воды происходит при давлении, равном барометрическому).

В воздушной сушке, так же как и в газовой, тепло передается от теплоносителя непосредственно высушиваемому веществу. Для получения материала необходимого качества особое внимание должно уделяться технологическому режиму сушки, правильному выбору параметров теплоносителя и режиму процесса (выбор оптимальной температуры нагрева материала, его влажности и т.д.). Оптимальный режим сушки, влияющий на технологические свойства материала, зависит от связи влаги с материалом.

По мере удаления влаги с поверхности материала за счет разности концентрации влаги внутри материала и на его поверхности, происходит движение влаги к поверхности путем диффузии. В некоторых случаях имеет место так называемая термодиффузия, когда движение влаги внутри материала происходит за счет уменьшения разности температур на поверхности и внутри материала.

При сушке некоторых материалов до низкой конечной влажности тепло расходуется не только на подогрев материала и испарение влаги из него, но и на преодоление связи влаги с материалом. В большинстве случаев при сушке удаляется водяной пар, однако, в химической промышленности иногда приходится удалять пары органических растворителей. Независимо от того, какая жидкость будет испаряться, закономерности процесса те же [1, с. 189].. Классификация сушильных установок [2]