Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние теории и практики процесса конвективной сушки дисперсных материалов 7
1.1. Равновесие при термической сушке 7
1.2. Кинетика процесса сушки 12
1.3. Анализ современных конструкций конвективных сушилок для сушки дисперсных материалов 19
1.4. Инженерные методы расчета конвективных сушилок 31
1.5. Постановка задач теоретических и экспериментальных исследований 37
Глава 2. Математическое моделирование процесса сушки в многосекционной сушилке с кипящим слоем 39
2.1. Описание принципа действия сушилки с кипящим слоем и физической картины процесса сушки 39
2.2. Массообмен в кипящем слое 42
2.2.1. Период постоянной скорости сушки 42
2.2.2. Период падающей скорости сушки 45
2.3. Теплообмен в кипящем слое 49
2.3.1. Период постоянной скорости сушки 49
2.3.2. Период падающей скорости сушки 52
Глава 3. Тепломассоперенос при термической суішсе кварцевого песка и золы ТЭЦ 56
3.1. Равновесие в системах влажный воздух-дисперсный материал 56
3.2. Экспериментальное изучение процесса сушки дисперсных материалов в сушилке с кипящим слоем 61
3.2.1. Описание экспериментальной установки и методики проведения эксперимента 61
3.2.2. Обсуждение полученных результатов 62
3.3. Проверка адекватности математической модели 75
Глава 4. Использование результатов работы в производстве керамического кирпича 87
4.1. Испытания полупромышленной сушилки кипящего слоя в производственных условиях 87
4.2. Инженерный метод расчета многосекционной сушилки с кипящим слоем 90
Заключение 94
Основные условные обозначения 96
Библиографический список 101
Приложения 114
- Анализ современных конструкций конвективных сушилок для сушки дисперсных материалов
- Период падающей скорости сушки
- Экспериментальное изучение процесса сушки дисперсных материалов в сушилке с кипящим слоем
- Инженерный метод расчета многосекционной сушилки с кипящим слоем
Введение к работе
Актуальность работы. В химической промышленности сушка наряду с выпариванием и обжигом, как правило, определяет технико-экономические показатели всего производства в целом, что связано со значительными затратами тепловой энергии для проведения данных процессов. Процессы конвективной сушки широко применяются в производствах минеральных солей и удобрений, полимерных материалов и в других производствах.
Для сушки дисперсных материалов успешно используются сушилки с кипящим слоем, неоспоримым преимуществом которых по сравнению с другими сушилками является развитая поверхность контакта между частицами и сушильным агентом и интенсивное испарение влаги из материала. Наблюдаемая при этом значительная неравномерность сушки, обусловленная тем, что при интенсивном перемешивании в слое время пребывания отдельных частиц существенно отличается от его средней величины, может быть устранена путем секционирования сплошного кипящего слоя. Создание и внедрение в промышленное производство аппаратов такой конструкции, позволяющих повысить эффективность процесса сушки и снизить удельные затраты тепловой энергии на единицу выпускаемой продукции, является актуальной задачей. Решение этой проблемы невозможно без дальнейшего совершенствования теоретической базы математического моделирования и методов расчета, основанных на исследовании равновесных и кинетических закономерностей массо- и теплообмена между высушиваемым материалом и сушильным агентом, а также гидродинамических особенностей движения твердой и газовой фаз в аппарате. Поэтому разработка таких моделей является актуальной задачей, имеющей важной теоретическое и практическое значение.
Цель работы. Разработка математической модели и инженерного метода расчета процессов тепломассопереноса в многосекционной сушилке кипящего слоя, позволяющих определить основные размеры аппарата при минимальном расходе тепловой энергии и достижении заданной конечной влажности дисперсного материала.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
разработка математического описания тепломассопереноса при сушке кварцевого песка и золы ТЭЦ;
экспериментальное исследование процессов сушки кварцевого песка и золы ТЭЦ в аппарате кипящего слоя с вертикальными секционирующими перегородками;
разработка инженерного метода расчета многосекционной сушилки кипящего слоя;
разработка рекомендаций для использования результатов исследования в производстве керамического кирпича.
Научная новизна работы:
1. Разработаны математические модели процессов тепломассопереноса в многосекционной сушилке кипящего слоя, учитывающие нелинейность
равновесной зависимости, закономерности тепломассопереноса в периоды постоянной и падающей скорости сушки, а также особенности движения твердой и газовой фаз в аппарате.
2. Показано удовлетворительное совпадение изотерм десорбции воды с
поверхности кварцевого песка и золы ТЭЦ, найденные по методу Пасса и
рассчитанные с помощью уравнения Брунауэра, Эммета, Тейлора (БЭТ) в
интервале относительной влажности воздуха от 0 до 35 %.
3. На основе экспериментальных и теоретических исследований
установлено возрастание объемного расхода рециркулируемого отработанного
сушильного агента с увеличением количества секций в многосекционной
сушилке.
Практическая ценность работы:
Предложена конструкция многосекционной сушилки кипящего слоя, позволяющая повысить равномерность сушки дисперсного материала, защищенная патентом на полезную модель.
Разработан инженерный метод расчета сушилки кипящего слоя с секционирующими вертикальными перегородками, позволяющий рассчитать габаритные размеры аппарата, влагосодержания и температуры материала, а также сушильного агента в каждой секции и на выходе из аппарата.
Найдены режимные параметры работы многосекционной сушилки кипящего слоя, позволяющие получить готовый продукт с более однородным влагосодержанием по сравнению с односекционной сушилкой при одинаковом среднем времени пребывания материала в аппаратах.
На основе экспериментальных и теоретических исследований процесса сушки золы ТЭЦ и кварцевого песка в многосекционной сушилке кипящего слоя показана целесообразность повторного использования из последних секций аппарата не менее 25 % отработанного воздуха от общего расхода теплоносителя.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при разработке и проектировании сушилки кипящего слоя для сушки кварцевого песка и золы ТЭЦ в производстве керамического кирпича.
На защиту выносится:
Математическую модель процесса сушки дисперсного материала в многосекционном аппарате кипящего слоя;
Результаты экспериментальных исследований процесса сушки кварцевого песка и золы ТЭЦ в многосекционном аппарате кипящего слоя.
Результаты численного эксперимента по моделированию тепломассопереноса при сушке кварцевого песка и золы ТЭЦ.
Апробация работы:
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов (Иваново, 2006); VI Региональной студенческой научной конференции "Фундаментальные науки - специалисту нового века" (Иваново, 2006); XIX
Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-19" (Воронеж, 2006); XI Международной научно-технической конференции "Наукоемкие химические технологии - 2006" (Самара, 2006); Всероссийской научно-технической конференции "Приоритетные направления развития науки и техники" (Тула, 2006); Международной научной конференции "Теоретические основы создания, оптимизации и управления энерго- и ресурсосберегающими процессами и оборудованием" (Иваново, 2007); XIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные техника и технологии" (Томск, 2007); XXI Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-21" (Ярославль, 2007); Региональной научно-технической конференции "Материаловедение и надежность триботехнических систем" (Иваново, 2009); XXII Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-22" (Псков, 2007); III Международной научно-технической конференции "Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности" (Воронеж, 2009).
Публикации.
По материалам исследований опубликовано 16 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, входящем в список ВАК, получен патент на полезную модель.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объем работы: 120 страниц основного текста, включая 50 рисунков и 10 таблиц. Список литературы включает 117 наименований.
Анализ современных конструкций конвективных сушилок для сушки дисперсных материалов
В настоящее время существует большое разнообразие конструкций сушилок с кипящим слоем. Процесс в кипящем слое позволяет значительно увеличить поверхность контакта между частицами материала и сушильным агентом, интенсифицировать испарение влаги из материала и сократить (до нескольких минут) продолжительность сушки [40,41]. Сушилки с кипящим слоем хорошо зарекомендовали себя в пищевой, химической, микробиологической, фармацевтической и др. промышленности. Для осуществления процессов в кипящем слое применяют односекционные и многосекционные аппараты, которые имеют свои достоинства и недостатки. В односекционных аппаратах происходит обратное перемешивание сплошной и дисперсной фаз, снижается однородность псевдоожижения, что ухудшает эффективность процесса сушки. Многосекционные аппараты позволяют исключить эти недостатки путем горизонтального и вертикального секционирования кипящего слоя.
Существует большое разнообразие конструкций односекционных сушилок, которые различаются по форме сечения, направлению движения высушиваемого материала от загрузки к выгрузке и конструкцией механических устройств, способствующих интенсификации процесса сушки [42-51]. Для обеспечения более равномерного высушивания материала широко применяются однокамерные сушилки кипящего слоя с направленным перемещением высушиваемого материала. На основании исследований [52, 53] была разработана конструкция однокамерного аппарата с направленным перемещением слоя без применения каких либо сложных дополнительных Данный аппарат имеет сушильную камеру корытообразной формы, вследствие чего скорость теплоносителя по мере его подъема уменьшается. Это обеспечивает распределение частиц по крупности: более мелкие частицы будут находиться на большей высоте, т. е. в зоне более низких температур, в результате чего улучшается равномерность нагрева всего материала. Благодаря сужению щели для подачи сушильного агента, объемы проходящего теплоносителя уменьшаются по ее длине, а так как в верхних горизонтальных сечениях камера имеет одинаковую ширину, то вертикальные скорости теплоносителя также уменьшаются. Линии равных скоростей теплоносителя распределяются по опускающейся кривой. Результирующая сила тяжести и динамического давления газа заставляет частицу двигаться как бы по наклонной плоскости. В нижней части камеры перемещение частиц происходит вследствие того, что теплоноситель поступает в слой под углом. Данную сушилку рекомендовано использовать в производстве для сушки угля и различных солей. Аналогичные конструкции сушилок, работающие по сходному принципу, приведены авторами [55, 56].
Для улучшения перемешивания сушильного агента с влажным материалом в сушилках с кипящим слоем могут применяться механические перемешивающие устройства различного типа. В качестве примера на рис. 1.4 приведена одна из конструкций сушилки кипящего слоя с мешалкой и наклонной газораспределительной решеткой [57].
Сушилка имеет цилиндрический корпус и наклонную решетку и снабжена мешалкой, передвигающей крупный материал от центра к периферии. Время нахождения материала на решетке определяется либо скоростью движения мешалки, либо углом наклона решетки (на рисунке решетка показана горизонтально). Основная масса высушенного материала выгружается через циклон. Данная сушилка применяется для сушки волокнистых и стружкообразных материалов.
Авторами [58] предложена установка (рис. 1.5.) для сушки термочувствительных сыпучих материалов в кипящем слое. 1 - корпус; 2 - газораспределительная решетка; 3 - газоподводящий коллектор; 4 - излучатель звука; 5 - трубопровод сжатого воздуха; 6 обечайка; 7 - загрузочное устройство; 8 - разгрузочное устройство; 9 газоотводящий патрубок; 10 — пылеотделитель; 11 - датчик давления; 12, 13, 14 - датчики температуры, 15 - микропроцессор.
Данный аппарат работает следующим образом: сжатый воздух под давлением 3...3,5 кГс/см подается к трубопроводу 5 и к излучателю звука 4, который преобразует энергию сжатого воздуха в акустическую энергию. Одновременно в корпус 1 загрузочным устройством 7 на газораспределительную решетку 2 подается сырой термочувствительный сыпучий материал, например, аминокостный бактороденцид. В результате наложения сфокусированной звуковой энергии на слой высушиваемого материла последний псевдоожижается. Высушиваемый материал в месте наложения звукового пучка начинает кипеть. Одновременно происходит подсасывание материала с периферии камеры к пучку, так как сфокусированный звуковой пучок обладает высокой эжекционной способностью, а затем его псевдоожижение. Аппарат позволяет интенсифицировать процесс сушки и повысить качество готового продукта.
Более сложными по конструкции и эксплуатации по сравнению с однокамерными сушилками являются многокамерные сушилки. Они состоят из двух и более камер, через которые последовательно движется высушиваемый материал. Применение многокамерных сушилок целесообразно лишь для материалов со значительным сопротивлением внутренней диффузии влаги, требующих длительной сушки, а также для материалов, нуждающихся в регулировании температурного режима сушки. В многокамерных сушилках применяется горизонтальное и вертикальное секционирование. НИИХиммашем разработана конструкция многокамерной сушилки кипящего слоя с горизонтальными секционирующими газораспределительными решетками (рис. 1.6.) [59, 60]. Высушиваемый материал подается сначала на верхнюю газораспределительную, а затем по перетокам переходит на нижерасположенную решетку, откуда удаляется из аппарата. Горячий воздух с большой скоростью (60—70 м/сек) движется в направлении, противоположном направлению движения дисперсной фазы.
Аппараты аналогичных конструкций описаны в работах [61-64]. Их общими недостатками являются высокий удельный расход воздуха, возможность «пригорання» материала к горячей поверхности воздуховода расположенной выше камеры псевдоожижения, а также ненадежность работы перетоков для перемещения материала из одной секции в другую.
Период падающей скорости сушки
В сушилке с секционированным кипящим слоем дисперсного материала осуществляется непрерывный процесс сушки влажного материала (рис. 2.1) [92]. Сушилка кипящего слоя представляет собой аппарат конической формы, разделенный газораспределительной решеткой 3 на камеру 1 для кипящего дисперсного материала и камеру 2 для ввода сушильного агента. Аппарат разделен вертикальными перегородками 4 и 5 на секции. Все секции кроме последней снабжены переточными трубками 6, а все секции кроме первой снабжены карманами 7 и инжектирующими трубками 8. Сушильный агент подается одновременно в нижнюю часть сушилки во все секции аппарата через штуцера 10. Высушиваемый материал подается через штуцер 9 сначала в первую секцию аппарата, в которой из материала частично удаляется влага, а затем материал направляется с помощью переточного устройства во вторую секцию аппарата и последовательно в остальные секции. Высушенный материал выводится из последней секции аппарата через трубу 11. Для улучшения перемещения материала из секции в секцию в нижней части переточной трубки 6 расположена инжектирующая трубка 8 и карман 7, из которого влажный материал с помощью струи воздуха выбрасывается в кипящий слой. Высота кипящего слоя в секции аппарата определяется высотой переточной трубки 6 над газораспределительной решеткой 3. Благодаря конической форме аппарата снижается скорость сушильного агента по мере его подъема, что позволяет проводить сушку полидисперсного материала, улучшить распределение частиц по крупности и уменьшить унос пыли. Более мелкие частицы поднимаются выше и находятся в области более низких температур. Отработанный теплоноситель удаляется в верхней части аппарата через штуцер 12.
В разработанной конструкции аппарата проводили исследование процесса сушки золы ТЭЦ и кварцевого песка. 1 - камера для кипящего дисперсного материала; 2 - камера ввода сушильного агента; 3 - газораспределительная решетка; 4, 5 - вертикальные перегородки; 6 - переточная трубка, 7 — карман, 8 - инжектирующая трубка, 9 - штуцер для ввода дисперсного материала, 10 — штуцер для ввода сушильного агента, 11 — труба для вывода высушенного дисперсного материала, 12 — штуцер для вывода отработанного сушильного агента.
Предложенная многосекционная конструкция аппарата позволяет исключить перемещение материала из одной секции в другую в обратном направлении и получить высушенный материал с меньшей и более равномерной влажностью по сравнению с односекционным аппаратом при одинаковых условиях проведения процесса сушки. Это обусловлено тем, что при сеіщионировании сплошного кипящего слоя время пребывания отдельных частиц приближается к его среднему значению. В данном аппарате можно регулировать высоту слоя и время пребывания материала в каждой секции за счет увеличения или уменьшения высоты переточных трубок.
Для разработки математического описания процесса сушки примем следующие упрощающие допущения [93]. Будем считать, что высушенный материал является монодисперсным. Процесс сушки золы ТЭЦ характеризуется тремя периодами: периодом прогрева материала, периодом постоянной скорости сушки (I период) и периодом падающей скорости сушки (II период). В связи с тем, что продолжительность периода прогрева материала и расход теплоты в данном периоде в сравнении с первым и вторым периодами являются незначительными, то считаем период прогрева материала пренебрежимо малым. В период постоянной скорости сушки все тепло подводимое к материалу затрачивается на поверхностное испарение влаги. При этом температура материала остается постоянной и равна температуре мокрого термометра. Скорость сушки в этот период лимитируется скоростью поверхностного испарения. В период падающей скорости сушки испарение влаги с поверхности материала замедляется, и его температура начинает повышаться. В этот период перенос влаги в частице материала лимитируется как внешней, так и внутренней диффузией, а перенос теплоты определяется как внешним, так и внутренним теплообменом. Для процесса сушки кварцевого песка считаем, что скорость удаления влаги из материала лимитируется только внешним диффузионным сопротивлением. Равновесие в системе сушильный агент - влажный материал описывается начальным участком изотермы БЭТ. Полагаем, что структура потока твердой фазы описывается моделью идеального перемешивания, а структура потока сушильного агента однопараметрической диффузионной моделью. Предполагаем также, что сушильный агент движется в каждой секции аппарата в одном направлении, совпадающим с координатой Ох. Кипящий слой имеет однородную структуру.
Экспериментальное изучение процесса сушки дисперсных материалов в сушилке с кипящим слоем
Установка работает следующим образом. Свежий воздух с помощью воздуходувки 1 подается в электрокалорифер 3, где нагревается до заданной температуры. Затем воздух поступает в аппарат с кипящим слоем дисперсного материала 4. Расход воздуха в сушилку устанавливается с помощью ротаметра 2. Влажный материал подается в аппарат шнековым дозатором 5, а высушенный материал удаляется из аппарата через патрубок 6, расположенный над газораспределительной решеткой. Отработанный теплоноситель выходит через верхний штуцер аппарата и очищается в циклоне 7.
Основным аппаратом лабораторной установки являлся многосекционный аппарат с кипящим слоем с вертикальными перегородками, конструкция и принцип действия которого описаны в разделе 2.1. Данный аппарат был изготовлен из металла, покрыт теплоизоляционным материалом и имел следующие размеры: диаметр газораспределительной решетки - 80 мм, высота аппарата — 600 мм, конусность обечайки - 14.
В качестве объекта исследования были выбраны зола ТЭЦ и кварцевый песок. Эксперименты проводили с вертикальными перегородками и без них. При проведении опытов измеряли температуры воздуха на входе в аппарат и по высоте аппарата, начальную и конечную влажность исследуемого материала, а также влажность материала в каждой секции аппарата. Все измерения проводили после выхода аппарата кипящего слоя на стационарный режим, который устанавливался, как правило, через 2 часа. В таблице 3.1 приведены основные технические характеристики работы лабораторной установки.
При исследовании процессов сушки кварцевого песка и золы ТЭЦ было проведено 120 опытов, результаты которых приведены в приложении 2 и 3. В качестве примера на рис. 3.3-3.10 приведены экспериментальные данные по сушке золы ТЭЦ при различных условиях проведения процесса. На рис. 3.3 - 3.5. представлены зависимости изменения конечной влажности золы ТЭЦ от температуры теплоносителя на входе в аппарат. В данных опытах производительность сушилки по высушенному материалу составляла 7-Ю"4 кг/с, начальная влажность золы ТЭЦ принималась 15 %, а температура сушильного агента изменялась от 70 до 90 С. Количество секций в аппарате принималось от одной до четырех.
Из рис. 3.3 - 3.5. видно, что при повышении температуры сушильного агента на входе в аппарат влажность золы ТЭЦ уменьшается. Например, в аппарате с четырьмя перегородками при расходе воздуха 0,011 м/с и его температуре на входе в аппарат 70 С (рис. 3.3.) конечная влажность материала составляет в среднем 0,014 кг/кг, а в односекционном аппарате это значение равно 0,022 кг/кг [102,103].
На рис. 3.6 - 3.8. представлены зависимости изменения конечного влагосодержания золы ТЭЦ от расхода теплоносителя на входе в аппарат. Расход теплоносителя изменялся от 0,011 до 0,015 м3/с. Опыты проводили при температуре воздуха 70, 80 и 90 С. Количество секций в аппарате также как и в предыдущих опытах изменялось от одной до четырех.
Из рис. 3.6 - 3.8. видно, что при увеличении расхода теплоносителя на входе в аппарат конечная влажность золы ТЭЦ уменьшатся.
При обработке полученных экспериментальных данных были найдены зависимости изменения конечной влажности золы ТЭЦ от количества секций в аппарате при различных режимных параметрах процесса сушки (рис. 3.9 и 3.10). Для иллюстрации выбраны зависимости, полученные при расходе сушильного агента равном 0,011 м /с и его температурах 70,80 и 90 С (рис. 3.9), и зависимости, полученные при температуре воздуха на входе в аппарат 70 С и его расходах 0,011, 0,013 и 0,015 м /с (рис. 3.10).
Установлено, что увеличение количества секций в аппарате позволяет получить высушенный материал с однородной влажностью. Например, при одинаковых условиях проведения процесса конечная влажность золы ТЭЦ в аппарате с четырьмя перегородками в среднем в 1,5 раза меньше, чем в односекционном аппарате. При этом 60 -70 % влаги удаляется из материала в первой секции аппарата [104,105]. На рис. 3.11 и 3.12 показаны распределения температуры по высоте односекционного аппарата кипящего и по высоте каждой секции четырех секционного аппарата, соответственно.
Инженерный метод расчета многосекционной сушилки с кипящим слоем
Для расчета сушилки с кипящим слоем дисперсного материала в качестве исходных данных задают следующие параметры: производительность сушилки по готовому продукту GC.M; начальное влагосодержание дисперсного материала ин, конечное влагосодержание дисперсного материала ик; константу скорости сушки N, коэффициенты скорости сушки Км Кх, параметры сушильного агента на выходе из сушилки (температуру tr.BbIX5 влагосодержание хг.вых); величины, характеризующих механические и тепловые свойства влажного материала (средний диаметр частиц d45 плотность рвлм, теплоемкость свл.м) и сушильного агента (теплоемкость сГ5 плотность рг). В результате расчета необходимо определить продолжительность процесса сушки, габаритные размеры сушилки с кипящим слоем дисперсного материала и расход сушильного агента. Если в качестве исходных данных задаются габаритные размеры аппарата, то в этом случае необходимо найти производительность сушилки по готовому продукту (обратная задача). Алгоритм расчета процесса сушки в многосекционной сушилке состоит в следующем (приложение 5): 1. Находим количество влажного материала, поступающего в сушилку: 2. Определяем количество испаренной влаги: 3.
Задаваясь скоростью потока сушильного агента уф, по формуле (3.3.1) рассчитываем порозность кипящего слоя, которая в соответствии с рекомендациями [2] должна составлять 0,6-0,75. 4. Находим расход воздуха на сушку: W В соответствии с рекомендациями [78] задаемся высотой кипящего слоя Н и находим ориентировочное значение среднего времени пребывания частиц материала в секциях аппарата т0. 7. Рассчитываем высоту сепарационного пространства сушилки Нс по формуле: 9. Выполняем расчет процессов удаления влаги из материала, нагревания слоя материала. 9.1. Рассчитываем коэффициенты теплоотдачи от кипящего слоя дисперсного материала к стенкам аппарата оц, теплоотдачи от поверхности изоляции сушилки в окружающую среду а2 и теплопередачи от кипящего слоя к наружному воздуху К0.с по формулам (3.3.9), (3.3.10) и (3.3.8), соответственно. Находим потери теплоты в окружающую среду Qoc. 9.2. Рассчитываем изменение влагосодержания сушильного агента по высоте кипящего слоя в секциях аппарата для первого и второго периодов сушки по уравнениям (2.2.19) и (2.2.41), соответственно. 9.3. Рассчитываем изменение температуры сушильного агента по высоте кипящего слоя в секциях аппарата для первого и второго периодов сушки по уравнениям (2.3.15) и (2.3.29), соответственно. 9.4. Рассчитываем последовательно среднее значение влагосодержания дисперсного материала на выходе из каждой секции аппарата для первого и второго периодов сушки по уравнениям (2.2.21) и (2.2.44), соответственно. 9.5.
Принимаем температуру материала в секциях для первого периода сушки равной температуре мокрого термометра, а для второго периода сушки рассчитываем температуру материала на выходе из каждой секции аппарата по уравнению теплового баланса (2.3.30). 10. В случае, если влагосодержание материала на выходе из аппарата ивых не равно ик, то уточняют высоту кипящего слоя и проводят расчет, начиная с пункта 7. В случае, если uBbIX = ик, то расчет заканчивается. В табл. 4.3.1 приведены результаты расчета промышленной сушилки кипящего слоя непрерывного действия для сушки кварцевого песка и золы ТЭЦ, рассчитанные с помощью разработанного инженерного метода расчета. 1. Разработана новая конструкция многосекционной сушилки непрерывного действия кипящего слоя, позволяющая повысить эффективность процесса сушки за счет исключения перемещения высушиваемого материала из секции в секцию в направлении обратном движению общего потока твердой фазы. 2. Получены новые решения краевых задач тепломассопереноса для первого и второго периодов сушки дисперсных материалов в многосекционном аппарате кипящего слоя, учитывающие нелинейность равновесной зависимости, полное диффузионное сопротивление массопереносу, термическое сопротивление теплопередаче, продольное перемешивание газовой фазы и идеальное перемешивание твердой фазы. 3. Получены изотермы десорбции воды с поверхности кварцевого песка и золы ТЭЦ методом Пасса и с помощью метода наименьших квадратов установлено, что в интервале относительной влажности от 0 до 35 % изотермы десорбции удовлетворительно описываются уравнением полимолекулярной адсорбции БЭТ. 4. Проведены исследования процесса сушки кварцевого песка и золы ТЭЦ в многосекционной сушилке кипящего слоя, в результате которых установлено, что высушенный материал имеет конечную влажность в среднем в 1,3 раза меньше, чем в односекционной сушилке при одинаковых условиях проведения процесса, и отработанный сушильный агент из последних секций аппарата может быть использован обратно для проведения процесса сушки. 5. На основании сравнения результатов расчета и эксперимента доказана адекватность разработанных математических моделей реальному процессу сушки дисперсных материалов.
Похожие диссертации на Сушка дисперсных материалов в сушилке кипящего слоя непрерывного действия
