Принципиальные схемы сушильных процессов
Кроме простого приема воздушной сушки, когда воздух нагревается и однократно проходит через сушильную камеру, на практике используют и другие варианты сушки:
с многократным промежуточным нагреванием воздуха,
с частичным возвратом отработанного воздуха,
с многократным промежуточным нагреванием воздуха и частичным возвратом его в отдельных зонах;
с замкнутой циркуляцией высушивающего газа
Сушка с многократным промежуточным подогревом воздуха схематически представлена на рис. 4.48 В этом случае обычно принимают верхние и нижние пределы температур воздуха
2
1
Рис.
4.48.
Сушка с многократным промежуточным
подогревом
воздуха:
1
—сушильная
камера; 2
— промежуточные
нагреватели.
Воздух
tB и tH. Воздух предварительно нагревается до tВ и после этого взаимодействует с влажным материалом, охлаждаясь до температуры tH. Далее воздух вновь нагревают до температуры tВ и направляют для взаимодействия с влажным материалом, температура воздуха понижается до tH и т. д.
Рассмотренный рабочий вариант сушки характеризуется тем, что требуемое количество тепла подводится к высушиваемому материалу при пониженной температуре воздуха.
Сушка с частичным возвратом отработанного воздуха схематически показана на рис. 4.49 исходный воздух смешивается предварительно с частью отработанного воздуха, далее нагревается до требуемой температуры и после этого взаимодействует с высушиваемым материалом. Особенностями этого варианта сушки по сравнению с сушкой при однократном проходе воздуха являются пониженная температура воздуха при контактировании его с влажным материалом, повышенное начальное влагосодержание воздуха и большая массовая скорость воздуха, а следовательно, болъшая линейная скорость его в сушильной камере.
Рис.
4.49.
Сушка с частичным возвратом
отработанного воздуха:
1
— сушильная
камера; 2
— нагреватель;
3
— вентилятор.
Сушка с частичным возвратом отработанного воздуха и промежуточными нагреваниями представляет собой сочетание двух рассмотренных выше вариантов. Очевидно, что этот вариант сушки отличается одновременно пониженной температурой воздуха, большим начальным влагосодержанием воздуха и большей линейной скоростью его в сушильной камере (рис. 4.50).
Рис.
4.50.
Сушка с частичным возвратом
отработанного воздуха и промежуточными
нагреваниями:
1
— сушильная
камера; 2
—
подогреватель.
Нетрудно видеть, что рассмотренные рабочие варианты сушильных процессов обеспечивают смягчение условий сушки, т. е. понижение температуры и повышение влажности высушивающего воздуха. Одновременно с этим частичный возврат отработанного воздуха приводит к росту линейной скорости его в сушильной камере, что обеспечивает увеличение скорости сушки.
Сушка с замкнутой циркуляцией высушивающего газа схематически показана на рис. 4.51. Она применяется в тех случаях, когда в качестве высушивающего газа используется чистый и дорогостоящий газ, например водород. Очевидно, что в этих условиях отработанный газ не может быть выпущен в атмосферу и появляется необходимость замкнутой его циркуляции. Полностью насыщенный водяными парами газ нагревается, в результате чего резко снижается его относительная влажность и одновременно возрастает высушивающая способность. После этого газ взаимодействует с влажным материалом, насыщаясь влагой. Увлажненный газ охлаждается до точки росы, и часть находящейся в нем влаги конденсируется. Затем газ вновь направляется на нагревание и сушку.
Рис.
4.51. Сушка
с замкнутой циркуляцией высушивающего
газа:
1
– сушилка; 2 – конденсатор-холодильник;
3 – водоотделитель; 4 – сборник.
Здесь следует особенно подчеркнуть, что, используя тот или ругой рабочий вариант сушки, можно лишь ускорить или замедлить процесс сушки, сделать более мягкими или более жесткими условия проведения процесса, но нельзя существенно повлиять на расход тепла, поскольку последний определяется только начальными и конечными параметрами высушивающего газа..