8.7.7. Распылительные сушилки
Достигается высокая интенсивность испарения влаги за счет тонкого распыления высушиваемого материала в сушильной камере, через которую движется сушильный агент (горячий воздух или топочные газы). При сушке в распыленном состоянии удельная поверхность испарения достигает столь большой величины, что процесс высушивания завершается за 15 – 30 сек.
В условиях почти мгновенной сушки температура поверхности частиц материала, несмотря на высокую температуру сушильного агента, лишь немного превышает температуру адиабатного испарения чистой жидкости. Т.о., достигается быстрая сушка в мягких температурных условиях, позволяющая получить качественный порошкообразный продукт, хорошо растворимый и не требующий дальнейшего измельчения. Возможна сушка и холодным теплоносителем, когда распыливаемый материал предварительно нагрет.
Распыление осуществляется механическими или пневматическими форсунками, а также с помощью центробежных дисков, скорость вращения которых составляет 4000 – 20000 об/мин.
В распылительной сушилке материал подается в камеру 1 через форсунку 2. Сушильный агент движется параллельным током с материалом. Мелкие твердые частицы высушенного материала размером до нескольких микрон осаждаются на дно камеры и отводятся шнеком 3. Отработанный сушильный агент после очистки от пыли в циклоне 4 и рукавном фильтре 5 выбрасывается в атмосферу.
Распыление центробежными дисками пригодно для диспергирования суспензий и вязких жидкостей, но требует значительно большего расхода энергии, чем механическое распыливание. Распыливание механическими форсунками, в которые жидкость подается насосом под давлением 30 – 200 атм., более экономично, но применяется только для жидкостей, не содержащих твердых взвесей. Распыливание пневматическими форсунками, работающими с помощью сжатого воздуха под давлением около 6 атм., хотя и пригодно для загрязненных жидкостей, но наиболее дорого из-за большого расхода энергии, кроме того, его недостатком является неоднородность распыления.
Распылительные сушилки могут работать по принципам противотока и смешанного тока. Однако прямоток особенно распространен, так как позволяет производить сушку при высоких температурах без перегрева материала, причем скорость осаждения складывается в этом случае из скорости их витания и скорости сушильного агента (vвит + vс.а.). При противотоке скорость осаждения меньше (vвит - vс.а.) и соответственно больше время пребывания частиц в камере. Это позволяет получать материал с большей плотностью.
Для осаждения мелких частиц и уменьшения уноса скорость газа в камере, считая её на полное сечение, обычно не превышает 0,3 – 0,5 м/с. Но даже при таких скоростях унос значителен и требуется хорошее обеспыливание отработанных газов. Для более равномерного распределения сушильного агента по сечению камеры и хорошего смешивания с каплями высушиваемой жидкости используют ввод газа через штуцер, расположенный касательно к корпусу камеры, или через ряд щелей по её окружности.
Значения величины напряжения камеры по влаге не велики (10 – 14 кг/(м3 ч). Из-за этого размеры данных сушилок довольно громоздки. Кроме того, распыливающие и пылеулавливающие устройства довольно сложны и дороги в эксплуатации.