Рассчитать установку для сушки крахмала

 

Рисунок 6 – Центробежная сушилка ЦС-4М:

1 – калорифер; 2 – циклон; 3 – комбинированная  центрифуга с вентилятором; 4 –  патрубки; 5 – сушильная труба; 6 –  циклон; 7 – емкость; 8 – устройство  для выхода крахмала; 9 – привод 

     Техническая характеристика сушилки  ЦС-41М

Производительность, кг/ч 200

Конечная  влгжность крахмала, %, не более 20

Концентрация  крахмальной суспензии, поступающей  в сушилку, % СВ 3–5

Температура воздуха, поступающего  в венти лятор, °С 100–120

Расход  воздуха, м³/ч 3200

       пара, кг/ч 150–160

Давление  пара в калориферах, МПа 0,4–0,5

Частота вращения барабана, об/мин

       наружного 1450

       внутреннего 1380

Габаритные  размеры, мм 3300×3090×4385

     Масса, кг 3100

 

       1.5 Патентный поиск

      РЖ  ИСМ 77-11-95

      (19) Япония (Jp) (12) В4 (11) 5-45874

      (51) 5F26B17/10,25/00,F27B15/09

      (65) 63-13198 (43) 880603 (40) 930712№5-1147

      (21) 61-277567 (22) 861120

      (54) Сушильная установка с кипящим слоем (рисунок 7)

      (57) Установка содержит печь 4 с кипящим  слоем, внутри которой размещена газораспределительная пластина 6, а с боковой стороны сформировано окно 7 для выгрузки изделий. В печь из воздухопровода 5 вводится поток горячего воздуха и из питателя подаются исходные изделия. Из печи в циклон 13 через выпускной патрубок 14 вместе с отходящими газами выгружаются малыми порциями обработанные изделия. Установка отличается тем, что отдельно от циклона 13 установлен вспомогательный циклон 17, соединенный с окном 7 посредством вспомогательной трубы 15 с заслонкой 16.

      Переводчик  С.Н. Смирнов

      

      Рисунок 7 

      (19) Япония (Jp) (12) В4 (11) 5-45875

      (51) 5F26B17/10,25/00,F27B15/09

      (65) 63-13198 (43) 880603 (40) 930712№5-1147

      (21) 61-277568 (22) 861120

      (54) Сушильная установка с кипящим слоем (рисунок 8)

      (57) Установка содержит печь 4 с кипящим  слоем, внутри которой размещена газораспределительная пластина 6, а с боковой стороны сформировано окно 7 для выгрузки изделий. В печь из воздухопровода 5 вводится поток горячего воздуха и из питателя подаются исходные изделия. Из печи в циклон 13 через выпускной патрубок 14 вместе с отходящими газами выгружаются малыми порциями обработанные изделия. Изделия, выгруженные из циклона 13, подаются в пневматическую транспортировочную трубу 18 и по ней – в циклон 21, установленный отдельно от циклона 16.Установка отличается тем, что окно 7 и средняя точка трубы 18 соединены между собой посредством байпасной трубы 19 с заслонкой 19А. Внутри трубы 18 между точкой присоединения трубы 19 и отверстием для выпуска воздуха установлен клапан 18В для регулирования расхода воздуха.

      Переводчик  С.Н. Смирнов.

      

      Рисунок 8 

      (19) США (US) (12) А (11) 5294095

      (51) 5F26B17/00

      (52) 266-87

      (40) 940315 Том 1160 №3

      (54) Сушилка псевдоожиженного слоя с погруженными в слой инфракрасными лампами

      (57) Сушилка содержит устройство, образующее  некоторый объем для размещения слоя псевдоожиженных частиц заданной высоты. В названном объеме размещен слой псевдоожиженных частиц заданной высоты, в которой погружены инфракрасные лампы, направляющие излучение на окружающие их часы. Лампы разделены на несколько самостоятельно регулируемых зон, работающих независимо одна от другой, что позволяет изменить интенсивность ламп в различных зонах.

      Переводчик  Е.М. Нечуятова.

 

       2 Технические описания  и расчеты

      В данном курсовом проекте требуется  рассчитать и спроектировать пневмосушилку с замкнутым циклом сушильного агента для сушки свекловичного сахара.

      Исходные  данные для расчета:

     Производительность  по готовому продукту, G₂ 500 кг/ч

     Влажность продукта:

     начальная, % 25 %

     конечная, % 10 %

Продукт крахмал кукурузный

     Температура сушильного агента:

     на  входе в сушилку, ºС 95 ºС

     на  выходе из сушилки, ºС 58 ºС

     Параметры воздуха, поступающего в калорифер

     температура, t₀ 11 ºС

     относительная влажность, φ₀ 81%

     В качестве пылеуловителя используется циклон ЦН-15

      2.1 Описание принципа работы технологической схемы

     На  технологической схеме (рисунок 9) представлена принципиальная схема пневмосушилки. Высушивание кукурузного крахмала осуществляется отдачей влаги продуктом теплоносителю.

     Основным  элементом является пневмосушилка (ПС). Влажный крахмал, с начальной влажностью 25 %, из бункера сырого материала через питатель поступает самотеком в шнековый питатель, который подает сырой материал в сушильную камеру пневмосушилки. После процесса сушки высушенный крахмал, с влажностью 10 %, вместе с отработанным сушильным агентом, с температурой сушильного агента 58ºС, подается в циклон-пылеуловитель (Ц) типа ЦН-15. Где под действием центробежной силы происходит разделение твердой фазы, т.е. высушенного материала, и газообразной, т.е. сушильного агента. Далее сухой продукт подается на ленточный транспортер, по которому он поступает в бункер высушенного материала.

     В калорифере воздух нагревается до температуры  95ºС, и вместе с влажным материалом подается в сушильную камеру. Температура воздуха контролируется при помощи регулирующих вентилей на входе в калориферную батарею и на выходе из нее, а также при помощи вентилей, установленных на трубопроводе подачи пара. Такое регулирование обеспечивает наиболее безопасный нагрев воздуха.

     

 

     Рисунок 9 – Технологическая схема пневмосушилки  с замкнутым циклом сушильного агента 

     Подогрев  воздуха в калорифере осуществляется горячим паром с давлением 0,15 МПа, который поступает по трубопроводу сквозь запорный и регулирующий вентили. При подогреве воздуха пар отдает свое тепло и конденсируется, конденсат по трубопроводу поступает в конденсатоотводчик, который обвязывается запорными вентилями до и после, а также ставится дополнительный вентиль, соединяющий трубопроводы до и после запорных вентилей для безопасности. Конденсат после конденсатоотводчика частично сливается в канализацию.

     В вышеприведенной технологической  схеме используется контролирование  таких параметров как температура  сушильного агента, давление пара, давление сушильного агента в процессе нагрева его до требуемой температуры. 
 

     2.2 Описание принципа  работы проектируемого  аппарата 

     Пневматическая  сушилка используется при обезвоживании  мелкодисперсных материалов при  удалении главным образом поверхностной  влаги. Скорость движения воздуха в аппаратах приблизительно вдвое больше скорости витания частиц. Пневматические трубы-сушилки прямоточные, что позволяет применять высокие температуры сушильного агента. В пневматических трубах-сушилках сушка продолжается несколько секунд, в них больше 50% всей влаги удаляется в начале процесса на разгонном участке длиной 1–1,5 м. Эффект пневматической сушки достигается рециркуляцией (ретуром) подсушенного материала и смешиванием его с влажным материалом.

     Применяют сушилки различных конструкций  для увеличения количества испаренной влаги при небольшой высоте аппарата – типа «труба в трубе», «серпантин» спирального типа, двухступенчатые с рециркуляцией материала и сушильного агента. В пневмосопловых сушилках ряда зарубежных фирм на начальном участке установлена труба Вентури.

     Пневматические  сушилки снабжают повторными измельчителями (дезинтеграторами). Эффективными являются пневмосушилки с несколькими  расширителями, позволяющими сочетать пневматический и фонтанирующий  слой для полидисперсных материалов, в которых более крупные частицы высушиваются, задерживаясь в расширителях.

     К разновидностям пневматических сушильных  установок относятся вихревые сушильные  аппараты с тангенциальным вводом влажного материала. В аппарате образуется вращающееся  циркулирующее кольцо толщиной 100–150 мм. В зависимости от размера частиц пребывание их в камере длится 2–3 мин. Спиральные пневматические сушильные аппараты изготовлены в виде плоской бифиллярной спирали в вертикальной плоскости. Влажный материал с нагретым газом в сушильной камере проходит от входного патрубка к центру камеры и от центра к периферии и к выходному патрубку.

      2.3 Материальный расчет установки

     Для проведения материального расчета  проектируемой сушильной установки  зададимся начальными и конечными  параметрами процесса сушки.

     Производительность  по испаренной влаге:

     Из  уравнения материального баланса  сушилки количество удаляемой в  процессе сушки влаги составляет

     

где G₂ – производительность по высушенному материалу;

ω₁, ω₂ – начальная и конечная влажность высушиваемого продукта.

      , равно W₁=0,027 кг/с.

     Производительность  по влажному материалу:

       , равно G₁=0,167 кг/с.

     Удельный  расход сухого воздуха l (кг/кг влаги) и тепла в калорифере q_кал (дж/кг влаги) проще всего определить графоаналитическим способом с помощью I–x диаграммы (диаграмма представлена на рисунке 9).

Рисунок 10 – Диаграмма i-x процесса сушки

 

      Предварительный тепловой расчет установки  производим при помощи I–x диаграммы. На которой строим процесс сушки, в который входит процесс нагрева теплоносителя, т.е. воздуха, до требуемой температуры. По состоянию наружного воздуха t₀ и φ₀ на диаграмме находим точку А, по следующим параметрам t₀ и j₀, и соответствующие ей теплосодержание i₀ и влагосодержание х₀. Нагревание воздуха в калорифере происходит при постоянном влагосодержании (х₀ кг/кг) до температуры t₁ (точка В, с температурой t₁ и влагосодержанием j₂, %, теплосодержание i₁). По температуре воздуха на выходе из сушилки t₂ находим точку окончания теоретического С сушильного процесса и значение х_2, кг/кг.

      Удельный  расход воздуха:

       , кг/кг влаги.0,00661, 0,02115

где х₀, х₂ – влагосодержание поступающего и выходящего воздуха;

х₂ = 0,02115 (рассчитано далее).