Princip rada vibrirajućeg fluidiziranog sloja

sažetak:

Sušare s vibrirajućim fluidiziranim slojem općenito spadaju u dvije glavne kategorije. Jedan tip se sastoji od horizontalnih pravougaonih i vertikalnih kružnih sušara gde je vibracioni motor direktno montiran na fluidizovani sloj radi vožnje. Ove sušare karakteriše jednostavna struktura fluidiziranog sloja, jednostavna instalacija i niska cijena. Drugi tip je pločaste opruge gdje je vibrirajući dio odvojen od motora, a vibrator tipa kutija- je fiksiran na jednom kraju fluidiziranog sloja. Ovaj tip ima složen mehanizam vibracija i prijenosa i skuplji je.

1.1 Vrste i strukture

Sušare s vibrirajućim fluidiziranim slojem općenito spadaju u dvije glavne kategorije. Jedan tip se sastoji od horizontalnih pravougaonih i vertikalnih kružnih sušara gde je vibracioni motor direktno montiran na fluidizovani sloj radi vožnje. Ove sušare karakteriše jednostavna struktura fluidiziranog sloja, jednostavna instalacija i niska cijena. Drugi tip je pločaste opruge gdje je vibrirajući dio odvojen od motora, a vibrator tipa kutija- je fiksiran na jednom kraju fluidiziranog sloja. Ovaj tip ima složen mehanizam vibracija i prijenosa i skuplji je. Posljednji tip se općenito koristi u velikim-sušarama s fluidiziranim slojem, nudeći stabilan rad i ujednačenu fluidizaciju. Trenutno gumarska industrija obično koristi sušare s vibrirajućim fluidiziranim slojem horizontalnog pravokutnog poprečnog presjeka. Struktura horizontalne pravougaone vibrirajuće sušare sa fluidizovanim slojem prikazana je na slici 1. Sastoji se od kućišta, razvodne ploče, vibratora (uključujući vibracioni motor i opruge za izolaciju vibracija) i sistema toplog i hladnog vazduha. Vibrator obično uključuje dva suprotno{12}}rotirajuća ekscentrična motora, nazvana samo{13}}inercijski linearni vibrator s dvije osovine{14}}koja se samosinhronizira. Vrući zrak ulazi odozdo prema gore kroz perforiranu razdjelnu ploču, dok materijal ulazi sa zadnje strane. Materijal se fluidizira u fluidiziranom sloju vrućim zrakom i vibracijama, istovremeno prolazeći kroz izmjenu topline i mase. Osušeni materijal se hladi i vibracijama prenosi do ispusnog otvora. Topli i hladni vazduh se ispuštaju iz ispušnog otvora na vrhu kućišta.

1.2 Karakteristike

Prilikom sušenja zrnastih materijala, obični fluidizirani slojevi mogu naići na sljedeće probleme: kada je veličina čestica mala, mogu se formirati kanalizirani ili mrtvi slojevi; kada je raspon distribucije čestica velik, uvlačenje može biti prilično ozbiljno; zbog povratnog miješanja čestica, vrijeme zadržavanja materijala u mašini varira, što rezultira neujednačenim sadržajem vlage u osušenim česticama; kada materijal ima visok sadržaj vlage, može doći do aglomeracije i nakupljanja, što dovodi do pogoršanja fluidizacije, itd. Vibrirajući fluidizirani sloj se stvara primjenom vibracije na konvencionalni fluidizirani sloj. To je uspješno poboljšanje u odnosu na konvencionalni fluidizirani sloj, prevazilaženje gore navedenih nedostataka konvencionalnog fluidiziranog sloja. U poređenju sa konvencionalnim sušarama sa fluidizovanim slojem, vibrirajući fluidizovani slojevi imaju sledeće prednosti:

(1) U konvencionalnom fluidiziranom sloju fluidizacija materijala se u potpunosti postiže strujanjem zraka, dok se u vibrirajućem fluidiziranom sloju fluidizacija i transport uglavnom postižu vibracijom. Pod dvostrukim djelovanjem pobudne sile i vrućeg zraka sa određenim pritiskom, materijal pokazuje idealno stanje fluidizacije, omogućavajući potpuni kontakt između materijala i vrućeg zraka.

(2) Zbog dodavanja vibracija, minimalna brzina fluidizacije materijala je smanjena, što uzrokuje da se fluidizacija javlja ranije. Konkretno, materijal čestica blizu dna ploče za distribuciju gasa počinje da se fluidizuje prvi, što pomaže da se eliminišu fenomeni zida i poboljšava kvalitet fluidizacije.

(3) Vrući zrak koji ulazi u sušilicu uglavnom se koristi za prijenos topline i mase tokom procesa sušenja. Korišćenjem veće temperature ulaznog vazduha i povećanjem debljine sloja materijala može se postići veća toplotna efikasnost. Toplotna efikasnost tipične vibrirajuće sušare s fluidiziranim slojem je između 30% i 60%. Zbog toga je zapremina vazduha znatno smanjena, samo 20%~30% od one u konvencionalnoj sušači sa fluidizovanim slojem. Opterećenje sistema za obnavljanje finog praha je smanjeno, a uvlačenje finog praha je generalno smanjeno. Specifikacije pomoćnog izvora topline, ventilatora, ciklonskog separatora itd. su također smanjene u skladu s tim, što rezultira značajnim efektima{11}}uštede energije.

(4) Vibrirajući fluidizirani slojevi mogu sušiti materijale sa širokom distribucijom čestica i relativno ujednačenim vremenom zadržavanja; oni također mogu sušiti viskozne ili termoplastične materijale, smanjujući zahtjeve za ujednačenošću i pravilnošću materijala i olakšavajući dobivanje jednolikih osušenih proizvoda.

(5) Struktura sloja je poboljšana, koeficijent prijenosa topline se povećava, površina međufazne površine se povećava, a stepen turbulencije graničnog sloja se povećava, čime se jača proces sušenja.

(6) Može smanjiti početni problem kanaliziranja fluidizacije, što rezultira dobrom operativnom stabilnošću. Radna brzina vazduha i pad pritiska u sloju su niži od onih kod konvencionalnih sušara sa fluidizovanim slojem. Zbog odsustva intenzivnog povratnog miješanja, šteta na česticama materijala je minimalna.