Рециркуляция сушильного агента

Наиболее очевидное энергосберегающее мероприятие в конвективных сушильных установках связано с возвратом части уходящего сушильного агента в контур его циркуляции (рециркуляция сушильного агента). Возможные схемы таких установок приведены на рис. 12.18.

Существующее явление инверсии интенсивности испарения при конвективной сушке, связанное с тем, что при температуре сушильного агента выше температуры инверсии /_и, которая составляет 180—200 °С, интенсивность испарения в воздух с повышенным влагосодержанием выше, чем в сухой, приводит к неоднозначным решениям по энергосбережению: при Г > Г_н выгодна схема, приведенная на рис. 12.18, а, при I < /_и выгодна схема, показанная на рис. 12.18, б.

Устранение неравномерности сушки.

К числу наиболее значимых энергосберегающих мероприятий относится, как правило, устранение неравномерности распределения параметров сушильного агента по поперечному сечению сушильной камеры.

Рис. 12.18. Схемы сушильных установок без рекуператора (я) и с рекуператором (б):

I — подогреватель сушильного агента; 2 — сушильная камера; 3 — линия рециркуляции; 4 — камера смешения; 5 — рекуператор; б — подвод сушильного агента

Для оценки потенциала энергосбережения при осуществлении такого мероприятия необходимы специфические дополнительные инструментальные измерения эпюр температур и скорости сушильного агента.

Пример 12.1. Дайте качественную оценку влияния температур воздуха на входе в теоретическую конвективную сушильную установку и выходе из нее Г, на удельный расход теплоты на сушку [q =/(/,) при I₂ = const и q = f{t₂) при = = constj при однократном использовании сушильного агента.

Решение. Для оценки характера зависимостей q = /(/,) и q = f(t-,) можно воспользоваться И, ?/-диаграммой, на которой показаны изменения состояния воздуха в теоретической сушильной установке, для которой энтальпии сушильного агента на входе в сушильную камеру /г, и на выходе из нее А, совпадают (рис. 12.19).

Выполнив дополнительные построения (соединим точки А и С и получим угол у;

проведем линию CD параллельно оси ?/), докажем, что определяется по

зависимостигде т — отношение масштабов по осям А, ?/-диаграммы.

Очевидно, что , где M_h, M_d— масштабы

по осям энтальпии и влагосодержания.

Поскольку угол наклона линий постоянной энтальпии в А, ?/-диаграмме составляет 135°, то BD = CD.

Тогда

Рис. 12.19. Изменение состояния воздуха в теоретической конвективной сушильной установке с однократным использованием сушильного агента:

АВ — процесс подогрева воздуха в рекуперативном подогревателе; ВС — процесс изменения состояния воздуха в сушильной камере

Рис. 12.20. Изменение состояния сушильного агента в сушильной установке:

а — /1 = var, 1₂ = const; б — t, = const; l₂ = var

Рис. 12.21. Влияние параметров режима сушки на удельные энергозатраты в сушильной установке с однократным использованием воздуха

Изменение и Л> приведет к изменению положения линии ВС на /г, ?/-диаграмме и угла наклона у линии АС (рис. 12.19). Видно, что с ростом Г, угол у уменьшается, а с ростом 1-, — растет.

По рис. 12.20 можно определить характер кривых = /(/,) ц= /(Г>), показанных на рис. 12.21.

Повышение температуры ограничивается лишь технологическими возможностями производства и свойствами материала (ограничено для термолабильных материалов), а температура имеет предельное значение, которое соответствует

температуре мокрого термометра / = Г^м.