Расчет сушильных установок для сахара-песка

При расчете сушильно-охладительных установок обычно определяют: количество испаренной влаги в сушилке, количество подогретого воздуха, поступающего в сушилку, теплоту, необходимую для испарения влаги, и основные размеры сушильной и охладительной камер.

Для расчета необходимо знать расход высушенного материала, его начальную и конечную влажность и параметры сушильного агента.

Количество влаги, удаленной из влажного сахара, определяется из материального баланса. Принятые обозначения параметров представлены в табл. 15.2.

 

15.2. Материальный баланс сушилки

Приход, кг/с Обозначение Расход, кг/с Обозначение
Влажный сахар G1 Высушенный сахар G2
Входящий воздух L1 Выходящий воздух L2
Общий приход веществ G1+ L1 Общий расход веществ G2+ L2

 

Расход влажного воздуха определяют из материального баланса продуктов. Расход высушенного сахара определяют исходя из материального баланса по содержанию абсолютно сухих веществ во влажном и высушенном сахаре.

Содержание сухих веществ (кг/с):

во влажном сахаре:

G = G1 ((100 - w1) / 100)    (15.1)

в высушенном сахаре:

G= G2(100 - w2) / 100)      (15.2)

где  w– влажность сахара, поступающего в сушилку, %; w2 – влажность сахара, уходящего из сушилки, %.

В соответствии с материальным балансом

G1 ((100 - w1) / 100) = G2(100 - w2) / 100)      (15.3)

откуда:

GG(100 - w1) ) / (100 - w2)     (15.4)

Количество удаленной влаги

W = GGG*((w- w2) / (100 - w2)) = G2 ((w- w2) / (100 - w1)     (15.5)

Количество уходящего из сушилки воздуха (кг/с):

L= L+ W     (15.6)

Количество влаги, удаленной в сушилке, может быть определено из уравнения

W = L (x2  - x1)     (15.7)

откуда

L = W / (x2  - x1)      (15.8)

где L – количество сухого воздуха, поступающего в сушилку, кг/с; х2 – влагосодержание воздуха по выходе из сушилки, кг/кг;  х1 - влагосодержание воздуха по входе в сушилку, кг/кг.

 

Количество влаги в сушилку воздуха с учетом его влажности

L= L + Lx    (15.9)

Расход теплоты на сушку сахара определяют из теплового баланса (табл. 15.3).

 

15.3. Тепловой баланс сушилки

Статья расхода теплоты Выражения
Расход теплоты на  испарение влаги, Дж/с Qи = W (r + c1t)
Расход теплоты на нагревание сахара, Дж/с Qн = G2c2 (t- t1)
Потери теплоты в окружающую среду, Дж Q= (Qи + Qн + Qn) ε / 100

 

Общий расход теплоты

Q = Qи + Qн + Q    (15.10)

где r – удельная теплота парообразования, Дж/кг; t1, t2 – температуры сахара на входе и выходе из сушилки, °С; с1, с2 – удельные теплоемкости воды и высушенного сахара, Дж/(кг·К);  ε– потери теплоты в окружающую среду, % (принимают ε = 5 ... 15% ).

Величина ε может быть отрицательной, если сушка сахара производится без дополнительного нагрева.  

 

Теплота, необходимая для сушки сахара (Дж/кг), отдается подогретым воздухом при изменении температуры от t1 до t2

Q = cи (t- t2) L + cп (t- t2)xL     (15.11)

Подставляя в уравнение (15.11) вместо L его значение из формулы (15.8), получим:

(t- t2)(x- x1) = Q / (W(cв +cпx1 ))     (15.12)

Если обозначить удельный расход теплоты q = Q/W,  то уравнение (15.2) запишется в следующем виде:

(t- t2)(x- x1) = q / (cв +cпx1 )     (15.13)

Абсолютные влажности воздуха х2 и х1 определяют по заданным относительным влажностям φ с использованием диаграммы состояния влажного воздуха Л.К. Рамзина, называемой также I-d диаграммой. Значение Q или q находят из теплового баланса.

Теплосодержание влажного воздуха (Дж/кг)

I = cв* t + x (cn t + r)

где cв – теплоемкость воздуха,  cв = 1,004·103, Дж/(кг·К);  c– теплоемкость пара, c = 1,96·103, Дж/(кг·К); r – удельная теплота парообразования; r =2,49·103, Дж/кг.

Объем сушильного барабана определяют по заданному напряжению пространства барабана во влаге (м3)

V = W/A     (15.15)

где W – количество влаги, удаляемой из сахара, кг/с; А – напряжение сушильного пространства барабана по влаге (принимают согласно действующим нормам).

Производительность барабанного аппарата, соответствующая производительности завода  по свекле (т/сут)

G = (24 * 100VA) / ( P (w1 - w2) * 100)     (15.16)

где А – влагонапряжение сушильного объема аппарата, кг/(м3·ч) (для однобарабанных сушилок принимают А=0,6…3,0 кг/(м3·ч), для двухбарабанных А=7,0 кг/(м3·ч); Р – количество высушиваемого сахара-песка, поступающего в сушилку и уходящего из сушилки, % массы высушиваемого сахара.

ООО "Фарсал". Промышленное оборудование.

+7-988-570-61-11

info@farsal.ru

2018 год.