К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

По дисциплине

«Основы проектирования»

На тему: Проект сушилки с псевдоожиженным (кипящим) слоем

Проектант: Ст-т 3курса

Самохин Денис Игоревич

Руководитель:

Вандышева Анна Александровна

Балаково 2015г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Имени ГагаринаЮ.А.

Балаковский институт техники, технологии и управления

 

Кафедра: Процессы и аппараты химических технологий

 

Задание

К курсовому проекту

 

Спроектировать сушилку с псевдоожиженным слоем для сушки сульфата аммония с выходом 90%

 

Студенту учебной группы ТМОБ-3з вечерне-заочного факультета

Самохину Денису Игоревичу

 

 

ТЕМА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Проект сушилки с псевдоожиженым (кипящим) слоем

 

1. Введение

Сушка – это процесс удаления влаги из материалов путем испарения и отвода паровой фазы. В химической промышленности этот процесс применяется для улучшения качества продуктов, уменьшения массы, предохранения продуктов от слеживаемости, повышения транспортабельности и т.д.

Сущность процесса сушки заключается в переходе влаги, находящейся в твердом материале из жидкой фазы в газообразную. Такой процесс может протекать лишь в том случае, если давление пара над поверхностью материала больше парциального давления его в окружающей газообразной среде.

Сушка характеризуется статикой и кинетикой. Статика сушки устанавливает связь между начальными и конечными параметрами высушиваемого материала и сушильного агента на основе уравнений материального и теплового балансов. Из статики сушки определяют состав материала, и расход теплоты и сушильного агента.

Кинетика сушки устанавливает связь между изменением влажности материала во времени и параметрами процесса. Уравнения кинетики сушки характеризуют процесс удаления влаги из материала во времени и предназначены для определения продолжительности и режима сушки.

Различают два периода сушки: период постоянной скорости и период падающей скорости процесса.

В течение первого периода влага испаряется со всей поверхности влажного материала. В этом периоде скорость сушки постоянна и определяется лишь скоростью внешней диффузии, т. е. диффузии паров влаги с поверхности материала в окружающую среду.

Во втором периоде скорость сушки определяется внутренней диффузией – перемещением влаги изнутри материала к его поверхности. С начала второго периода поверхность подсушенного материала начинает покрыватся коркой и поверхность испарения влаги постепенно уменьшается, что приводит к увеличению сопротивления внутренней диффузии и к непрерывному уменьшению скорости сушки.

Двум основным периодам предшествует некоторый период прогрева материала до температуры сушки.

Период прогрева материала является, как правило, кратковременным и характеризуется неустановившимся состоянием процесса. За этот период температура материала повышается до температуры мокрого термометра, но его влажность w _нач снижается незначительно. Скорость сушки возрастает и к концу периода прогрева материала достигает максимума.

В период постоянной скорости скорость процесса является наибольшей, температура материала постоянна.

К концу второго периода температура материала повышается и достигает температуры воздуха или среды, окружающей материал. Одновременно влажность материала снижается до равновесной по всей его длине. С момента достижения равновесной влажности скорость сушки становится равной нулю.

При дальнейшем пребывании материала в сушилке его влажность остается постоянной.

 

2. Сравнительная характеристика и выбор оборудования

 

Сушилки классифицируют по:

1. Давлению в рабочем пространстве: Атмосферные, вакуумные, под избыточным давлением.

2. Режиму работы: периодического и непрерывного действия.

3. Виду теплоносителя: Воздушные, на дымовых или инертных
газах,на насыщенном или перегретом паре, на жидких теплоносителях.

4. Способу нагревания сушильного агента: С паровыми воздухоподогревателями, электронагревателями, комбинированные.

5. Способ подвода тепла к материалу: Конвективные, контактные, (радиационные),снагревом токами высокой частоты, с акустическим и
или ультразвуковым нагреванием.

6. Виду высушиваемого материала: для крупнодисперстных, тонкодисперстных, пылевидных, ленточных, пастообразных материалов, жидких растворов или суспензий.

7. Конструктивному типу сушилки: Камерные, шахтные, ленточные, барабанные, трубчатые и т.д.

Конструкции сушильных аппаратов (сушилок) крайне раз­нообразны. Можно назвать две основные причины такого раз­нообразия: различие в свойствах высушиваемых материалов и в постановке технологической задачи; недостаточные успехи проектировщиков в разработке единой оптимальной конструк­ции. В случае сушильных аппаратов определенно преобладает первая причина. Это является следствием широкого разнообра­зия определяющих факторов:

— консистенция высушиваемого исходного сырья (изделия; ленты; пленки; нити; зернистые материалы, хорошо и плохо сыпучие; пасты; суспензии и даже растворы);

— размер и форма ТМ (крупные и мелкие; сферические и близкие к ним либо сильно отличающиеся от шарообразных; дробленые, игольчатые, чешуйчатые и т.п.);

— устойчивость к высоким температурам: стабильность к очень высоким (на уровне топочных газов) или достаточно высоким температурам либо, наоборот, термолабильность и потому ограниченность температур при сушке;

— виды связи влаги с материалом и необходимая глубина вы­сушивания;

—скорость сушки (существуют материалы, портящиеся при быстрой сушке);

— механическая прочность (устойчивость к сжатию и истира­нию) и т.п.

Объекты классификации можно детализировать более подробно по одному или нескольким признакам. Например если гидродинамический режим представить как способ взаимодействия слоя дисперстного материала с греющей поверхностью или агентом сушки то этот признак можно связать непосредственно с конструктивным типом сушилки:

1. Сушилки с неподвижным слоем материала делят на: полочные и камерные.

2. Сушилки с плотным перемещаемым слоем материала: вальцевые, ленточные, вальцеленточные, петлевые, шахтные или турбинные.

3. Сушилки с механически перемешиваемым слоем материала: валковые, шнековые, барабанные, роторные, вибрационные.

4. Сушилки со взвешенным слоем материала: Пневмвтические(трубные, спиральные, вихревые), с кипящим слоем или аэрофонтанные.

В свою очередь для каждого конструктивного типа сушилок возможно более детальное деление на разновидности. Например, распылительные сушилки различаются по следующим способам распыления высушиваемого материала: центробежный дисковый, пневмофорсуночный, механический форсуночный и другие, аппараты с кипящим слоем могут быть однокамерные и многокамерные, с инертными телами или с насадкой, с греющими элементами.

Рассмотреные классификации дают представление о способах сушки и основных типов сушилок, но не дают указаний о выборе аппарата для сушки конкретного материала. Для выбора сушилки обычно связывают тип сушильного аппарата с характеристиками высушиваемого материала.