5.8. Устройство и принцип действия сушилок.
Конструкция сушилок разнообразны и они классифицируются по ряду признаков:
по способу организации процесса (непрерывные и периодические);
по направлению движения теплоносителя относительно высушиваемого материала (прямоточные, противоточные, с перекрестным током);
по величине р в рабочем пространстве (ратм , ризб , рвак);
по виду используемого теплоносителя (воздушные, на дымовых или инертных газов, на насыщенном или перегретом паре, на жидких теплоносителях);
по способу подвода теплоты (конвективные, контактные, радиационные, с нагревом токов высокой частоты… );
по виду высушиваемого материала;
5.8.1. Конвективные сушилки.
Камерные сушилки.
Камерные сушилки отличаются простотой конструкции, периодичностью, большой затратой ручного труда загрузку и разгрузку. Они применяются для сушки небольших количеств материала, при достаточно большой продолжительности процесса.
Рис.5.7. Камерная сушилка: 1 – калориферы, 2 – полки,
3 – высушиваемый материал.
Туннельные сушилки.
Эти аппараты непрерывного действия – вагонетки ходят по кругу. Они применяются для сушки большого количества штучных материалов. Недостаток – неравномерность сушки.
Рис.5.8. Туннельная сушилка: 1 – вагонетки, 2 – рельсы,
3 – калорифер, 4 – вентилятор.
Многоярусная ленточная сушилка.
Эти аппараты непрерывного действия и работают в противоточном режиме. Применяются для сушки сыпучих материалов. Недостаток – громоздкость, небольшая удельная производительность.
Рис.5.9. Многоярусная ленточная сушилка: 1 – калориферы, 2 – вентилятор,
3 – ленточные транспортеры.
Барабанная сушилка.
Аппараты непрерывного действия, применяются для сушки кусковых, зернистых и сыпучих материалов. Угол наклона барабана 2 – 7о ,число оборотов барабана 5 – 8 об/мин. Реализуется прямоток фаз. Недостаток – сложность конструкции.
Рис.5.10. Барабанная сушилка: 1 – топка, 2 – барабан, 3 – привод,
4 – разгрузочная камера, 5 – циклон, 6 – вентилятор, 7 – насадок.
В промышленностях широко применяются также конвективные сушилки со взвешенным слоем материала, распылительные сушилки с пневмотранспортом материала.
5.8.2. Контактные сушилки.
При контактной сушилке теплота передается материалу в основном теплопроводностью от нагретой поверхности. В качестве источника теплоты в большинстве случаев используют водяной пар, высококипящие органические теплоносители и горячую воду (выше 100о ).
Вакуум – сушильные шкафы.
Аппараты периодического действия. Они применяются для сушки легкоокисляющихся, взрывоопасных и выделяющих вредные или ценные пары веществ. Недостаток – аппараты малопроизводительные.
Рис.5.11. Вакуум – сушильный шкаф: 1 – камера, 2 – полки,
3 – высушиваемый материал, 4 – конденсатор.
Вальцовые сушилки.
Получили широкое распространение одно - и двух - вальцовые сушилки.
Рис.5.12. Вальцовые сушилки: а – одновальцовая, б – двухвальцовая.
Пустотелые вальцы изнутри обогреваются паром. Продолжительность сушки регулируется частотой вращения вальцов.
6. АДСОРБЦИЯ
Адсорбцией называют процесс поглощения вещества из смеси газов, паров или растворов поверхностью или объемом пар твердого тела - адсорбента. Поглощаемое вещество, находящееся в газе, паре называется адсорбтивом, а поглощенное - адсорбатом.
Адсорбцию подразделяют на два вида: физическую и химическую.
Физическая адсорбция обусловлена поверхностными вандервальсовыми силами, удерживающими на поверхности адсорбента несколько слоев молекул адсорбата.
При химической адсорбции поглощаемое вещество вступают в химическое взаимодействие с адсорбентом с образованием на его поверхности химических соединений.
Силы притяжения возникает на поверхности адсорбента благодаря тому, что силовое поле поверхностных атомов и молекул не уравновешено силами взаимодействия соседних частиц. Заполнение адсорбатом поверхности адсорбента частично уравновешивает поверхностные силы и уменьшает поверхностное натяжение. Это в конечном счете приводит к выделению тепла. Следовательно, процессы адсорбции экзотермичны.
Процессы адсорбции избирательны и обратимы (десорбция).
Адсорбция – применяется в главным образом при небольших концентрациях поглощаемого вещества в исходной смеси, когда требуется достичь практически полного извлечения адсорбтива. В тех случаях, когда концентрация извлекаемого вещества в исходной смеси велика, обычно выгоднее использовать абсорбцию.
Частным случаем хемосорбции является ионный обмен между твердым ионообменным сорбентом и раствором электролита. Кинетика, а также аппаратурное оформление ионообменных процессов близки к адсорбционным.