Научный журнал
Научное обозрение. Педагогические науки
ISSN 2500-3402
ПИ №ФС77-57475

УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Дранников А.В. 1 Шахов С.В. 1 Бубнов А.Р. 1 Рябов А.Г. 1
1 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»
На сегодняшний день существует множество различных конструкций для сушки дисперсных высоковлажных материалов, используя различные технологии и виды сушильных агентов, но в ходе данной работы предложена установка, для повышения качества готового материала, а также снижения металлоёмкости установки и уменьшение удельных энергозатрат на процесс сушки, что достигается путём модернизации сушильной установки. Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов содержит соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя для подсушки дисперсного высоковлажного материала и камеру кипящего слоя для сушки дисперсного высоковлажного материала до конечной влажности. Патрубок отвода перегретого пара атмосферного давления соединен с делителем потоков отработанного пара атмосферного давления, снабженным двумя выходными патрубками, один из которых через циркуляционный короб подсоединен к патрубку подвода перегретого пара атмосферного давления с образованием контура рециркуляции, который включает последовательно соединенные вентилятор для подачи пара атмосферного давления и пароперегреватель пара атмосферного давления, а второй с помощью отводящего канала соединен с пароперегревателем пара пониженного давления, камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления и патрубком его отвода, внутри камеры кипящего слоя установлена наклонная решетка, выполненная с возможностью регулировки угла ее наклона, патрубок отвода отработанного перегретого пара пониженного давления соединен с делителем потоков отработанного пара пониженного давления, снабженным двумя выходными патрубками. Установка должна обеспечить получение готового продукта высокого качества без снижения интенсивности проведения процесса сушки, а также более полное использование теплоты отработанного теплоносителя.
сушка
дисперсный высоковлажный материал
сушильная установка; модернизация
1. Патент № 2478889 РФ, F 26 B 17/10, F 26 B 3/092. Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов / А.А. Шевцов, А.В. Дранников, Е.В. Костина, А.И. Клейменов, Е.Ю. Стороженко (Россия) – № 2011141665; заявлено 13.10.2011; опубл. 10.04.2013; Бюл. № 10.
2. Сажин, В.Б. Выбор и расчет аппаратов с взвешенным слоем / В.Б. Сажин, М.Б. Сажина. – М. – 2001 – 336 с.
3. Разработка устройства для сушки свекловичного жома / И.Т. Кретов, С.В. Шахов, А.В. Дранников, А.В. Прибытков // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2001 – № 10 – С. 56–57.
4. Харин, В.М. Тепло- и влагообменные процессы и аппараты пищевых производств (теория и расчет) / В.М. Харин, Г.В. Агафонов. – М.: Пищевая пром-сть, 2002 – 472 с.
5. Шевцов, А.А. Установка для реализации высокоинтенсивного процесса сушки высоковлажных дисперсных материалов / А.А. Шевцов, А.В. Дранников, Е.В. Костина // Материалы XLVIII отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГТА за 2009 год / Воронеж. гос. технол. акад. – Воронеж, 2010 – Ч. 2 – С. 25.

Известная установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов [1], содержащая соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя и камеру кипящего слоя, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой, причем внутри камеры виброкипящего слоя расположена решетка с виброприводом, закрепленным с внешней стороны камеры, а камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления со встроенной регулирующей заслонкой и наклонной решеткой с возможностью регулировки угла наклона, установленной внутри камеры кипящего слоя; вентиляторы для подачи пара атмосферного и пониженного давления и пароперегреватели пара атмосферного и пониженного давления [2–5].

Однако данная установка имеет следующие недостатки:

– неравномерное высушивание дисперсного высоковлажного материала, так как в сушильных камерах не предусмотрена его пофракционная обработка;

– в камере виброкипящего слоя решетка установлена горизонтально, что может привести к «завалу» материала;

– дополнительные энергозатраты на преодоление сушильным агентом местных сопротивлений в циркуляционных коробах;

– потери теплоты в окружающую среду вследствие больших габаритов;

– высокая металлоемкость.

Поэтому с целью повышения качества готового материала, снижения металлоемкости установки и уменьшения удельных энергозатрат на процесс сушки предложена оригинальная установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов (рисунок), которая работает следующим образом.

drann-1.tif

Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов

Дисперсный высоковлажный материал загрузочным устройством 7, выполненным в виде шлюзового затвора, подают в камеру виброкипящего слоя 1, в которой материал с помощью разделяющих жалюз 12 направляют на решетку 4. Угол наклона решетки 4 можно менять в зависимости от вида высушиваемого материала и его влажности. На решетке 4 происходит подсушка материала, при этом решетку приводят в колебательное движение от вибропривода 6, расположенного с внешней стороны камеры 1. В этой камере материал подвергается одновременному колебательному воздействию от решетки 4 и аэродинамическому воздействию от потока перегретого пара атмосферного давления, подаваемого под решетку. Таким образом, сушка осуществляется в виброкипящем слое, когда наиболее легкие частицы поднимаются вверх, а наиболее крупные остаются на поверхности решетки и далее перемещаются по длине камеры. При этом легкие частицы, перемещаясь по высоте камеры, теряют свою скорость, оседают на боковой поверхности наклонных вставок 22 и под действием силы тяжести опускаются вниз на решетку 4, и далее перемещаются по ее поверхности в следующую камеру. Вставки 22 расположены в камере 1 таким образом, чтобы зазоры между нижними кромками вставок22 и решеткой 4 были одинаковыми и достаточными для беспрепятственного перемещения частиц материала. Жесткость пружин 20 и угол наклона вставок относительно шарниров 24 выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала и его влажности. Так если частицы материала тяжелые и имеют высокую влажность, то пружины должны быть более жёсткими, а отклонение вставок от вертикали должно быть таким, чтобы обеспечивалось свободное перемещение частиц материала по их поверхности.

Подсушенный материал с помощью передающего устройства 8 подают на разделяющие жалюзи 13, которые направляют материал на наклонную решетку 5 камеры кипящего слоя 2, где осуществляется его сушка до конечной влажности. Готовый сухой материал выводят из камеры 2 разгрузочным устройством 9. Для гарантированного перемещения материала по поверхности решетки 5 угол ее наклона должен составлять больше угла естественного откоса высушиваемого материала. Наклонные вставки 23 установлены в камере 2 аналогично вставкам 22 в камере 1.

Отработанный пар атмосферного давления из камеры виброкипящего слоя 1 поступает через разделяющие жалюзи 12 в пароперегреватель 10. Установка разделяющих жалюзи позволяет обеспечить прохождение отработанного пара в пароперегреватель и исключить попадание частиц высушиваемого материала. В пароперегревателе 10 осуществляют перегрев отработанного пара атмосферного давления греющим паром. Далее перегретый пар атмосферного давления с помощью вентилятора 14 возвращают через патрубок подвода пара 16 в камеру 1. При этом вентилятор 14 закреплен на опоре 3 и соединен с одной стороны с пароперегревателем пара атмосферного давления 10, а с другой стороны с патрубком подвода пара атмосферного давления 16, в котором предусмотрена регулирующая заслонка 18 для изменения скорости сушильного агента в камере 1 в зависимости от вида материала и его влажности. Такое взаимное расположение камеры 1, пароперегревателя 10 и вентилятора 14 обеспечивает компактность и минимальное сопротивление на перемещение сушильного агента через элементы установки.

Отработанный перегретый пар атмосферного давления в количестве, равном количеству испарившейся влаги из материала в камере 1, подают через регулирующую заслонку 27 в короб 26. Далее отработанный пар атмосферного давления поступает в пароперегреватель пара пониженного давления 11, в котором происходит его конденсация. Отработанный перегретый пар пониженного давления из камеры 2 через разделяющие жалюзи 13 направляют в пароперегреватель пониженного давления 11, где происходит его перегрев за счет теплоты конденсации отработанного перегретого пара атмосферного давления, а затем вентилятором 15 возвращают через патрубок подвода пара 17 в камеру 2. Скорость перегретого пара пониженного давления в камере кипящего слоя 2 изменяют с помощью регулирующей заслонки 19 в зависимости от вида материала и его влажности. Отработанный перегретый пар пониженного давления в количестве, равном количеству испарившейся влаги из материала в камере 2, отводят к вакуум-насосу.

Таким образом, предлагаемая установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов позволяет:

– повысить качество высушенного материала за счет его пофракционной обработки по длине и высоте каждой камеры в зависимости от вида обрабатываемого материала и его влажности;

– исключить вероятность «завала» материала в камере виброкипящего слоя вследствие установки решетки под углом, превышающим угол естественного откоса высушиваемого материала;

– уменьшить энергозатраты на перемещение сушильного агента через элементы установки, так как в конструкции не предусмотрено использование циркуляционных коробов;

– снизить потери теплоты в окружающую среду и металлоемкость установки за счет более компактного расположения ее основных элементов.


Библиографическая ссылка

Дранников А.В., Шахов С.В., Бубнов А.Р., Рябов А.Г. УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ // Научное обозрение. Педагогические науки. – 2019. – № 3-4. – С. 43-46;
URL: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=1977 (дата обращения: 05.02.2023).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.685