Zasada działania wibracyjnego złoża fluidalnego

Abstrakcyjny:

Wibracyjne suszarki ze złożem fluidalnym ogólnie dzielą się na dwie główne kategorie. Jeden typ składa się z poziomych suszarek prostokątnych i pionowych okrągłych, w których silnik wibracyjny jest montowany bezpośrednio na złożu fluidalnym w celu napędzania. Suszarki te charakteryzują się prostą konstrukcją ze złożem fluidalnym, łatwą instalacją i niskim kosztem. Drugi typ to typ sprężyn płytkowych, w którym część wibracyjna jest oddzielona od silnika, a wibrator skrzynkowy- jest zamocowany na jednym końcu złoża fluidalnego. Ten typ ma złożony mechanizm wibracji i przenoszenia i jest droższy.

1.1 Typy i struktury

Wibracyjne suszarki ze złożem fluidalnym ogólnie dzielą się na dwie główne kategorie. Jeden typ składa się z poziomych suszarek prostokątnych i pionowych okrągłych, w których silnik wibracyjny jest montowany bezpośrednio na złożu fluidalnym w celu napędzania. Suszarki te charakteryzują się prostą konstrukcją ze złożem fluidalnym, łatwą instalacją i niskim kosztem. Drugi typ to typ sprężyn płytkowych, w którym część wibracyjna jest oddzielona od silnika, a wibrator skrzynkowy- jest zamocowany na jednym końcu złoża fluidalnego. Ten typ ma złożony mechanizm wibracji i przenoszenia i jest droższy. Ten ostatni typ jest zwykle stosowany w dużych-suszarkach ze złożem fluidalnym, zapewniających stabilną pracę i równomierną fluidyzację. Obecnie w przemyśle gumowym powszechnie stosuje się suszarki ze złożem fluidalnym o poziomym, prostokątnym przekroju-. Budowę poziomej prostokątnej wibracyjnej suszarki fluidalnej pokazano na rysunku 1. Składa się ona z płaszcza, płyty rozdzielczej, wibratora (wraz z silnikiem wibracyjnym i sprężynami izolującymi drgania) oraz układu gorącego i zimnego powietrza. Wibrator zazwyczaj zawiera dwa-przeciwbieżne silniki mimośrodowe, zwane-samosynchronizującym się bezwładnościowym wibratorem liniowym z podwójną-osią. Gorące powietrze wchodzi od dołu do góry przez perforowaną płytę rozprowadzającą, natomiast materiał wchodzi od tyłu od góry. Materiał ulega fluidyzacji w złożu fluidalnym pod wpływem gorącego powietrza i wibracji, jednocześnie podlegając wymianie ciepła i masy. Wysuszony materiał jest schładzany i transportowany do otworu wylotowego za pomocą wibracji. Gorące i zimne powietrze jest odprowadzane przez otwór wylotowy w górnej części płaszcza.

1.2 Charakterystyka

Podczas suszenia materiałów ziarnistych w zwykłych złożach fluidalnych mogą wystąpić następujące problemy: gdy wielkość cząstek jest mała, mogą tworzyć się kanaliki lub złoża martwe; gdy zakres rozkładu cząstek jest duży, porywanie może być dość poważne; z powodu wstecznego mieszania cząstek czas przebywania materiału w maszynie jest zmienny, co powoduje nierównomierną zawartość wilgoci w wysuszonych cząstkach; gdy materiał ma wysoką zawartość wilgoci, może wystąpić aglomeracja i zbrylanie, co prowadzi do pogorszenia fluidyzacji itp. Wibrujące złoże fluidalne powstaje poprzez zastosowanie wibracji w konwencjonalnym złożu fluidalnym. Jest to udane ulepszenie konwencjonalnego złoża fluidalnego, przezwyciężające wyżej wymienione wady konwencjonalnego złoża fluidalnego. W porównaniu z konwencjonalnymi suszarkami ze złożem fluidalnym, wibracyjne złoża fluidalne mają następujące zalety:

(1) W konwencjonalnym złożu fluidalnym fluidyzacja materiału odbywa się całkowicie za pomocą przepływu powietrza, podczas gdy w wibracyjnym złożu fluidalnym fluidyzacja i transport odbywają się głównie za pomocą wibracji. Pod podwójnym działaniem siły wzbudzenia i gorącego powietrza pod określonym ciśnieniem materiał wykazuje idealny stan upłynnienia, pozwalający na pełny kontakt materiału z gorącym powietrzem.

(2) Z powodu dodania wibracji minimalna prędkość fluidyzacji materiału jest zmniejszona, co powoduje wcześniejsze wystąpienie fluidyzacji. W szczególności materiał cząsteczkowy w pobliżu dna płyty rozprowadzającej gaz zaczyna jako pierwszy ulegać fluidyzacji, co pomaga wyeliminować zjawisko ścian i poprawia jakość fluidyzacji.

(3) Gorące powietrze wchodzące do suszarki wykorzystywane jest głównie do przenoszenia ciepła i masy podczas procesu suszenia. Stosując wyższą temperaturę powietrza wlotowego i zwiększając grubość warstwy materiału, można uzyskać wyższą sprawność cieplną. Sprawność cieplna typowej wibracyjnej suszarki ze złożem fluidalnym wynosi od 30% do 60%. Dlatego objętość powietrza jest znacznie zmniejszona, tylko o 20% ~ 30% w porównaniu z konwencjonalną suszarką ze złożem fluidalnym. Obciążenie układu odzyskiwania drobnego proszku jest zmniejszone, a porywanie drobnego proszku jest ogólnie zmniejszone. Specyfikacje pomocniczego źródła ciepła, wentylatora, cyklonu itp. również zostają odpowiednio zmniejszone, co skutkuje znacznymi efektami-oszczędności energii.

(4) Wibrujące złoża fluidalne mogą suszyć materiały o szerokim rozkładzie cząstek i stosunkowo równomiernym czasie przebywania; mogą również suszyć materiały lepkie lub termoplastyczne, zmniejszając wymagania dotyczące jednorodności i regularności materiału oraz ułatwiając uzyskanie jednolitych suszonych produktów.

(5) Poprawia się struktura złoża, wzrasta współczynnik przenikania ciepła, zwiększa się powierzchnia styku faz i zwiększa się stopień turbulencji warstwy granicznej, wzmacniając w ten sposób proces suszenia.

(6) Może zmniejszyć początkowy problem płynięcia z kanałami, co skutkuje dobrą stabilnością operacyjną. Robocza prędkość powietrza i spadek ciśnienia w złożu są niższe niż w przypadku konwencjonalnych suszarek ze złożem fluidalnym. Ze względu na brak intensywnego mieszania wstecznego, uszkodzenia cząstek materiału są minimalne.