5.5. Воздушные сушильные камеры непрерывного действия

Камеры непрерывного действия отличаются от камер периодического действия как характером транспортирования штабелей, так и принципом поддержания режима сушки. В этих камерах, загруженных постоянно, материал перемещается по мере высушивания от загрузочного (сырого) к разгрузочному (сухому) концу. Процесс сушки в них протекает непрерывно. Если в камерах периодического действия состояние воздуха изменяется во времени, оставаясь в данный момент одинаковым при входе в штабель по всей длине камеры, то в камерах непрерывного действия состояние воздуха изменяется по их длине, оставаясь в каждой зоне сушильного пространства постоянным во времени.

В промышленности применение имеют два типа камер непрерывного действия: с противоточной и позонной циркуляцией сушильного агента. Наиболее распространены камеры с противоточной циркуляцией (противоточные камеры).

5.5.1. Противоточные камеры непрерывного действия

Устройство и характер работы противоточной камеры иллюстрируются рис. 5.15, а, на котором показана схема ее продольного разреза.

Камера представляет собой длинный туннель, разделенный горизонтальным экраном 8 на две части – нижнюю (сушильную зону) 7 и верхнюю (циркуляционный канал) 6, в котором (обычно со стороны загрузочного конца камеры) установлены осевой нереверсивный вентилятор 1 и калорифер 5. Вентилятор, приводимый в движение выносным электродвигателем 2, прогоняет воздух через калорифер и далее по циркуляционному каналу в разгрузочный (сухой) конец камеры. Здесь поток воздуха поворачивает в раздающий вертикальный канал 9, а затем в сушильную зону и, двигаясь по ней в обратном направлении к загрузочному (сырому) концу камеры, омывает последовательно все штабеля. Пройдя штабеля отработавший воздух попадает в собирающий вертикальный канал 10 и возвращается к вентилятору. Здесь (до и после вентилятора) происходит подсос свежего и выброс части отработавшего воздуха, для чего служат приточная 3 и вытяжная 4 трубы. Камера работает по типовой принципиальной схеме сушилки с многократной циркуляцией (см. рис. 4.11, б).

В отличие от камер периодического действия, в которых стремятся к минимальному температурному перепаду (t = t₁ – t₂) по ширине штабеля, в противоточной камере перепад температур по ее длине должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить требуемую, согласно режиму сушки, степень насыщенности воздуха в загрузочном конце камеры. Дело в том, что когда штабель сырого материала загружается в камеру, он должен попасть в среду с высокой влажностью, которая может быть достигнута лишь в том случае, если воздух, проходя через ранее загруженный материал, испаряет из него достаточное количество влаги.

Рис. 5.15. Схема противоточной камеры непрерывного действия (а) и графики изменения температуры и степени насыщенности воздуха (б) и влажности древесины (в) по ее длине в зависимости от количества циркулирующего воздуха

В ходе процесса, по мере выкатки сухого материала через разгрузочную дверь, штабель, начиная с загрузочного конца камеры, периодически перемещается на новые места (на рис. 5.15, а вправо), попадая каждый раз в среду с более высокой температурой и низкой степенью насыщенности. На материал последнего штабеля, предназначенного к выкатке, воздействует воздух с максимальной температурой и минимальной степенью насыщенности. Поскольку перемещение материала происходит навстречу движению воздуха, такие камеры и получили название противоточных.

Состояние воздуха в загрузочном конце камеры определяется его начальными параметрами в разгрузочном конце камеры, количеством испаряемой влаги (интенсивностью сушки) и количеством циркулирующего воздуха. Очень важно, чтобы количество циркулирующего воздуха соответствовало конкретной характеристике материала и количеству испаряемой из него влаги. На рис. 5.15, б и в приведены кривые состояния воздуха (t, ) и влажности материала (W) по длине камеры при различных количествах циркулирующего воздуха. Температура смоченного термометра по длине камеры практически постоянна (t_м = const).

При достаточном количестве воздуха (рис. 5.15 б, кривые 1) температура и степень насыщенности воздуха в загрузочном конце камеры находятся в норме по режиму (t₂ = t_2н, ₂ = _2н) для данного материала. Материал в первом штабеле со стороны загрузки в основном прогревается и начинает медленно испарять влагу (рис. 5.15, в, кривая 1).

При излишне интенсивной циркуляции (при избытке воздуха) воздух проходит в загрузочный конец камеры (рис. 5.15, б, кривые 2) с высокой температурой (t₂ > t_2н) и слишком низкой степенью насыщенности (₂ < _2н), интенсивно испаряет влагу из только что загруженного материала (рис. 5.15, в, кривая 2), в результате чего материал растрескивается.

При слишком же слабой циркуляции (при недостатке воздуха) воздух может достигнуть состояния насыщения (₂ = 1, t₂ = t_м), не дойдя до загрузочного конца камеры (рис. 5.15, б, кривые 3). Испарение влаги из одного или нескольких штабелей со стороны загрузки прекращается (рис. 5.15, в, кривая 3). В этом случае целостность материала не нарушается, но часть камеры по длине выключается из процесса сушки, что приводит к уменьшению ее производительности.

Таким образом, количество воздуха, а, следовательно, скорость циркуляции по материалу, являются главными факторами, определяющими как качество сушки, так и производительность противоточных камер.