Принцип на работа на вибриращ кипящ слой
Остави съобщение
Резюме:
Вибрационните сушилни с кипящ слой обикновено попадат в две основни категории. Един тип се състои от хоризонтални правоъгълни и вертикални кръгли сушилни, където вибриращият двигател е директно монтиран върху кипящия слой за задвижване. Тези сушилни се характеризират с проста структура на кипящ слой, лесен монтаж и ниска цена. Другият тип е пластинчат пружинен тип, при който вибриращата част е отделена от двигателя, а вибраторът тип кутия е фиксиран в единия край на флуидизирания слой. Този тип има сложен вибрационен и предавателен механизъм и е по-скъп.
1.1 Видове и структури
Вибрационните сушилни с кипящ слой обикновено попадат в две основни категории. Един тип се състои от хоризонтални правоъгълни и вертикални кръгли сушилни, където вибриращият двигател е директно монтиран върху кипящия слой за задвижване. Тези сушилни се характеризират с проста структура на кипящ слой, лесен монтаж и ниска цена. Другият тип е пластинчат пружинен тип, при който вибриращата част е отделена от двигателя, а вибраторът тип кутия е фиксиран в единия край на кипящия слой. Този тип има сложен вибрационен и предавателен механизъм и е по-скъп. Последният тип обикновено се използва в големи-размерни сушилни с кипящ слой, като предлага стабилна работа и равномерно флуидизиране. Понастоящем каучуковата промишленост обикновено използва вибрационни сушилни с кипящ слой с хоризонтално правоъгълно напречно-сечение. Структурата на хоризонтална правоъгълна вибрационна сушилня с кипящ слой е показана на фигура 1. Състои се от корпус, разпределителна плоча, вибратор (включително вибриращ двигател и пружини за изолиране на вибрациите) и система за горещ и студен въздух. Вибраторът обикновено включва два насрещно-въртящи се ексцентрични двигателя, наречени само-синхронизиращ се двуосен{14}}инерционен линеен вибратор. Горещият въздух влиза отдолу нагоре през перфорираната разпределителна плоча, докато материалът влиза отзад отгоре. Материалът се флуидизира в кипящия слой от горещия въздух и вибрациите, като едновременно с това претърпява топло- и масов обмен. Изсушеният материал се охлажда и се транспортира до изпускателния отвор чрез вибрации. Горещият и студеният въздух се изпускат от изпускателния отвор в горната част на корпуса.
1.2 Характеристики
При сушене на гранулирани материали обикновените кипящи слоеве могат да се сблъскат със следните проблеми: когато размерът на частиците е малък, могат да се образуват канали или мъртви слоеве; когато диапазонът на разпределение на частиците е голям, увличането може да бъде доста силно; поради обратното смесване на частиците, времето на престой на материала в машината варира, което води до неравномерно съдържание на влага в изсушените частици; когато материалът има високо съдържание на влага, може да възникне агломерация и слепване, което води до влошаване на флуидизацията и т.н. Вибриращ кипящ слой се създава чрез прилагане на вибрации към конвенционален кипящ слой. Това е успешно подобрение на конвенционалния кипящ слой, преодолявайки гореспоменатите недостатъци на конвенционалния кипящ слой. В сравнение с конвенционалните сушилни с кипящ слой, вибрационните сушилни с кипящ слой имат следните предимства:
(1) В конвенционален кипящ слой флуидизацията на материала се постига изцяло чрез въздушен поток, докато във вибриращ кипящ слой флуидизацията и транспортирането се осъществяват главно чрез вибрации. Под двойното действие на силата на възбуждане и горещ въздух с определено налягане, материалът показва идеално състояние на флуидизация, което позволява пълен контакт между материала и горещия въздух.
(2) Поради добавянето на вибрации, минималната скорост на флуидизация на материала се намалява, което води до по-ранна флуидизация. По-специално, частиците в близост до дъното на газоразпределителната плоча започват да флуидизират първо, което помага да се елиминират явленията на стените и подобрява качеството на флуидизация.
(3) Горещият въздух, влизащ в сушилнята, се използва главно за пренос на топлина и маса по време на процеса на сушене. Чрез използване на по-висока температура на входящия въздух и увеличаване на дебелината на слоя материал може да се постигне по-висока топлинна ефективност. Топлинната ефективност на типичната вибрираща сушилня с кипящ слой е между 30% и 60%. Следователно обемът на въздуха е значително намален, само 20%~30% от този на конвенционалната сушилня с кипящ слой. Натоварването на системата за възстановяване на фин прах е намалено и увличането на фин прах като цяло е намалено. Спецификациите на поддържащия източник на топлина, вентилатор, циклонен сепаратор и т.н. също се намаляват съответно, което води до значителни-ефекти за пестене на енергия.
(4) Вибриращи кипящи слоеве могат да изсушават материали с широко разпределение на частиците и относително равномерно време на престой; те могат също така да изсушават вискозни или термопластични материали, намалявайки изискванията за еднородност и редовност на материала и улеснявайки получаването на еднородни изсушени продукти.
(5) Структурата на леглото се подобрява, коефициентът на топлопреминаване се увеличава, площта на фазовия интерфейс се увеличава и степента на турбулентност на граничния слой се увеличава, като по този начин се засилва процеса на сушене.
(6) Може да намали първоначалния проблем с канализирането на флуидизацията, което води до добра оперативна стабилност. Работната скорост на въздуха и спадът на налягането в слоя са по-ниски от тези на конвенционалните сушилни с кипящ слой. Поради липсата на интензивно обратно смесване, увреждането на материалните частици е минимално.
