Сушилка с кипящим (псевдоожиженным) слоем

Сушилка с кипящим (псевдоожиженным) слоем является интенсивно работающим аппаратом и успешно применяется в химической технологии, вытесняя при сушке некоторых продуктов барабанные и менее эффективные сушилки других типов. Если через неподвижный слой твердых частиц, лежащих на решетке (, а), пропускать снизу вверх поток газа и постепенно увеличивать его скорость, то при некоторой скорости газа, называемой критической весь слой твердых частиц переходит во взвешенное состояние (рис. 80, 6). При повышении скорости газа объем слоя увеличивается и при скорости, называемой скоростью уноса W_ун взвешенный слой разрушается — твердые частицы уносятся из аппарата потоком газа.

Рис. 80

Взвешенный слой между критической скоростью и скоростью уноса называется кипящим или псевдоожиженным слоем, так как в нем происходит интенсивное перемешивание частиц и он напоминает кипящую жидкость (течет, принимает форму сосуда, через него пробулькивают пузырьки газа). В таком слое вследствие развитой поверхности контакта газа и материала и большой степени заполнения объема аппарата материалом интенсивно протекают многие технологические процессы, в том числе и сушка.

Если измерить дифференциальньтм манометром падение давления газа при прохождении его через слой ЛРсл (гидравлическое сопротивление слоя без сопротивления решетки) и построить затем график зависимости ΔР_сл от фиктивной скорости газа ш, отнесенной к полному поперечному сечению аппарата, то кривая будет иметь вид, показанный на рис. 81.

Рис. 81

Условием перехода неподвижного слоя твердых частиц во взвешенное состояние является равенство силы гидравлического сопротивления слоя весу всех его частиц. Только при этом условии среда способна приподнять слой (раздвинуть частицы) и он переходит во взвешенное состояние.^* Это условие выражается в виде:

ΔР_слS = Sh₀(1 - ₀) _мg,

где S – площадь поперечного сечения аппарата;

h₀ – высота неподвижного слоя;

₀ — порозность (степень прозорности) неподвижного слоя, т. е. объем газа в единице объема кусковой массы;

1 - ₀ — степень заполнения, т. е. объем плотного материала в единице объема кусковой массы (см. ч. I, гл. VII);

_м — плотность материала.

Экспериментальные данные для определения критической скорости могут быть представлены в форме зависимости критического числа Рейнольдса Rе_кр от критерия Архимеда Аr. Так, для слоя сферических частиц одинакового диаметра, принимая порозность ₀ = 0,4, Тодес²⁶ получил уравнение:

Rе_кр = (86)

Здесь-------------

Аг = ,

где d_ч —диаметр частиц:

ρ_м, ρ_г — плотность материала и газа соответственно;

μ_г— вязкость газа.

_________________

^* В действительности при переходе во взвешенное состояние перепад давлений больше (пунктир на рис. 81) вследствие дополнительной затраты энергии на преодоление сил сцепления между частицами.

Поиск по сайту: