Descripción general del equipamiento
El secador flash rotativo de ciclo cerrado es un nuevo tipo de secador cerrado desarrollado por Jiangsu Longxin a partir de tecnología extranjera. El secador flash rotativo con circulación de nitrógeno es un equipo de secado especialmente diseñado para procesar materiales inflamables, explosivos, tóxicos o sensibles al calor. Este equipo utiliza nitrógeno como medio de secado en lugar de aire convencional, creando así un entorno con bajo contenido de oxígeno, lo que reduce considerablemente el riesgo de oxidación, descomposición, combustión o incluso explosión del material durante el secado y aumenta el nivel de seguridad del equipo. Permite secar materiales que contienen disolventes orgánicos y recuperar dichos disolventes en ámbitos técnicos como la industria farmacéutica, la bioquímica, la química y la biología, y ofrece ventajas prácticas como una producción segura, alta eficiencia, bajo consumo, ahorro de energía y reducción de emisiones. Este sistema resuelve los problemas de la recuperación de disolventes orgánicos y del secado de materiales fácilmente oxidables y tóxicos, y es adecuado para secar materiales inflamables, explosivos y tóxicos en forma de tortas de filtración, pastas y suspensiones diluidas, así como materiales que contienen disolventes orgánicos, y para recuperar disolventes orgánicos.
Secador flash rotativo de ciclo cerrado — Principio de funcionamiento
(1) Preparación del sistema: antes de iniciar la operación de secado, el sistema desplaza primero por completo el aire interno con nitrógeno. Esto reduce el contenido de oxígeno dentro del sistema y, por tanto, disminuye el riesgo de que el material se oxide o se inflame por la alta temperatura durante el secado.
(2) Calentamiento del nitrógeno: el nitrógeno recirculado se calienta hasta la temperatura requerida mediante el dispositivo de calentamiento y, a continuación, se introduce en el secador flash rotativo.
(3) Alimentación del material: el material húmedo se introduce en el secador mediante un dispositivo de alimentación estanco (normalmente un alimentador de tornillo estanco y antibloqueo). El alimentador suele ser de velocidad variable, de modo que el caudal de alimentación pueda ajustarse según las características del material y los requisitos de secado.
(4) Trituración y secado del material: tras entrar en el secador, el material se fragmenta inmediatamente en partículas finas mediante palas que giran a alta velocidad u otros dispositivos de trituración, mientras recibe el impacto del nitrógeno caliente que entra en el secador a alta velocidad y es arrastrado hacia arriba por este. Durante este proceso, la humedad del material se evapora rápidamente, lo que permite un secado rápido.
(5) Clasificación y recogida: el material de tamaño excesivo queda retenido por deflectores (como un anillo de elutriación) y vuelve a caer en la cámara de secado y trituración para seguir procesándose hasta quedar reducido a partículas lo suficientemente pequeñas. El polvo fino seco sale del secador arrastrado por la corriente de aire y se separa de esta mediante un separador ciclónico, un filtro de mangas u otro dispositivo similar para su recogida.
(6) Circulación del gas y recuperación de disolventes: el nitrógeno que sale del secador transporta el vapor de disolvente evaporado y entra en el sistema de condensación. Allí, el vapor de disolvente se condensa en líquido y se recupera, mientras que el nitrógeno seco vuelve a calentarse y retorna al secador para su reutilización.
(7) Sistema de control: el sistema de control supervisa todo el proceso para asegurar que parámetros como la circulación de nitrógeno, la temperatura y la presión permanezcan dentro de los intervalos establecidos y garantizar la seguridad y la eficiencia del proceso de secado.
Este método de secado es especialmente adecuado para materiales que contienen disolventes orgánicos o que se oxidan fácilmente o son sensibles al calor, ya que no solo ofrece una solución de secado eficiente, sino que también garantiza la seguridad del entorno de trabajo.
Secador flash rotativo de ciclo cerrado — Diagrama de flujo del proceso
Secador flash rotativo de ciclo cerrado — Características de funcionamiento
(1) Alta eficiencia: como el material se tritura mecánicamente en partículas diminutas, aumenta su superficie específica, lo que acelera el secado.
Esta tecnología utiliza un secador flash rotativo con molienda; el material se refina mediante fuerza centrífuga, cizallamiento e impacto y se encuentra en un estado de alta dispersión, con una velocidad relativa bastante elevada entre las fases gaseosa y sólida, lo que intensifica la transferencia de masa y de calor. El aire caliente genera un intenso movimiento de rotación en la cámara de secado, ejerciendo una fuerte acción de barrido sobre el material de la pared de la cámara y eliminando la adherencia a las paredes.
(2) Seguridad: el uso de nitrógeno reduce el peligro asociado a los materiales inflamables y explosivos.
Este sistema tiene una construcción totalmente cerrada y se carga en su interior un gas inerte, como el nitrógeno. Al secar materiales que requieren un tratamiento sin oxígeno o materiales que contienen disolventes inflamables y explosivos, no hay oxígeno en el gas, por lo que no pueden producirse combustión ni oxidación, lo que evita eficazmente los accidentes por incendio o explosión durante la producción y lo hace más seguro que los equipos convencionales. El sistema aplica sellado con nitrógeno a todos los equipos con partes móviles y utiliza un analizador de oxígeno para analizar en línea el contenido de oxígeno del sistema, mejorando su seguridad.
(3) Protección del medio ambiente: el disolvente se recupera, lo que reduce el impacto ambiental. Debido al funcionamiento en circuito cerrado, no se emiten gases residuales ni polvo a la atmósfera, por lo que no se produce contaminación ambiental.
(4) Tras el secado en el sistema de ciclo cerrado, el producto puede enfriarse fácilmente dentro del mismo sistema y no absorberá humedad.
(5) El secador flash rotativo con circulación de nitrógeno es adecuado para secar materiales en numerosos sectores, especialmente materiales que deben procesarse en un entorno sin oxígeno, como productos químicos, productos farmacéuticos y aditivos alimentarios.
Secador flash rotativo con circulación de nitrógeno — Diseño optimizado
En el secado flash rotativo de ciclo cerrado, el medio de secado suele ser un gas inerte, como el nitrógeno o el dióxido de carbono. El gas inerte calentado a alta temperatura entra en el secador e intercambia calor y masa con el material húmedo; este se seca y se separa mediante el separador ciclónico y el filtro de mangas. El gas inerte, que ahora tiene mayor humedad y menor temperatura, entra en la torre de pulverización para su enfriamiento y deshumidificación; el ventilador de circulación impulsa el gas inerte con menor contenido de humedad hacia el calentador para calentarlo, y el ciclo continúa.
(1) Alimentación del material húmedo
En la entrada de alimentación, que es propensa a las fugas, debe preverse una ligera presión positiva para impedir la entrada del oxígeno atmosférico. Si se utiliza un alimentador de estrella (rotativo), el material húmedo suele bloquearlo y dejarlo inoperativo. Si se emplea un alimentador de tornillo convencional, la proyección de material en la entrada de alimentación es intensa, las condiciones del entorno son muy deficientes, el manejo manual resulta imposible y la alimentación es muy irregular. Por ello, se utiliza un alimentador de doble tornillo con palas desfasadas que engranan entre sí, y en la tolva se dispone un dispositivo de alimentación a presión por tornillo vertical para formar un sello de material, eliminando las proyecciones y garantizando así una alimentación uniforme, dosificada, continua y estable.
(2) Recogida del producto seco
En materiales tan ligeros y finos, la separación gas-sólido resulta relativamente difícil. En este sistema de secado de ciclo cerrado, si la separación gas-sólido es deficiente, aumentan las pérdidas de material y se produce un impacto negativo considerable en los sistemas posteriores de enfriamiento/deshumidificación y de calentamiento.
(3) Ventilador de circulación
La resistencia total del sistema de secado de ciclo cerrado es relativamente elevada; para reducir las fugas de entrada y salida del sistema, ni la presión positiva ni la negativa pueden ser elevadas. En este sistema se disponen dos ventiladores en serie y en ubicaciones distintas: uno entre el filtro de mangas y la torre de pulverización, y el otro entre el filtro y el calentador. El sellado del eje del ventilador de circulación influye considerablemente en el contenido de oxígeno del medio de secado; el éxito del diseño de este sellado determina si todo el sistema puede funcionar con normalidad. Tras su investigación y análisis, se ha determinado que, en condiciones de temperatura relativamente elevada, cierto contenido de polvo y lubricación deficiente, un sello de fluido magnético puede ofrecer una buena estanqueidad.
(4) Deshumidificación del medio de secado
El medio de secado debe deshumidificarse hasta alcanzar un contenido de humedad relativamente bajo antes de poder reutilizarse. Generalmente se utiliza deshumidificación por enfriamiento; para enfriar puede emplearse líquido refrigerado o agua de refrigeración, aunque el enfriamiento con líquido refrigerado implica costes elevados de inversión y funcionamiento. La torre de pulverización utiliza un relleno de anillos cerámicos Pall, que proporciona un contacto gas-líquido completo y uniforme y buenos resultados.
(5) Sellado de las piezas mecánicas giratorias
El sistema de secado contiene numerosas piezas mecánicas giratorias, como válvulas de esclusa, alimentadores y tornillos. Aunque sus velocidades no son elevadas, existen muchos puntos de sellado; si el diseño del sellado es deficiente, las fugas del sistema serán importantes. Los ensayos han demostrado que un doble sellado que combina empaquetadura y sellado por aire ofrece buenos resultados.
Secador flash rotativo de ciclo cerrado — Interfaz de control PID
