Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
Расход воздуха может быть уменьшен путем максимально возможного повышения его температуры на входе в сушилку и минимально возможным снижением температуры на выходе, т.е. при работе близко 102
к границе насыщения его парами влаги. Максимальную температуру можно применять в аппаратах идеального вытеснения (прямотрубные и спиральные пневмосушилки), когда контакт газа и дисперсной фазы происходит при высоком начальном влагосодержании материала и температура его не может превышать температуру мокрого термометра. Из термодинамического анализа процесса сушки известно, что на расход агента сушки существенно влияет количество дополнительно вводимого тепла [94]. Это тепло можно подвести с помощью греющих элементов, установленных непосредственно в зоне сушки и таким образом значительно уменьшить требуемое для процесса сушки количество сушильного агента.
Концентрация высушиваемого материала в зоне сушки зависит от типа сушилки. Для трубных пневмосушилок она минимальна (10~5 -10-3 мЗ/м3), для сушилок с псевдоожиженным слоем она максимальна и в зависимости от режима псевдоожижения (фонтанирующий или кипящий слой) составляет от 0,05 до 0,45 м3/м3 (что соответствует порозности слоя е = 0,95 - 0,55). Следовательно, при прочих равных условиях сушилки кипящего слоя могут быть интенсивнее трубных пневмосушилок на 2 - 3 порядка. Однако движущая сила процесса сушки оказывается максимальной для трубных и спиральных пневмосушилок (как для аппаратов с идеальным вытеснением фаз), в то время как для сушилок кипящего слоя, работающих в режиме, близком к идеальному смешению, движущая сила минимальна и может быть на несколько порядков ниже по сравнению с прямоточными сушилками.
Относительные скорости движения частиц ПВХ и газа в трубных пневмосушилках кипящего слоя практически одинаковы и примерно равны скорости витания, обусловленной главным образом диаметром частиц (для суспензионного ПВХ * 0,25 м/с). В сушилках с закрученными потоками газовзвеси относительная скорость движения газа в зависимости от режима сушки и конструкции сушилки составляет 10 -40 м/с, что на два порядка выше скорости витания. Кроме того, за счет торможения частиц в газовом потоке в этих сушилках возрастает и концентрация материала в зоне сушки.
В некоторых случаях концентрация твердой фазы оказывает превалирующее влияние на объем рабочей зоны сушилки [94]. В этом отношении перспективными следует считать сушилки кипящего слоя при условии осуществления процесса при минимальной порозности слоя. Однако широкое применение сушки суспензионного ПВХ в кипящем слое связано со способностью его качественно псевдоожижаться (без пузырей, каналообразования, отложений на газораспределительной решетке, чрезмерного пылеуноса), а также с условиями, необходимыми для качественного псевдоожижения.
Для оценки условий и пределов существования качественного псевдоожиженного слоя ПВХ были рассчитаны характеристики (площадь газораспределительной решетки и гидравлическое сопротивление) аппарата кипящего слоя производительностью 10 т/ч при сушке
ЮЗ
Рис. 3.10. Зависимость площади 5и гидравлического сопротивления Др псевдоожиженного слоя от его порозности е и диаметра высушиваемых частице/ пористого (1) и иепористого (2) ПВХ:
1 — пористый материал;.? — кепористый материал
пористого и ' непористого ПВХ, средний диаметр частиц которого условно принимали в интервале от 40 мкм до 10 мм, а порозность слоя - от 0,65 до 1,0 [93]. Результаты расчетов представлены графически на рис. 3.10. Кривые зависимости площади псевдоожиженного слоя от диаметра частиц в полулогарифмических координатах имеют гиперболическую форму. Верхние ветви гипербол соответствуют минимально допустимым размерам частиц; дальнейшее уменьшение размера частиц требует чрезмерного увеличения площади решетки, при сохранении же размеров площади неизбежен вынос частиц из слоя. Нижние ветви соответствуют размерам частиц, для которых требуемая площадь слоя минимальна и мало изменяется с увеличением диаметра частиц. Нижние ветви кривых отвечают оптимальной области размеров частиц, для которых требуется аппарат минимальных габаритов.
Как видно из графиков, минимально допустимый размер частиц находится в пределах .100 - 150 мкм, а область оптимальных размеров начинается выше - примерно от 500 мкм. Между 100 и 500 мкм имеется переходная область, для которой существенно изменяется требуемая площадь решетки в зависимости от размера частиц материала, но псевдоожиженный слой еще можно применять для сушки. Эта область дисперсности материала названа гидродинамически переходной [93]. Для материалов с более высокой дисперсностью способ сушки в кипящем слое не приемлем, для них более подходит сушка в условиях пневмотранспорта. Обычный суспензионный ПВХ со средними размерами частиц от 80 до 150 мкм следует отнести к дисперсным материалам гидродинамически переходного типа и его можно эффективно высушивать как в Пневмосушилках, так и в сушилках кипящего слоя (при повышенной порозности слоя), поэтому оба эти способа сушки существуют и развиваются параллельно.
