ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пневмотранспортирование пастообразных, сыпучих и волокнистых материалов из "Высокотемпературная обработка сточных вод " Широко известно, что пневмотранспортирование материалов повышенной влажности (более 10—15%) исключительно затруднительно, крайне редко применяется оно и для перемещения крупнокусковых тяжелых материалов. В целом эффективность пневмотранспорта значительно возрастает при производительности его около 50 т/ч, а также при транспортировании особо пылевидных, ценных или опасных для окружающей среды материалов. [c.57] Для напорного пневмотранспортирования при использовании неподогретого воздуха существенно важными показателями являются начальное давление, принимаемое расчетом, и плотность воздуха, которая зависит от его температуры и давления 7в = р- 0 /НТ, где р — давление воздуха, МПа R — газовая постоянная, к = 29,3 Т — температура воздуха, К. [c.57] Скорости потока воздуха при его расчетном расходе на разгонном участке заданного сечения трубопровода незначительны, так как величина V выше при большем давлении V = О/увР, где С — массовый расход газа, кг/с ув — плотность воздуха Р— площадь сечения трубопровода, м . [c.57] От места загрузки материала по длине трубопровода давление аэросмеси падает и по мере приближения к циклону почти достигает атмосферного, а скорость потока аэросмеси возрастает пропорционально падению давления и достигает максимальных значений на входе в циклон плотность воздуха также снижается пропорционально падению давления. [c.57] Эффективность перемещения материала в значительной степени определяется скоростью потока и плотностью среды. Однако на практике именно на начальном участке трубопровода скорости бывают пониженными. Этот недостаток пневмотранспорта в значительной степени исключается при перемещении материалов специально подогретым воздухом. [c.57] С целью обеспечения надежности пневмотранспорта и расширения области его применения автором были разработаны способ и установка для транспортировки влажных пастообразных, сыпучих и волокнистых материалов в высокотемпературном потоке газового агента, что обеспечило необходимую степень подсушки частиц и исключило возможность их залипания в рабочем трубопроводе. [c.57] Таким образом, при нагревании воздуха его плотность снижается, объем увеличивается, а скорости и динамический напор на разгонном участке трубопровода значительно возрастают пропорционально отношению Тг Тв. Длина участка разгона материала в зависимости от скорости потока воздуха (газа) и от массы, формы, крупности частиц и массовой концентрации аэросмеси достигает 3 м и более. При значительных скоростях потока на разгонном участке, превышаюших 50—80 м/с, его длина уменьшается. Частицы, транспортируемые с большими скоростями в потоке подогретого воздуха, практически почти равномерно распределяются по поперечному сечению трубопровода, преобладая в его центральной части, где поля скоростей и температур максимальные. [c.58] В связи с большой разницей скоростей разгоняемых частиц и высокотемпературного потока газа в зоне разгрузки материал ла происходят интенсивный теплообмен и сушка частиц. [c.58] Многочисленными исследованиями автора по пневмотранспортировке различных материалов в высокотемпературной среде установлено, что при начальной температуре газового потока 900—1000°С в нетеплоизолированном трубопроводе при отношении массы материала к массе газа в единицу времени ц = = 5-i-8 кг/кг температура потока аэросмеси к 10—15-метровому участку транспортирования снижается до 150—200 °С. При этом скорость газового потока достигает 60 м/с и более. [c.58] Мгновенный теплообмен сопровождается выпариванием из частиц влаги, которая, преврашаясь в пар, присоединяется к транспортируемому потоку газа массовая концентрация аэросмеси по мере выпаривания влаги уменьшается. За счет присоединившегося к газу пара и постепенного снижения давления парогазового потока скорость его должна была бы возрастать, однако она падает в связи с резким снижением температуры аэросмеси. К концу разгонного участка скорости частиц достигают максимальных значений, затем меняются в соответствии с изменением скоростей движения газа. На участке с установившимся движением скорость газа уменьшается, однако на входе в циклон температура потока находится в пределах ПО—120 °С, поэтому и его скорость остается большей, чем при транспортировке холодным воздухом. [c.58] Таким образом, предварительный подогрев сжатого воздуха позволяет уменьшить его расход [10]. [c.59] В этом выражении можно пренебречь изменением величины коэффициентов шереховатости трубопровода X 0,02, так как при перемещении нагретого воздуха, температура которого значительно падает уже на 10—15-м метре транспортирования, Я,г отличается незначительно от Яв, а длина транспортирования к и диаметр трубопровода D остаются постоянными. [c.59] При перемещении материала нагретым воздухом отмечается значительный выигрыш в снижении потерь давления, поскольку коэффициент сопротивления К уменьшается в несколько раз в связи с подсушкой материала. Такова суть пневматического транспортирования влажных сыпучих материалов с применением высокотемпературного воздушного агента. На снижение потерь давления положительно влияет и постепенное уменьшение концентрации аэросмеси ДРм = АРг(1 +/С(а), где АРм —потеря давления при транспортировке материала АРг — потеря давления при перемещении в трубе газа. [c.59] Вопросы теории и методов расчета сушки влажных сыпучих материалов широко освещены в специальной литературе. Однако теория расчета касается в основном процесса сушки в барабанных сушилах и более скоростного процесса — сушки в кипящем слое. Последний способ разработан сравнительно недавно и по эффективности выгодно отличается от применявшихся ранее. Сушка в кипящем слое позволяет взвесить некоторую часть массы подсушиваемого материала, поэтому проходящий через эту взвесь горячий газ наиболее эффективно отдает тепло частицам, выпаривая их влагу. Эффективность такого способа во многом зависит от начальной влажности материала, точности его дозировки и рабочих параметров теплоносителя. Производительность известных промышленных аппаратов для сушки в кипящем слое не превышает 10 т/ч, т. е. они уступают барабанным сушилам. [c.59] Известные процессы сушки применяются в основном именно для выпаривания влаги из различных материалов, а иногда и для совмещения технологических процессов сушки с процессами прокаливания или кальцинирования. В этих случаях сушильный процесс в одном аппарате наиболее эффективен. [c.59] Процесс сушки в пневмотранспортной системе является сложным, так как в течение очень короткого времени материал и сушильный агент меняют свои характеристики по длине трубопровода, поэтому известная теория методов расчета сушки материалов подлежит уточнению. В связи с этим необходимо было проведение ряда исследований для выдачи рекомендаций по экплуатационным режимам транспортирования и обработки влажных материалов. [c.60] Процесс непосредственно сушки влажных материалов в значительной степени отличается от высокотемпературного транспортирования. Для пневмотранспортировки влажных материалов нужны меньшие расход и теплосодержание газового потока. При этом расход нагретого воздуха, особенно при транспортировании на большие расстояния, где применяется воздух высокого давления, должен быть минимальным. Степень нагревания воздуха, например в камере сгорания, характеризуется лишь необходимым количеством подлежащей выпариванию внешней влаги (некоторой подсушкой кусочков материала), а пневмотранспортирование материала осуществляется с максимальными массовыми концентрациями. Если сушка является основной технологической операцией, то количество воздуха может в несколько раз превышать необходимый расход его, предназначенный только для транспортирования. [c.60] В связи со скоротечностью процесса сушки, который при достаточном теплосодержании сушильного агента длится от долей секунды до нескольких секунд, длина рабочего трубопровода не должна превышать 30 м. При этом скорость потока аэросмеси, необходимая для надежного перемещения влажного сыпучего материала, должна быть не менее 50 м/с. Если диаметр трубопровода для сушки выбран в соответствии с расходом теплоносителя при ограниченных длинах, то гидравлические потери в установке позволяют применить воздух низкого давления (до 0,01—0,014 МПа). [c.60] Наряду с совмещением процессов транспортировки и сушки в пневмотранспортной системе может быть достигнуто частичное обеззараживание или полная стерилизация материала, что зависит от регулируемого температурного режима установки, массовой концентрации аэросмеси и времени контакта теплоносителя с предварительно измельченным материалом. [c.61] Для определения рабочих параметров пневмотранспортных систем к настоящему времени предложено много различных, часто весьма отличающихся друг от друга расчетных зависимостей и рекомендаций. Одни из них лишены теоретических и физических обоснований, другие не подкреплены экспериментальными данными. Результаты исследований сушки и измельчения влажных сыпучих материалов в пневмотранснортной системе вообще отсутствуют в литературе, за исключением нескольких статей. Поэтому возникла практическая потребность в проведении работ, на основе которых представилось бы возможным рассчитать промышленную установку для пневматического транспортирования сушки и обеззараживания ТБО и компоста, полученного после переработки ТБО, а также осадка сточных вод. [c.61] Вернуться к основной статье