Файл: Бушмелев, В. А. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 126

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Тепловой баланс сушки в общем виде показан в табл. 15-2.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 15-2

Тепловой баланс

сушки

 

 

Приход

 

 

Расход

 

 

С воздухом при его подогре­

Подогрев сушимого вещества Qt

периодах

ве в калорифере Q0

На сушку

во втором

и третьем

 

Qa, з

 

 

устройств

Q4

 

Подогрев транспортных

 

Потерн в окружающую среду Q6

 

 

»

с уходящим воздухом Qe

 

Вс е г о : Q0

Qo =

Qi +

Q2, з + Qi +

Qi 4' Qe

 

Для обеспечения заданной производительности в сушильной ка­ мере должны помещаться необходимые поверхности сушильного ве­ щества. Площади этих поверхностей определяют исходя из равенства (15-26). При этом площадь, необходимая для подогрева вещества до температуры сушки tz, равна

F =

Фі

(15-60)

1

k {Ь — 1')

 

Площадь, необходимая для сушки во втором и третьем периодах, равна

Q a,3

■^2,3 — k(b — t")

где Ф средняя температура воздуха, равная

^1 + ^3

(15-61)

(15-62)

f — средняя температура сушимого вещества в период подогрева, равная

j.! __ h Ч~ h .

(15-63)

k — коэффициент теплопередачи от нагретого воздуха к сушимому материалу, определяемый по формуле

K = 2,8w°'s,

(15-64)

где w — скорость воздуха относительно поверхности сушимого веще­ ства, м/сек.

При сушке листовых материалов (картон, листовая целлюлоза) сле­ дует учитывать, что обе поверхности листа являются тепловосприни­

мающими.

равна

Общая поверхность вещества, необходимая для сушки,

F = i71-f F2i3.

(15-65)

317 •


Устройство воздушной сушилки и ее работа

Устройство воздушных сушилок зависит от того, для сушки каких веществ они предназначаются. В целлюлозно-бумажном производстве сушилки применяют главным образом для сушки целлюлозы, картона,

изоплит. Схема устройства такой сушилки показана на рис. 15-5.

Че­

рез сушильную

камеру 1

проходит сушимое

полотно

целлюлозы

2,

 

 

 

 

 

 

 

которое перемещается

с помощью

 

 

 

 

 

 

 

транспортеров (на

рисунке

не

по­

 

 

 

 

 

 

 

казаны).

 

разделена

на

части

 

 

 

 

 

 

 

Камера

 

 

 

 

 

 

 

горизонтальными перегородками 3,

 

 

 

 

 

 

 

между

которыми

движется

 

по­

 

 

 

 

 

 

 

лотно. С обеих сторон

камеры

 

 

 

 

 

 

 

имеется два коллектора. Каждый

 

 

 

 

 

 

 

коллектор разделен на четыре сек­

 

 

 

 

 

 

 

ции 4,5,6 и 7. В вертикальных пере­

 

 

 

 

 

 

 

городках имеется по четыре отвер­

 

 

 

 

 

 

 

стия, в которых вращаются крылат­

 

 

 

 

 

 

 

ки смесительных вентиляторов

8.

 

 

 

 

 

 

 

Воздух, необходимый для суш­

 

 

 

 

 

 

 

ки, забирается нижним нагнета­

 

 

 

 

 

 

 

тельным вентилятором 9 из поме­

 

 

 

 

 

 

 

щения, просасывается через тепло­

 

 

 

 

 

 

 

обменник 10 и прогоняется через

 

 

 

 

 

 

 

калорифер

15 в оба

коллектора.

Рис. 15-5.

Схема

устройства воз­

В теплообменнике

воздух

предва­

рительно

подогревается

теплом

душной сушилки:

 

 

уходящего

воздуха и затем нагре­

I — сушильная

камера;

2 — полотно

целлюлозы;

3 — перегородки

камеры;

вается

в калорифере

до темпера­

4 нижняя всасывающая секция коллек­

туры, при которой ведется

сушка.

тора; 5 — нижняя нагнетательная

секция;

5 _ верхняя

всасывающая

секция; 7

В секции 4 коллектора

воздух

верхняя нагнетательная

секция; 8 — сме­

сительные вентиляторы;

9 — нижний на­

смешивается с воздухом, засасывае­

гнетательный

вентилятор;

10 — теплооб­

мым из

сушильной камеры

ниж­

менник; 11 — вытяжной воздуховод; 12

вытяжной вентилятор;

13

теплообмен­

ним смесительнымТвентилятором 8,

ник; 14 — верхний

нагнетательный вен­

тилятор;

15

— калорифер

 

и через секцию 5 подается в каме­

ру. Проходя между перегородками, воздух омывает поверхность полотна. Часть его возвращается в сек­ цию 4, часть проходит дальше и засасывается верхними смесительными вентиляторами 8 в секцию 6, а из нее через секцию 7 проходит обратно

всушильную камеру. Часть этого воздуха вновь поступает в секцию 6,

адругая часть отсасывается по воздуховоду 11 вытяжным вентилято­ ром 12. При этом отсасываемый воздух проходит через теплообмен­ ник 10, в котором своим теплом нагревает воздух, поступающий в су­ шильную камеру, а затем через теплообменник 13, в котором нагре­ вает воздух, подаваемый верхним нагнетательным вентилятором 14

снаружи в помещение.

Для поддержания необходимой температуры воздуха в камере под перегородками размещают трубы, обогреваемые так же, как и кало-

318


.рифер 15, паром. Описанная сушилка создает хорошее перемешива­ ние воздуха в камере, что обеспечивает интенсивную сушку. Направ­ ления движения воздуха внутри камеры показаны на рисунке стрел­ ками.

В большинстве случаев вес 1 ж3 полотна сушимой целлюлозы при­ близительно одинаков. Начальная его влажность составляет 42—48%, конечная 1012%.

Контактная сушка

При контактной сушке сушимое вещество соприкасается с нагретой поверхностью, от которой происходит теплопередача. Испаряющаяся

при этом влага удаляется в окру­

 

 

жающий воздух.

 

 

Сушильные части бумагодела­

 

 

тельных машин устроены так же,

 

 

как у картоноделательных машин

 

 

и пресспатов, поэтому остановимся

 

 

на описании первых. Полотно бу­

 

 

маги 1 (рис. 15-6) проходит через

 

 

сушильную часть, прилегая к вра­

 

 

щающимся сушильным цилиндрам

 

 

2, обогреваемым паром. Для лучше­

Рис. 15-6.

Схема сушильной части

го прилегания полотна бумаги к по­

 

машины:

верхности цилиндров пользуются

/ — полотно

бумаги; 2 — сушильные ци­

линдры; 3 — сушильные сукна; 4 — сук­

сушильными сукнами 3, которые,

носушильные

цилиндры; 5 — вытяжной

огибая сукноведущие валики, охва­

колпак; 6 — вытяжные воздуховоды

тывают сушильные и сукносушиль­ ные цилиндры. Сукносушильные цилиндры 4, или просто сукносу-

шители, также вращаются и обогреваются паром.

Сушильные сукна и сукносушители не являются обязательными элементами сушильной части. В машинах с одним сушильным цилинд­ ром и в пресспатах их часто не применяют.

Влага, испаряющаяся из бумажного полотна, смешивается с воз­ духом, окружающим сушильные цилиндры, и вместе с ним вытяги­ вается вентиляторами по воздуховодам 6 с помощью вытяжного кол­ пака 5.

Особенности сушки на сушильных цилиндрах

На первых (по ходу полотна бумаги) цилиндрах происходит по­ догрев сухого вещества и влаги бумаги до температуры сушки почти без выделения влаги, что соответствует первому периоду сушки. Для подогрева отводится обычно несколько цилиндров. В связи с тем что полотно за время соприкосновения с поверхностями цилиндров на­ гревается и в промежутках между ними охлаждается, повышение тем­ пературы происходит скачкообразно.

После того как полотно нагреется до температуры сушки, начи­ нается выделение влаги; это соответствует второму периоду сушки с постоянной скоростью влаговыделения. Однако наличие межцилин­

319


дровых промежутков и сушильных сукон и в этом периоде сушки ока­ зывает свое влияние на ее равномерность.

За время соприкосновения с горячей поверхностью цилиндра к по­ лотну подводится тепло, вследствие чего происходит испарение со­ держащейся в нем влаги. В то же время одна поверхность полотна закрыта стенкой цилиндра, а другая сукном, создающим значитель­ ное сопротивление выходу паров влаги. Таким образом, выход паров из полотна происходит через толщу бумаги и сушильное сукно и встречает большое сопротивление. Для преодоления этого сопротив­ ления в полотне бумаги должно возникнуть достаточно высокое пар­ циальное давление. Как известно, с увеличением давления возрастают 'температура и теплосодержание пара. Повышение температуры паров влаги, а следовательно, и полотна бумаги, как вытекает из равенства (15-26), ухудшает теплопередачу и тем самым вредно сказывается на скорости сушки.

Кроме того, повышение температуры полотна и теплосодержания находящихся в нем паров приводит к тому, что часть тепла затрачи­ вается на их дополнительное нагревание, что также уменьшает коли­ чество выделяемой влаги. Однако это последнее обстоятельство не ухудшает сушки в целом. Дело в том, что когда полотно бумаги вы­ ходит с поверхности цилиндра из-под сукна в межцилиндровый про­ межуток, обе стороны полотна освобождаются и непосредственно со­ прикасаются с окружающим воздухом. При этом сопротивление вы­ ходу паров из полотна резко снижается, вследствие чего начинается интенсивное выделение паров и их парциальное давление внутри по­ лотна падает. Это вновь вызывает испарение влаги, на которое рас­ ходуется тепло, затраченное на дополнительное нагревание влаги и сухой части полотна. Таким образом, уменьшение выделения влаги за период, когда полотно находилось на цилиндре, компенсируется

еевыделением после выхода полотна с цилиндра.

Вмежцилиндровом промежутке к полотну тепло не подводится, поэтому, когда тепло дополнительного нагревания истратится, дальней­ шее выделение влаги быстро сокращается, после чего полотно ох­ лаждается окружающим воздухом. Следовательно, первая часть меж­ цилиндрового промежутка способствует удалению влаги, вторая вы­ зывает вредное охлаждение полотна бумаги, так как для доведения его температуры до состояния влаговыделения потребуется лишняя затрата тепла на следующем цилиндре.

Таким образом, в этом периоде сушки температура полотна и ско­ рость сушки также изменяются скачкообразно и сохраняются по­ стоянными лишь их средние значения.

Впоследнем, третьем, периоде сушки, очевидно, скачкообразность изменения температуры и скорости сушки тоже сохраняется, но сред­ няя величина температуры полотна постепенно увеличивается, а сред­ няя скорость сушки уменьшается. На рис. 15-7 показаны кривые, характеризующие изменения температуры полотна и скорости сушки по длине от начала до конца сушильной части машины.

Рассматривая влияние сушильных сукон на сушку бумаги мы ви­ дели, что они создают повышенное сопротивление выходу паров влаги

320