50. Сушильный вариант с рециркуляцией сушильного агента

Рис: а-принципиальная схема

б-изображение теоретическогопроцесса на I-x диаграмме

(Сушка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха). При сушке по этой схеме часть отработанного воздуха возвращается и смешивается перед наружным калорифером со свежим воздухом, по­ступающим в сушилку. В некоторых схемах смешение отработанного воздуха со свежим может происходить после наружного калорифера.

Параметры смеси, получаемой при смещении L₀ кг/ч свежего и L₂ кг/ч отработанного воздуха (в пересчете на абсолютно сухой воздух) с различными параметрами (х₀, I₀ и х₂, I₂ ), можно определить, пользуясь правилом аддитивности:

Разделив все члены правой части полученных уравнении на L₀ и обозначив отношение L₂ /L₀ =n (кратность смешения), находим

Решая уравнения относительно n и приравнивая полученные выражения, найдем уравнение связи между параметрами компонентов и смеси:

Уравнение изобразится на диаграмме I- х прямой, про­ходящей через точки, характеризующие состояние компонентов смеси (свежего и отработанного воздуха). Точка, отвечающая составу смеси, делит эту прямую на отрезки, находящиеся в отношении L₂ /L₀ =n , В соответствии с этим построение процесса на I-x диаграмме для тео­ретической сушилки с частичной рециркуляцией воздуха проводят следующим образом. Пусть заданы составы свежего воздуха (точка А), отработанного воздуха (точка С) и кратность смешения n. Соединяя точки А и С прямой, находят положение точки М, которая де­лит прямую АС в отношении АМ/МС = L₂ /L₀ =n. Из точки М проводят линию х_см =const до пересечения с линией I₂ = I₁ = соnst, прово-димой из точки С. Точка пересечения В₁, характеризует состав воздуха на входе в сушильную камеру, а изотерма , проходящая через точку В₁ — температуру нагрева этого воздуха (смеси свежего и рециркулирующего воздуха).

Если же заданы составы свежего и отработанного воздуха (точки А и С) и допустимая температура нагрева смеси свежего и рециркулирующего воздуха , то положение точки В₁ находят по пересечению линии I₂ = I₁ = соnst, проведенной из точки С, с заданной изотермой = соnst . Опуская из точки В₁, вертикаль до пересечения с прямой АС, находят положение точки М, характеризующей параметры смеси свеже­го и рециркулирующего воздуха (t_см ,x_см ).

Отрезок АМ изображает процесс смешения свежего и отработанного воздуха, отрезок М В₁ — нагрев смешанного воздуха в наружном кало­рифере и линия В₁С — изменение состояния воздуха в процессе сушки. Таким образом, весь процесс в целом изображается ломаной АМВ₁С.

Построение процесса в действительной сушилке производится после построения его в теоретической (работающей в тех же пределах измене­ния состояния воздуха).

Из I-х-диаграммы видно, что удельный расход свежего воздуха составляет (в кг сухого воздуха на 1 кг влаги):

Следовательно, расход свежего воздуха (в пересчете на сухой воздух) будет одинаков для данной сушилки и сушилки основной схемы, рабо­тающей при тех же значениях t₀ , и t₂ , процесс в кстсрой изобра­жается ломаной АВС (на рис в вопросе №49).

Удельный расход смеси свежего и рециркулирующего воздуха в пе­ресчете на сухую массу составит (в кг сухого воздуха на 1 кг влаги):

Удельный расход тепла на калорифер:

Как видно на рисунке, из подобия треугольников МВ₁С и АВС вытекает, что МВ₁/СD₁ = АВ/СD, т. е. расходы тепла в данной сушилке и сушилке основной схемы (при тех же пределах изменения состояния воздуха) будут одинаковы.

При сушке с частичной рециркуляцией материал сушится при более низких температураx воздуха, чем в сушилке основной схемы ( < ). Вместе с тем сушка происходит в среде более влажного воздуха, так как влагосодержание_смеси х_см больше влагосодержания свежего воздуха х₀. Ракой режим сушки желателен для материалов, которые при неравноменой сушке воздухом с низкой влажностью при высоких температурах могут подвергнуться разрушению (например, керамические изделия). Воздух с высоким влагосодержанием x_см получается по этой схеме без затрат пара на его искусственное увлажнение. При добавлении части отработанного воздуха к свежему увеличивается объем циркулирующего воздуха, а следовательно, и скорость его движения через сушилку, что способствует более интенсивному тепло- и влагообмену.

Надо иметь в виду, что для сушилки с рециркуляцией требуется боль­ший расход энергии на вентилятор и большие капитальные затраты, чем для сушилки основной схемы. В связи с этим выбор кратности циркуля­ции воздуха следует производить на основе техкико-экокомнческого расчета. Разновидностью сушилок с рециркуляцией являются сушилки с замкну­той циркуляцией (конденсационные). Из такой сушилки весь отработанный воздух (или газ) направляется в конденсатор, в котором охлаждается и теряет часть влаги, при этом его влагосодержание снижается до исходного (х₀ = х₁ ). После конденсатора воздух нагревается в наружном калорифере до температуры t_1. Эти сушилки требуют больших расходов тепла, капитальных и эксплуатационных расходов, чем сушилки с частичной рециркуляцией.

В химической промышленности конденсационные сушилки используют при не­обходимости производить сушку в чистом, не содержащем пыли воздухе, а также при удалении из высушиваемого материала цепных паров неводных растворителей В по­следнем случае на линии рециркуляции воздуха вместо конденсатора могут быть установлены адсорберы с различными поглотителями.