Автоматизация процесса сушки в кипящем слое

В сушилках с кипящим слоем процесс сушки продолжается до нескольких минут, в то время как сушильный агент (воздух) проходит через сушилку за доли секунды.

Влажный материал подается из бункера шнековым питателем в сушилку 4, где он псевдоожижается воздухом, нагреваемым в топке 2 за счет сжигания газа. Воздух отсасывается через циклон 5 воздуходувкой 6, а высушенный материал выводится из сушилки. Установлено, что в псевдоожиженном слое температура однозначно определяет остаточную влажность частиц твердого материала при фиксированном времени их пребывания в аппарате и является основной регулируемой величиной. Ее можно поддерживать, меняя расход высушиваемого материала, а также расход или температуру сушильного агента. Возможно применение любого из этих вариантов.

Использование в качестве регулирующего воздействия расхода влажного материала требует установки дополнительного бункера для этого материала между предыдущей технологической установкой и сушилкой. При использовании же расхода или температуры воздуха следует иметь в виду, что на изменение этих величин наложены ограничения по максимуму и минимуму.

Температура в слое псевдоожиженного материала поддерживается регулятором, который управляет подачей влажного материала в сушилку. Возрастание температуры в слое свидетельствует о понижении среднего значения остаточной влажности частиц твердого материала. Реагируя на это, регулятор увеличивает скорость вращения шнека питателя, что приводит к увеличению подачи влажного материала и снижению температуры в слое.

Поддержание постоянства температуры воздуха на входе в сушилку обеспечивается с помощью АСР изменяющей подачу топливного газа в топку. Регулятор соотношения устанавливает подачу первичного воздуха в топку в количестве, необходимом для полного сгорания топливного газа. Расход горячего воздуха, подаваемого в сушилку под распределительную решетку и псевдоожижающего частицы высушиваемого материала, стабилизируется изменением подачи вторичного воздуха в смесительную камеру 3.

Заданное разрежение в сушилке регулируется с помощью клапана, установленного на линии отработанного сушильного агента. Материальный баланс объекта по твердому материалу соблюдается за счет поддержания постоянства уровня псевдоожиженного материала в сушилке с помощью регулятора, управляющего отводом сухого материала из аппарата. Уровень псевдоожиженного материала измеряется гидростатическим дифманометрическим уровнемером по перепаду давления в сушилке. Изменение расхода сухого материала из аппарата обеспечивается изменением проходного сечения задвижки с пневматическим приводом, работающим от регулятора уровня.

В сушилках с кипящим слоем целесообразно применять экстремальные системы регулирования. В качестве критерия оптимальности можно, например, выбрать количество влаги W, удаляемой из твердого материала в единицу времени:

где F – расход сухого материала; М н и М к – начальная и конечная влажность материала.

Количество влаги W рассчитывается с помощью вычислительного устройства, выходной сигнал которого направляется на экстремальный регулятор, изменяющий расход сушильного агента. При этом необходимо предусмотреть ограничения по минимальной влажности сухого продукта, а также по минимальному и максимальному расходам сушильного агента. Границы изменения расходов сушильного агента определяют областью существования псевдоожиженного слоя частиц твердого материала.