|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Сушильные установки и рациональное использование тепло энергииСушка заключается в удалении из материалов воды и перехода влаги в состояние влажного воздуха. В процессе сушки повышается и относительная влажность воздуха и влагосодержание. Практически процесс сушки ведут до значения По оценкам, затраты топлива на сушку составляют примерно 12% всех затрат в промышленности и сельском хозяйстве. Основные типы суш. установок: конвективные(94%); кондуктивные (4%); радиационные(1%); прочие(1%). Все технологические процессы включающие конвективную сушку, можно представить состоящими из 3 стадий: 1)подготовительная, на которой используют аппараты подготовки сушильного агента и сушимого материала. 2) Основная. Реализуется при помощи сушильных камер. 3) Заключительная (утилизация вторичных энергоресурсов, улавливание пыли и т.д.) На предварительной стадии выделяют следующие мероприятия по сбережению энергии: предварительное нагревание; дробление; воздействие поверхностно – активных веществ; гидрообработка; снижение энергии связи влаги со скелетом материала. На заключительной стадии снижение тепловых потерь достигается за счет утилизации теплоты уходящих газов и теплоты высушенного материала. Эта теплота с помощью рекуперативных, регенеративных или контактных ТОА используется для нагрева воздуха, подаваемого в топочную камеру для нагрева технологической воды, а так же предварительного подогрева сушильного материала. Процесс сушки определяется статикой и кинетикой. Статика сушки – материальный и тепловой баланс сушилки, которые позволяют определить расход сушильного агента и теплоты, и эффективность сушилки. Изменение средних влагосодержания материала и температуры называют кинематикой сушки. Значение последней позволяет определить время сушки и габариты установки. Габариты определяют тепловые потери сушильной камеры и ее эффективность Процесс сушки в общем случае состоит из периодов: - подогрева - I период сушки - II период (интенсивность удаления влаги в них зависит от многих факторов) Интенсивность сушки в I периоде определяется скоростью подвода теплоты к сушильному материалу и отвода массы с его поверхности в окружающую среду (внешняя задача сушки) Во II периоде интенсивность определяется скоростью передачи теплоты вглубь материала и отвода массы из внутренних слоев к поверхности испарения (внутр. задача сушки). Все энергосберегающие мероприятия можно разделить на 3 группы: теплотехнологические; кинетические; энергосберегающие технологии. К теплотехнологическим относятся теплотехнические мероприятия, то есть выбор тепловой схемы, выбор режимных параметров t и влагосодержания сушильного агента, выбор режима работы установки, коэф. рециркуляции и т.д. Также относятся конструктивно-технологические мероприятия. Это оптимизация числа зон подогрева сушильного агента, выбор направления совместного движения материала и сушильного агента, и улучшение аэродинамики обстановки камеры. Кинетические включают в себя: 1) Методы интенсификации внешнего тепло и массообмена (повышение температурного напора, повышение теплоотдачи) 2) Методы интенсификации внутреннего тепломассообмена (повышение t материала в I периоде сушки, использование электрических, магнитных, ультразвуковых полей) 3) Методы кинетической оптимизации (управление профилем скорости, профилем температуры и влагосодержания) Энергосберегающие технологии: использование возобновляемых источников энергии, которые приводят к замещению органического топлива, использование прерывистых режимов подвода тепла, использование в качестве сушильного агента паров различных жидкостей. Теплотехнологические относятся к традиционным методам энергосбережения. Такой подход позволяет влиять на постоянные затраты первичного топлива, однако реализация этих мероприятий требует создания утилизационного или технологического оборудования. В этом случае достигается экономия постоянных затрат, уменьшение за счет увеличения других ресурсов. Если рассмотреть распределение нерациональных энергозатрат, то наибольшие потери обуславливаются отходящим сушильным агентом (70%) и потерями в окружающую среду (10%), потери с пролетным паром (15%), прочие (5%). Перспективным направлением экономии топлива (энергии) при обезвоживании материала в конвективных сушилках, является рециркуляция части отработанного сушильного агента, что снижает расход уходящего сушильного агента (потери с ним) в десятки раз. Существует две возможности организации рециркуляции в сушильных установках: 1) когда часть отработавшего воздуха возвращается в зону перед подогревателем, соответственно весь воздух подогревается до t на входе в сушилку 2) когда часть отработавшего воздуха подается в зону после подогревателя и смешивается с нагретым свежим воздухом. Наиболее распространенной является 1я схема, хотя требует подогрева большего объема воздуха, но до более низких t. Еще одно направление энергосбережения – кинетическая оптимизация, которая заключается в создании оптимального профиля одного из параметров, одновременно со снижением максимального расхода сушильного агента или мощности конвективного потока. Смысл интенсификации локального теплообмена в том, что путем турбулизации рабочей среды, изменением угла набегания изменяется закон ТМО. Учет кинетического несовершенства процесса сушки представляет распределение непроизводственных затрат энергии в конвективной сушилке. Перераспределение нерациональных затрат энергии за счет кинетического несовершенства установки 55%, с уходящим сушильным агентом 31%, с пролетным паром 7%, с сушильным материалом и через ограждения 5%, прочие 2%. Относительное паразитное удлинение – отношение времени продолжительности сушки при неравномерном распределении какого-либо параметра к продолжительности сушки при равномерном распределении этого параметра. ω = τн/τр Минимизация этого показателя ведет к минимуму затрат энергии. Одним из методов устранения неравномерной сушки (уменьшение ω) является равномерное распределение сушильного агента в поперечном сечении сушильной камеры.
При прямом подводе рабочей среды, неравномерность профиля скорости возникает из-за того, что поперечное сечение подводящих трубопроводов меньше поперечного сечения камеры. В месте внезапного расширения возникает отрыв потока и зоны обратных топов. Выравниванию неравномерной скорости способствует установка направляющего аппарата.
Для тонкого аэродинамического сопротивления оптимальное значение коэфицентов сопротивления, при которых происходит полное выравнивание профиля ζопт = 2.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |