Концентрация высушиваемого материала в зоне сушки зависит от типа сушилки. Для трубных пневмосушилок она минимальна (10~5 -10-3 мЗ/м3), для сушилок с псевдоожиженным слоем она максимальна и в зависимости от режима псевдоожижения (фонтанирующий или кипящий слой) составляет от 0,05 до 0,45 м3/м3 (что соответствует порозности слоя е = 0,95 - 0,55). Следовательно, при прочих равных условиях сушилки кипящего слоя могут быть интенсивнее трубных пневмосушилок на 2 - 3 порядка. Однако движущая сила процесса сушки оказывается максимальной для трубных и спиральных пневмосушилок (как для аппаратов с идеальным вытеснением фаз), в то время как для сушилок кипящего слоя, работающих в режиме, близком к идеальному смешению, движущая сила минимальна и может быть на несколько порядков ниже по сравнению с прямоточными сушилками.[1, С.103]
Важнейшей характеристикой высушиваемого материала является сорбционное равновесие его с влажным воздухом. На рис. 3.1 приведены изотермы сорбции и десорбции паров воды на ПВХ-С-70, полученные статическим и динамическим (хроматографическим) методами [94]. На обоих графиках имеет место сорбционный гистерезис, типичный для капиллярно-пористых тел. Значительно более широкая петля гистерезиса, получающаяся по хроматографическим данным, объясняется присущей динамическому методу тенденцией к занижению равновесной влажности продукта при адсорбции и завышению при десорбции. Для расчетов процесса сушки необходимо иметь изотермы десорбции в достаточно широком интервале температур. В результате исследования сорбционных свойств большой группы полимерных материалов на основе винилхлорида и акрилатов предложено следующее уравнение для описания кривых десорбции в интервале относительной влажности воздуха ф от 0 до 1,0 [94]:[1, С.88]
Удельная теплоемкость см влажного ПВХ зависит от влагосодержания, т.е. изменяется в процессе сушки. Представляя влажный ПВХ как двухкомпонентную систему (твердое вещество - жидкость), можно рассчитать удельную теплоемкость высушиваемого материала в зависимости от текущего влагосодержания С. Для этого достаточно знать удельные теплоемкости сухого вещества ст и жидкой фазы сж. Для сухого ПВХ ст = 1,17 кДжДкг-К). При анализе и расчете процессов сушки обычно используют приведенную удельную теплоемкость высушиваемого материала, которая получается при отнесении удельной теплоемкости к массе сухого вещества, не изменяющейся в процессе сушки:[1, С.89]
Для гидродинамических расчетов, а также для точного расчета цельной поверхности высушиваемого материала необходимо знать[1, С.94]
Использование метода сушки перегретым паром ограничено термеЕ чувствительностью высушиваемого материала. В случае сушки водя1 ным перегретым паром при атмосферном давлении неизбежен neper" рев материала до температуры 100 °С (температура мокрого термомегР ра для паровой среды). Однако, как показано выше, нагрев суспензкг онного ЛВХ при уменьшении содержания кислорода возможен как ра: до температуры порядка 100 °С без ущерба качеству продукта. Кром<Е того, известны патенты [69] на способы удаления остаточного ВХ и;Е сухого ПВХ путем кратковременной обработки последнего насыщен4 ным и перегретым паром при температуре 80 - 130 "С. В [213] показано ° что удаление ВХ из ПВХ путем отгонки паром не только не ухудшая свойства продукта, но и улучшает некоторые его показатели, такт ' как термостабильность и пористость.[1, С.110]
Из применяемых для сушки суспензионного ПВХ сушилок со взвешенным и полувзвешенным слоем можно выделить две группы аппаратов по признаку продолжительности пребывания высушиваемого материала в зоне сушки: пневмосушилки (до 5 с) и барабанные или кипящего слоя (до 30 мин и более).[1, С.99]
Можно связать температурные условия сушки с температурой физического или химического превращения полимера. В качестве критерия оценки термического воздействия на полимерный материал в процессе его сушки предложен фактор термообработки Фт [94, 126] -технологический параметр, характеризующий соотношение между температурой среды и критической температурой превращения высушиваемого материала (температурой стеклования, течения, химического превращения), между продолжительностью контакта и характеристическим временем превращения полимера:[1, С.91]
На рис. 3.11 показана многозонная однокамерная сушилка кипящего слоя для суспензионного ПВХ производительностью 5 т/ч химкомбината "Девня"^Болгария)[94]. Сушильный аппарат и вся установка имеет ряд особенностей, позволяющих проводить процесс сушки ПВХ качественно и эффективно. В сушилке имеется пять зон подачи теплоносителя, температура которого последовательно снижается по ходу высушиваемого материала от 140 до 60 - 70 °С. Первая зона отделена °т остальных вертикальной перегородкой, высота которой больше сливного порога. Это позволяет подсушивать влажный материал при большей порозности во избежание комкования и отложения продукта на газораспределительной решетке. Газораспределительная решетка вЬ1полнена двухслойной: верхний слой - перфорированный стальной лис?, нижний - плита из текстолита. Текстолит является теплоизоля-ЧИош.ым материалом, поэтому стальная решетка имеет температуру, "Низкую к температуре псевдоожиженного слоя, что предотвращает ПеРегрев и пригар продукта. Поэтому сушилка может работать в Течение длительного времени без остановки на чистку.[1, С.105]
Другим аспектом использования в сушильной установке в качестве сушильного агента перегретого пара является невозможность достижения 100%-го состава паровой среды [34]. Это обусловлено попаданием в систему воздуха с поступающим на сушку влажным материалом и подсосами через неплотности тяго-дутьевого оборудования. В случае сушки ПВХ следует учитывать еще и ВХ, содержащийся в материале, который вместе с испаряемой влагой переходит в газообразное состояние. При поступлении воздуха, ВХ и водяного пара из высушиваемого материала в сушильную установку в ней образуется паровоздушная смесь, которая при условии сброса из системы излиш' ков среды постепенно приходит к некоторому равновесному составу^ Так как сушильные установки с замкнутым циклом теплоносителя имеют высокую кратность рециркуляции, их можно рассматривать как проточные реакторы идеального смешения непрерывного действия [60], для которых равновесный состав компонентов в стационарных условиях и время выхода на стационарный режим рассчитываются достаточно просто.[1, С.114]
В рассматриваемой установке применена система регулирован^ "нуль-давление" в сушильной камере и осуществлена связь системы питания с подачей суспензии ПВХ на центрифугу, что упрощает автоматическое регулирование процесса сушки и оптимизирует работу всего узла выделения и сушки. Процесс сушки ведется при температу ре воздуха на выходе 45 - 50 "С, что очень близко к насыщению « обеспечивает высокую степень использования тепла. Циклоны не изолированы и у стенок отработанный воздух охлаждается до точки росы. Сконденсировавшаяся влага стекает в виде пленки и эффектив; но улавливает пыль ПВХ, которая через гибкие тканевые рукав) возвращается в кипящий слой высушиваемого материала. Рукав) играют роль обратных клапанов, не допуская обратного проско$ воздуха в циклоны.[1, С.106]
ных производствах ПВХ и работающих до настоящего времени, являет ся размягчение и пригорание ПВХ к поверхности газораспределитель ной решетки со стороны газовзвеси высушиваемого материала, чтс обусловлено ее разогревом до высокой температуры, несмотря ш сравнительно низкую температуру под решеткой (135 - 140 °С) к большую толщину решетки (20 мм). Выполненные нами расчеты пока зали, что за счет переноса тепла от газа под решеткой к газовзвеси ПВ/ теплопередачей через стенку газораспределительной решетки [стал-Х18Н10Т с теплопроводностью 17,5 Вт/(м-К)] при рабочих условия: процесса сушки поверхность, прилегающая к слою, нагревается дс температуры 99 °С (рис. 3.12), т.е. выше температуры стеклована полимера. В этих же условиях температура поверхности решетки выполненной из текстолита с коэффициентом теплопроводное!!1 0,16 ВтДм'К), составляет 64 °С, т.е. ниже температуры стеклована ПВХ, что и обусловливает стабильную работу сушилки химкомбинат! "Девня".[1, С.106]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.