Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 [ 110 ] 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Влажность материала называется равновесной, если этой влажности отвечает условие р„ = р„. В этом случае достигается равновесие процессов испарения и поглощения влаги и процесс сушки прекращается.

По характеру связи влаги с твердым материалом различают следующие виды влаги:

ловерхноспшая - влага, находящаяся на поверхности твердого материала и в порах крупных частиц;

капиллярная - влага, находящаяся в мелких порах, образующих капилляры;

адсорбционно-химическая - влага, связанная с твердым материалом за счет адсорбции или химического взаимодействия;

набухания - влага, поглощенная телами, имеющими клеточную структуру.

Поверхностная влага испаряется с поверхности твердого материала, как со свободной поверхности воды.

Капиллярная влага связана с твердым материалом более прочно, чем

поверхностная, и имеет меньшую величину р„. Адсорбционно-химическая влага и влага набухания характеризуются еще меньшим значением р„, поэтому они наиболее трудно поддаются удалению.

При сушке влажность материала может быть снижена настолько, что давление водяного пара в материале станет меньше, чем в атмосферном воздухе. Такой материал называется гигроскопическим. Он способен поглощать влагу из воздуха и должен храниться в упаковке, исключающей его контакт с атмосферным воздухом.

МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ ПРОЦЕССА СУШКИ

Установка для сушки атмосферным воздухом (рис. Х-1) состоит из подогревателя воздуха (калорифера), в котором воздуху сообщается тепло О, и сушилки. В калорифере воздух нагревается от температуры до температуры f, > • результате другие параметры воздуха изменяются следующим образом: ф, < фо, > Нд, а х, = х,, согласно определению этих параметров.

В сушилке воздух отдает часть своего тепла на испарение влаги массой W, которая затем удаляется из сушилки вместе с воздухом. Кроме того, тепло воздуха расходуется на нагрев от температуры до температуры высушиваемого материала, поступающего на сушку в количестве и уходящего в количестве G, на нагрев транспортных устройств массой G, (ленты, вагонетки и т.п.), а также на потери в окружающую среду С?„„. В сушилку может вводиться также дополнительно тепло Орб через поверхность нафева.

Параметры уходящего из сушилки воздуха отвечают следующим неравенствам: Xj > х,, < . Ф2 > 9i • Обычно < Н,. Хотя могут быть и

Рис. X-1. Схема к составлению материального и теплового балансов сушки воздухом

случаи, когда > Я,, если сообщается большое количество добавочного тепла 0,.

Материальный баланс для влажного материала можно записать в следующем виде:

Если обозначить через ы относительную влажность материала, то массу абсолютно сухого материала G можно выразить через начальное и конечное состояния высушиваемого материала:

G, =G,

=G„-H; =G„(l-(o„).

(Х.5)

Соответственно или

(X.6)

Отсюда

(X.7)

Из уравнения (X.7) можно определить выход высушиваемого продукта G,.

Массу испарившейся влаги W можно найти из следующего выражения:

w=g,. (Х.8)

Кроме того, можно составить баланс влаги в воздухе. Масса влаги, вводимой в сушилку с воздухом, составляет Lx, = Lxq ; к ней добавляется масса влаги W и тогда масса влаги в уходящем из сушилки воздухе будет равна

1X2 = 1Хо + W. Отсюда

L = . (Х.9)

Разделив обе части уравнения (Х.9) на W, получим удельный расход воздуха 1, т.е. массу воздуха, необходимую для удаления 1 кг влаги

1 = - = -5-. (Х.Ю)

W 2 - Хо

Рассмотрим тепловой баланс сушилки. Тепло вносится в сушилку нагретым воздухом, влажным материалом, транспортными средствами и в виде добавочного тепла. Из сушилки тепло уносится уходящим воздухом, высушенным материалом, транспортными средствами и теряется в окружающую среду.

Уравнение теплового баланса имеет вид:

ш, + g„c„„f„ + g,c, + О = LH + g,c„, + g,c, + 0 , (X.l 1)

где - теплоемкость влажного материала, определяемая по уравнению С„=(1-(й)Со+а).1,

где О, - теплоемкость абсолютно сухого материала.

Приход тепла с поступающим материалом можно представить следующим образом:

СЛЛ=С,С„А+Н1-„- (Х.12)

С учетом уравнений (Х.И) и (Х.12) тепловой баланс можно записать в следующем виде:

l(h, - Я2) = g,q,(f, - t,) + g,c,( -t) + 0- [o + Wt). (X.13)

В левой части уравнения (X.13) находится тепло, которое отдается нагретым воздухом в сушилке и расходуется на нагрев материала