Устройство аэрофонтанной сушилки

Аэрофонтанная сушилка – это коническая сушильная камера, в которой влажный продукт подаётся из бункера в питатель, а затем под воздействием газа-теплоносителя переносится в саму сушильную камеру. Благодаря конической форме камеры происходит усиленная циркуляция высушиваемого продукта, он поднимается вверх, фонтанирует в центре сушильной камеры и опускается вниз в её периферийной части.

В случае, если частицы высушиваемого продукта равномерны по размерам и плотности, то частицы сухого продукта, как наилегчайшие, выносятся под воздействием газа из сушильной камеры и улавливаются в циклоне. Для подобных продуктов при их повышенной первоначальной влажности аэрофонтанные сушилки являются более производительными, чем сушилки кипящего слоя, кроме того, они намного проще и дешевле по стоимости.

Усиленное перемещение частиц высушиваемого продукта в псевдоожиженном слое ведёт к обратному перемешиванию твёрдой фазы. Поэтому, во всём слое высушиваемого продукта, при отсутствии секций, температура неизменна и равна температуре готового продукта. В случае, если камера разделена на секции, обратное перемешивание происходит в каждой отдельной секции и перемещение частиц приближается к поршневому режиму. В результате этого, происходит снижение температуры в слое, движущая сила больше, а массо- и теплообмен намного интенсивнее. Помимо этого, как было сказано ранее, равномерность сушки продукта увеличивается.

Самым элементарным является устройство сушилки с горизонтальным разделением камеры при помощи перегородок на несколько отделов с расположением полученных секций на одном уровне.

На рис. 1 представлено устройство аэрофонтанной сушилки прямоугольной формы, разделённой на несколько секций при помощи вертикальных перегородок. В некоторых из них происходит основной процесс высушивания материала, а в других – завершается сушка за счёт собранного тепла, после чего материал охлаждается. Под сушильными камерами сжигается природный газ, продукты сгорания от которого, соединяясь с воздухом, сквозь решётку поступают в слой высушиваемого продукта. В первую секцию поступает самая горячая смесь, в следующую – смесь немного меньшей температуры. В камеры охлаждения поступает холодный воздух. Для улавливания мельчайших частиц из выходящего газа используется циклон, который располагается в свободном пространстве сушильной камеры. Аппарат данного типа может использоваться для сушки продуктов, для обжига либо в качестве реактора.

Горизонтальная непрерывно действующая аэрофонтанная сушилка устроена следующим образом:

1 – сушильная камера;
2 – вертикальные перегородки, разделяющие сушильную камеру;
3 – перфорированная решётка;
4 – самостоятельные газовые коллекторы, расположенные под перфорированной решёткой;
6 – порог, через который высушиваемый продукт, поступая в сушильную камеру 1, через пространства между перегородками 2 и решёткой 3 разгружается в последней секции. При этом отработанный теплоноситель частично рециркулирует. При необходимости, в каждую газовую камеру можно подавать теплоноситель с разной температурой.

Сотрудники Ивановского химико-технического института разработали несколько видов устройств безуносных смешанных сушильных аппаратов. На разных ступенях данного оборудования обеспечиваются различные гидродинамические и тепловые показатели, которые зависят от качественных характеристик высушиваемых продуктов, таких, как размеры частиц, термолабильность, первоначальное и конечное содержание влаги в продукте, форма связи влаги с продуктом и прочее. Главным преимуществом такого оборудования является то, что при сушке происходит одновременное очищение воздуха, выходящего из последней ступени, путём соединения пыли с загружаемым влажным продуктом. Нужное время нахождения высушиваемого материала достигается в сушилке псевдоожиженного слоя, в результате чего появляется возможность производить более глубокую сушку продуктов, в которых содержится связанная влага.

1 - питатель влажного материала; 2 - циклон; 3 - пневмопитатель подсушенного материала; 4 - пневмотруба; 5 - аппарат с кипящим слоем. Рисунок 2 - Сушилка “Циклон - кипящий слой”.

Для высушивания большого ряда продуктов в промышленных отраслях особенно часто применяются смешанные сушильные аппараты типа «циклон-кипящий слой», что представлено на рис. 2. Влажный продукт поступает сквозь верхний пневмопитатель 1 при помощи отработанного воздуха в циклон 2. Здесь осуществляется первоначальная подсушка и перемешивание влажного продукта с сухими частицами уноса. Это препятствует его слипанию и образованию комков, продукт становится сыпучим и поступает в нижний пневмопитатель 3 с некоторой долей выработанного сушильного агента. Степень рециркуляции регулируется путём изменения размеров сопла нижнего пневмопитателя. Оставшееся количество сушильного агента, охлаждённого от влажности продукта, поступает в атмосферу. Слегка подсушенный продукт поступает через нижний пневмопитатель в пневмотрубу 4, которая является второй ступенью оборудования и служит для удаления лишней влажности с поверхности частиц высушиваемого продукта. Из пневмотрубы продукт поступает в сушильную камеру с закрученным кипящим слоем. Закручивание обеспечивается за счёт тангенциальной подачи продукта и специального устройства газораспределительной решётки. Высушивание продукта до его заданной конечной влажности происходит благодаря управлению временем нахождения путём создания необходимой высоты кипящего слоя.

Сушильные аппараты подобного типа широко используются на промышленных предприятиях. К примеру, выработка подобного аппарата с площадью газораспределительной решётки 0,128 м² при испарении полиметилметакрилата от первоначального содержания влаги 5% до конечного 0,1% составляет 500 кг/ч.