В книге приведены важнейшие термодинамические характеристики влажного газа, основные .положения теории тепло- и массообмена, а также кинетики и динамики процесса сушки.
Подробно рассмотрены методы инженерного расчета сушилок с определением их габаритов при различных способах подвода тепла и при совмещении сушки с другими термическими процессами (прокаливание, химическое разложение и т. д.).
Описаны технологические схемы и конструкции сушильных аппаратов и установок, наиболее распространенных в химической промышленности, даны их технико-экономические показатели. Большое внимание в книге уделено новым способам сушки, наиболее перспективным комбинированным методам и технологии сушильных процессов, включая выбор рационального способа и оптимального режима сушки различных материалов.
Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников химической и других отраслей промышленности, занимающихся исследованиями, проектированием и практическим применением процессов сушки. Книга может быть использована также в качестве пособия студентами вузов и аспирантами соответствующих специальностей.
В книге 250 рисунков, 25 таблиц и 125 библиографических ссылок.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие...... . . •...........
Основные обозначения................ Ю
Глава I. Основные положения теории сушки ..... 11
Свойства влажного газа ............... 11
Диаграмма влажного воздуха........... 16
Потенциалы переноса тепла и массы вещества ... 22
Свойства влажных материалов............ 22
Тепло- и массообмен в процессе сушки........ 37
Внешний тепло- и массообмен........... 37
Конвективный теплообмен, осложненный массообменом 44
Теплообмен излучением ........'..... 48
Теплообмен теплопроводностью .......... 50
Внутренний тепло- и массообмен.......... 57
Кинетика процесса сушки влажных материалов..... 60
Глава II. Тепловой расчет сушилок ......... 66
Материальный баланс сушилки ........... 66
Тепловой баланс сушилки.............. 68
Расчет количества агента сушки и топлива .... 72 Тепловой расчет процессов сушки при помощи /—ci-диа-
граммы....................... 75
Определение габаритов сушилки ........... 88
Сушилки для материалов с небольшим внутренним
сопротивлением переносу тепла и массы ...... 90
Сушилки для материалов с большим внутренним сопротивлением переносу тепла и массы....... 108
Приближенный расчет по средней интенсивности
сушки...................... 111
Последовательность расчета сушилки........ 113
5
Глава III. Гидродинамика двухфазного потока..... 114
Неподвижный слой твердых частиц.......... 116
Гидродинамика кипящего слоя............ 119
Гидродинамика пневмотранспорта .......... 126
Гидродинамика аэрофонтанных установок....... 133
I лава IV. Конвективная сушка материалов в слое .... 136
Сушилки с смыванием материала в слое или изделия
агентом сушки ................... 136
Туннельные сушилки............... 136
Камерные сушилки................ 142
Петлевые сушилки................ 144
Валковые" сушилки................ 148
Турбинные сушилки............... 149
Ленточные сушилки ............... 15?
Шахтные сушилки ................ 161
Конвективная сушка с сопловым обдувом плоских материалов....................... 164
Глава V. Конвективная сушка материала во взвешенном и
полувзвешенном состоянии ......... 175
Сушка в барабанных установках........... 175
Теплообмен в сушилке .............. 175
Конструкции сушилок............... 186
Расчет сушилок ................. 190
Сушка в установках с кипящим слоем ........ 191
Длительность пребывания материала в слое .... 194
Теплообмен ................... 200
Унос частиц из слоя............... 207
Конструкции сушилок............... 207
Тепловой расчет сушилок............. 220
Аэрофонтанные сушилки.............. 222
Сушка дисперсных твердых материалов во взвешенном
состоянии...................... 225
Сушка в пневматических трубах-сушилках..... 226
Сушка в вихревом потоке ............ 233
Сушка распылением................. 238
Распыление материалов.............. 239
Сушильные камеры................ 250
Расчет сушилки.................. 256
Глава VI. Радиационная и кондуктивная сушка .... 261
Кондуктивная сушка влажных материалов....... 261
Механизм процесса................ 262
Сушка сыпучих материалов............ 266
Сушка тонких листовых материалов........ 272
Сушка жидких и пастообразных материалов..... 273
Сушка с использованием твердого промежуточного
теплоносителя .................. 276
Сушка в среде жидкого теплоносителя....... 277
Расчет сушилок................. 277
Радиационная сушка ................ 278
Механизм процесса................ 278
Генераторы излучения .-............... 280
Радиационные сушилки.............. 282
Расчет сушилок ..........'....... 285
Вакуумная радиационно-кондуктивная сушка..... 288
Глава VII. Технология сушки ............ 291
Интенсификация и усовершенствование процессов сушки 291
Сушка перегретым паром ............. 292
Сушка со сбросом давления............ 300
Сушка жидких материалов с предварительным их перегревом ..................... 301
Сушка растворов в струйных установках....... 306
Сушка в пульсирующем потоке и при вибрациях частиц ....................... 310
Сушка токами высокой частоты.......... 320
Комбинированные способы сушки......... 323
Выбор оптимального режима сушки.......... 332
Выбор агента сушки ............... 333
Подготовка материала к сушке .......... 334
Оптимальный режим сушки............ 335
Рециркуляция агента сушки (конвективная сушка) . . 337 Изменение температуры материала в процессе сушки 341 Получение порошкообразных и гранулированных про
дуктов...................... . 346
Выбор рационального способа сушки........• . 363
Глава VIII. Вспомогательное оборудование сушильных
установок................ 373
Воздухоподогреватели ................ 373
Топки ....................... 380
Устройства для выделения сухого продукта из потока теплоносителя . . ................... 390
Центробежные пылеотделители (циклоны) ..... 391
Мокрые пылеуловители.............. 395
Фильтры..................... 404
Холодильники ................... 407
Питатели и затворы................. 414
Литература ................... 419
Предметный указатель . . . . ,...... 423
ПРЕДИСЛОВИЕ
Данная книга посвящена вопросам сушки в химической промышленности. • Сушка
широко распространена в производстве полимерных материалов, минеральных удобрений, солей, органических веществ, синтетических красителей, химических волокон, тканей и т. д. Во многих случаях сушка является одной из важнейших операций, ещреде-ляющих не только качество готовой продукции, но и технико-экономические показатели производства в целом.
Сушка влажных материалов представляет собой технологический процесс, или точнее, совокупность процессов переноса тепла и массы, сопровождающихся структурно-механическими, а в ряде случаев и химическими изменениями высушиваемого вещества. Результаты новейших исследований в области теории сушки позволяют на научной основе подходить к проблеме интенсификации этого процесса и выбору рационального способа и оптимального режима сушки.
В химической промышленности процесс сушки имеет специфические особенностей, так как часто сопровождается химическими реакциями или какими-либо термическими процессами. Кроме того, материалы и вещества, подвергаемые сушке, чрезвычайно разнообразны по физическим и химическим свойствам, а технология производства получаемых продуктов весьма различна. Эти особенности процесса сушки химических продуктов по возможности учтены в книге.
Основной задачей современной сушильной техники является создание новых комбинированных методов сушки, которые обеспечивали бы не только интенсификацию процесса, но и наилучшие технологические свойства высушиваемых материалов.
В книге приведены основные, положения теории тепло- и массо-обмена в процессе сушки влажных материалов, знание которых позволяет правильно подойти к технологии сушки. Сделана попытка дать единую методику расчета различных процессов сушки. В материальных балансах и статических тепловых расчетах
8
учитываются процессы дегидратации и химические реакции, рассмотрена методика аналитического расчета тепловых балансов и графо-аналитического с помощью /—d-диаграммы для многозонных сушилок.
В расчетах габаритов сушильной установки при различных способах подвода тепла рассмотрены два случая: когда длительность сушки зависит от внешних условий переноса тепла и массы и когда — от внутренней диффузии влаги. Кроме того, отдельно описаны установки, в которых при современном уровне знаний практически трудно определить действительное время пребывания материала в сушильной камере. Самостоятельно рассмотрены вопросы определения дисперсности материала и гидродинамика
двухфазного потока.
Основные методы сушки нами классифицированы по способу подвода тепла к высушиваемому материалу и по гидродинамическим условиям в сушильной камере. Учтены новые работы в области определения действительной движущей силы переноса тепла -и массы, немоделируемость некоторых способов сушки и т. д. В разделе, посвященном сушке во взвешенном и полувзвешенном состоянии, большое внимание уделено гидродинамике процесса, длительности пребывания материала в зоне сушки и выбору рациональной конструкции аппарата. В разделах, касающихся технологии сушки, даны рекомендации по выбору рационального способа и оптимального режима сушки, рассмотрены ее способы, обеспечивающие требуемую форму конечного продукта (например, получение порошков и гранул), и т. д.
Для облегчения выбора рационального режима сушки приведена классификация влажных материалов и даны основные технико-экономические показатели, характеризующие процесс сушки. Подавляющее большинство новых как отечественных, так и зарубежных работ в области сушки нашли соответствующее отражение во всех разделах книги, и она является обобщением результатов исследований многих авторов. В книге использованы работы таких ведущих ученых и инженеров СССР в области теории, техники и технологии сушки, как А. В. Лыков, И. М. Федоров, П. Г. Романков, П. Д. Лебедев, А. П. Ворошилов, Н. М. Михайлов, М. Ю. Лурье, А. Н. Плановский, Ю. Л. Кавказов, а также труды зарубежных ученых: Вилы и Гапоряня (Франция), В. Маршала и В. Ранца (США), РиозоТоэи (Япония), О. Кришера (ФРГ), В. Ваничека, И. Валхаржа (ЧССР) и др.
Все критические замечания читателей будут приняты нами
с благодарностью.
Автор выражает признательность рецензентам — докт. техн. наук проф. А. Н. Плановскому и инж. С. Д. Эвенчику за ценные советы, сделанные ими при ознакомлении с рукописью.
М. В. Лыков
Цена: 300руб.
