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

=100%

Н = const

Рис. Х-7. Построение рабочей линии сушки на диаграмме Н-х

Рис. Х-8. Определение линии сушки на диаграмме Н-х

Основываясь на этом, можно найти направление линии сушки для любого случая.

Для этого (рис. Х-8) из произвольной точки Е, лежащей на линии Я, = = const и проходящей через точку В, находящуюся на изотерме t,, откладываем вниз (при А > 0) отрезок ЕС, равный ах-Хо). Соединив точку

С с точкой В, получим направление линии сушки. Точка С, находящаяся на линии сушки, отвечает действительному состоянию уходящего воздуха и определяется одним из его параметров, обычно 2 или Фг- Абсцисса точки С соответствует влагосодержанию уходящего воздуха Х2.

Если А < О, то вверх от точки Е откладываем отрезок ЕС", равный а(х2 -Хо). Тогда линией сушки будет прямая ВС".

При расчете газовых сушилок, работающих на дымовых газах, можно пользоваться диаграммой Н-х, построенной для высоких температур, поскольку разница энтальпий дымовых газов и нагретого до высоких температур воздуха невелика и, как правило, не превышает 1 %. В этом случае на диаграмме Н-х будет отсутствовать линия подогрева дымовых газов АВ. Построение начинают с точки В, положение которой определяется температурой дымовых газов и их влагосодержанием х,

(или энтальпией Я,) на входе в сушилку.

Сравнивая газовые и воздушные сушилки, необходимо учитывать, что вследствие более высокой температуры дымовых газов их влагоемкость значительно больше влагоемкости воздуха и расход топлива в воздушных сушилках больше, чем при работе на дымовых газах Кроме того, воздушная сушилка нуждается в установке калорифера, что удорожает стоимость установки. Поэтому сушка дымовыми газами оказывается обычно экономичнее воздушной, особенно в случае использования отходящих дымовых газов котельных, трубчатых печей и т.п.

Однако при сушке топочными газами есть опасность зафязнения высушиваемого материала золой, сажей, сернистым ангидридом.

Если материал может окисляться кислородом воздуха, то сушку осуществляют в нейтральной среде, используя азот, двуокись углерода и другие газы.

КИНЕТИКА ГАЗОВОЙ СУШКИ

Сушка представляет собой нестационарный массообмен-ный процесс, скорость которого меняется в ходе процесса. Типичная кривая зависимости относительного влагосодержания материала (отношение массы влаги к массе сухого материала) от продолжительности сушки приведена на рис. Х-9.

При построении такой кривой образцы высушиваемого материала, влажность которых известна, взвешивают через короткие промежутки времени. Режим сушки поддерживают постоянным, сохраняя скорость подачи, температуру и влажность нагретого воздуха. На основании полученных данных строят кривую зависимости влагосодержания материала от продолжительности сушки. Обычно влагосодержание материала понижается сначала равномерно (участок АВ), а затем замедленно.

Чтобы характеризовать интенсивность сушки, пользуются показателем скорости сушки С кг/(мс)], под которым понимают массу влаги, удаляемой с единицы поверхности высушиваемого материала в единицу времени, т.е.

dW Fdt

Имея кинетическую кривую сушки (см. рис. Х-9), величину dW/dx можно найти графическим дифференцированием, проводя касательные к кривой в различных точках и измеряя их наклон, например, т = Оа/ОЬ для точки В. При известных значениях поверхности образца F и его массе можно вычислить значение С = xnG,/(F-60).

Типичная кривая скорости сушки представлена на рис. Х-10. Общую продолжительность сушки можно разделить на четыре периода. Начальный, обозначенный через т,, соответствует разогреву материала. Затем

наступает период постоянной скорости сушки продолжительностью х2, который сменяется периодом равномерно падающей скорости сушки, обозначенным через т3. В конце обычно наблюдается период

Рис. Х-0. Кинетическая кривая сушки материала Рис. Х-10. Кривая скорости сушки

Рис. Х-11. Варианты (/, щ кривых сушки одного и того же материала

неравномерно падающей скорости сушки. Для некоторых материалов те или иные периоды могуг отсутствовать.

Постоянная скорость сушки наблюдается в тех случаях, когда убыль влаги с поверхности материала успевает компенсироваться поступлением ее из внутренних слоев материала. В этом случае скорость сушки лимитируется процессом массоотдачи - переходом влаги с поверхности материала в поток газа.

При дальнейшем снижении содержания влаги в материале скорость сушки будет лимитироваться скоростью передачи влаги к поверхности материала за счет массопроводности. При достижении равновесной с газовой фазой влажности скорость сушки уменьшится до нуля.

При использовании кривых сушки, полученных в лабораторных условиях, следует иметь в виду, что даже для одного и того же материала они справедливы лишь в узких пределах условий проведения опыта. Так, например, при сушке одного и того же материала можно получить различные кривые сушки I и II (рис. Х-П), если будут различаться ее температуры, скорости подачи и влагосодержание воздуха, а также размеры образцов.

КОНСТРУКЦИИ ГАЗОВЫХ СУШИЛОК

В нефтегазопереработке встречаются разнообразные конструкции сушилок, многие из которых предназначены для сушки конкретных материалов и встречаются лишь в виде единичных установок. Вместе с тем ряд конструкций получил широкое применение, некоторые из которых рассмотрены ниже.

Ленточные сушилки (рис. Х-12) предназначены для непрерывной сушки горячим воздухом сыпучих (зернистых, гранулированных, волокнистых) взрыво- и пожаробезопасных нетоксичных продуктов с начальной влажностью до 75 %.

Типовая конструкция сушилок этого вида представляет собой прямоугольный короб, разделенный по длине на секции (от 3 до 10), а по ширине на два коридора. В правом (по ходу продукта) коридоре размещен непрерывный транспортный конвейер (лента), на котором перемещается продукт, подлежащий сушке. В левом коридоре расположены паровые калориферы, циркуляционные вентиляторы и газоходы.