Возможности использования распылительных устройств в аппаратах с кипящим слоем инертных тел

Аннотация: В статье представлен анализ возможности интенсификации процесса сушки в аппаратах  с кипящим слоем инертных тел с помощью применения различного рода распылительных устройств. Представлено описание двух исследованных типов распылительных устройств. Описаны некоторые экспериментально полученные результаты применения выбранных типов распылительных устройств в лабораторной сушилке.

Анализ литературных источников, связанных с проблемой сушки жидких дисперсных продуктов в кипящем слое инертных тел, показал, что, как правило, от способа и места подачи жидких дисперсных продуктов в виде растворов и суспензий внутрь кипящего слоя инертных тел существенно зависит качество получающегося сухого продукта и общие энергозатраты на процесс сушки [1, c. 57; 2, с. 72].

Как правило, подача высушиваемого жидкого продукта осуществляется с помощью различного рода механических или пневматических распылительных устройств. Наибольшее распространение получили механические и пневматические форсунки.

Как показывает опыт эксплуатации подобных устройств, как правило, механические форсунки требуют в несколько раз меньше затрат энергии на подачу жидкости в аппарат, поэтому именно подобные форсунки нашли широкое применение (и рекомендуются к использованию) в крупнотоннажных сушильных  аппаратах.

В некоторых случаях для интенсификации подачи жидкого продукта в кипящий слой используется механическая форсунка с дополнительным обдувом воздухом. Конструкция подобной форсунки представляет собой две трубы образующие центральный и кольцевой канал. В центральный канал подается жидкость, в кольцевой – воздух. Центральный канал заканчивается определенного вида соплом. Существует большое количество конструкций сопел для жидкостных каналов подобного рода форсунок.

Например, известна конструкция, в которой сопло имеет вид червячного шнека. Нами исследовалась возможность применения подобного рода конструкций для сушки высоковязких жидких дисперсных продуктов. Рассматривалось два варианта конструкции форсунки:

1. С дополнительным каналом для использования воздуха высокого давления, который позволяет дробить жидкость, находящуюся в центральном канале на более мелкие капли, чем при чисто механическом распыле.

Такая возможность позволяет интенсифицировать процесс сушки за счет уменьшения размеров высыхающих на инертных телах капель, аналогично механизму, наблюдаемому при сушке капель на подложках [3, с. 635; 4, с. 374].

2. С возможностью добавления в центральный канал определенного, заранее выбранного растворителя, позволяющего уменьшить вязкость высушиваемого продукта. Для оценки влияния расхода воздуха и расхода вида растворителя в заданном месте кипящего слоя устанавливали пробоотборник для улавливания готового продукта.

Отобранные пробы подвергались классификации, анализу формы, определению влажности, размеров частиц, цвета и т. п. Как показали предварительные данные по испытанию выбранного типа форсунки, главным параметром, влияющим на качество высушенного продукта, является выбранный тип растворителя. Расход растворителя влияет на производительность сушилки и на общее энергопотребление.

Список литературы

1. Пахомов А. Н., Пахомова Ю. В. Сушка капель жидких дисперсных продуктов. М. : Издательство «Перо», 2013. 122 с.
2. Пахомова Ю. В., Коновалов В. И., Пахомов А. Н. Особенности механизма и кинетики сушки капель дисперсий (на примере сушки послеспиртовой барды) // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2011. Т. 17. № 1. С. 70–82.
3. Пахомов А. Н., Пахомова Ю. В., Ильин Е. А. Возможности самоорганизации дисперсных систем при сушке на подложке // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2012. Т. 18. № 3. С. 633–637.
4. Коновалов В. И., Пахомов А. Н., Пахомова Ю. В. Геометрия, циркуляция и тепломассоперенос при испарении капли на подложке // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2011. Т. 17. № 2. С. 371–387.

 

Материал поступил в редакцию 10.10.2017
© Комбарова Е. Ю., Позднышева И. Г., 2017