Visão geral do equipamento
O secador de tambor rotativo é constituído por um corpo cilíndrico instalado com uma ligeira inclinação, cuja velocidade de rotação é ajustável dentro de um determinado intervalo. O material húmido é introduzido no cilindro pelo alimentador e, sob a ação de revolvimento das pás elevadoras uniformemente distribuídas no seu interior, distribui-se e dispersa-se uniformemente no secador, entrando em contacto pleno com o ar quente que atravessa o cilindro, em cocorrente ou contracorrente. Isto acelera a transferência de calor e de massa durante a secagem, permitindo atingir o objetivo de secagem. Podem ser selecionados vários tipos de pás elevadoras para se adaptarem a diferentes materiais. O equipamento apresenta uma estrutura simples, funcionamento fiável, manutenção prática e elevada capacidade de produção.
O secador de tambor rotativo é um secador que processa grandes quantidades de material. Devido ao funcionamento fiável, à ampla flexibilidade operacional, à elevada adaptabilidade e à grande capacidade de processamento, é amplamente utilizado nos setores metalúrgico, dos materiais de construção, da indústria ligeira e noutros. Na indústria química, para secar materiais como sulfato de amónio, sulfureto de sódio, ammophos, nitrato de amónio, ureia, ácido oxálico, carbonato de cálcio, adubo de fosfato de cálcio e magnésio, superfosfato comum, superfosfato triplo e tripolifosfato de sódio, utilizam-se sobretudo secadores de tambor; alguns destes materiais também podem ser secos com outros tipos de secadores. O secador de tambor rotativo é geralmente adequado para materiais granulares. A mistura de uma proporção de material seco permite também secar materiais pastosos pegajosos ou materiais com um teor de humidade relativamente elevado. O teor de humidade do material é geralmente de 3–25%, podendo atingir 50%, e o teor de humidade do produto pode chegar a 0.5%.
Secador de tambor rotativo — Princípio de funcionamento
O material húmido é misturado e agitado pelo alimentador de parafuso sem-fim e depois introduzido no tambor rotativo, onde é elevado pela ação das pás elevadoras. O ar quente aquecido entra no tambor e, ao contactar com o material, ocorre rapidamente a transferência de calor e de massa. A temperatura do ar quente desce rapidamente após o contacto com o material húmido e o material, ao absorver calor, evapora rapidamente a sua humidade. O pó fino transportado pelo ar húmido é recuperado por despoeiramento ciclónico; em seguida, efetua-se a descarga para o exterior pelo ventilador de extração. O material entra no secador pela extremidade de alimentação e é descarregado na outra extremidade, em funcionamento contínuo. Todo o processo compreende a fase de pré-aquecimento do material, a fase de evaporação da humidade e a fase de aquecimento do material.
O sistema funciona sob uma ligeira pressão negativa, pelo que o ambiente de trabalho é muito limpo. O motor de acionamento utiliza controlo de velocidade por variação de frequência, o que permite ajustar a velocidade do tambor e controlar eficazmente a produção e o teor de humidade final do produto.
Secador de tambor rotativo — Fluxograma do processo
Secador de tambor rotativo — Materiais adequados
(1) Secagem de materiais de partículas grandes e elevada densidade relativa nas indústrias química, mineira, metalúrgica e noutras, tais como minério, escória de alto-forno, carvão, pó metálico, adubo fosfatado e sulfato de amónio.
(2) Secagem de materiais pulverulentos e granulares com requisitos especiais, tais como agente espumante HP, resíduos de grãos de destilaria, carbonato de cálcio leve, argila ativada, pó magnético, grafite e resíduos medicinais.
(3) Materiais que exigem secagem a baixa temperatura e secagem contínua de grande volume.
Secador de tambor rotativo — Características de desempenho
(1) O secador de tambor rotativo apresenta um elevado grau de mecanização e uma capacidade de produção relativamente grande.
(2) Baixa resistência à passagem do fluido pelo cilindro e baixo consumo de energia.
(3) Adaptabilidade relativamente elevada às características dos materiais.
(4) Funcionamento estável, custos operacionais relativamente baixos e boa uniformidade do produto seco.
Escolha do sentido de escoamento e do fluido de transporte de calor para o secador de tambor
(1) Escoamento em cocorrente: o sentido de movimento do material é o mesmo que o sentido de escoamento do fluido de transporte de calor. É adequado para os seguintes materiais:
① Materiais que, com um teor de humidade relativamente elevado, podem ser secos rapidamente sem fissurar nem queimar.
② Materiais que não suportam temperaturas elevadas após a secagem, ou seja, produtos que se decompõem, oxidam ou sofrem outras alterações quando expostos a temperaturas elevadas.
③ Materiais com higroscopicidade muito baixa após a secagem; caso contrário, o material seco reabsorverá humidade do fluido de transporte de calor, reduzindo a qualidade do produto.
(2) Escoamento em contracorrente: o sentido de movimento do material é oposto ao sentido de escoamento do fluido de transporte de calor. É adequado para os seguintes materiais:
① Materiais que não podem ser secos rapidamente quando apresentam um teor de humidade relativamente elevado, para evitar a sua fissuração;
② Materiais que suportam temperaturas elevadas após a secagem e não se decompõem, oxidam nem sofrem outras alterações;
③ Materiais com higroscopicidade relativamente elevada após a secagem;
④ Aplicações que exigem simultaneamente uma elevada taxa de secagem e um baixo teor de humidade no produto.
(3) Seleção do fluido de transporte de calor:
Se o material sólido a secar não for sensível a temperaturas elevadas, não constituir o produto final e for aceitável uma ligeira contaminação durante o processo intermédio, podem utilizar-se gases de combustão como fluido de transporte de calor, obtendo-se uma taxa de evaporação volumétrica e uma eficiência térmica relativamente elevadas. Por exemplo, os secadores de tambor para materiais como minério, gravilha, carvão e superfosfato utilizam gases de combustão, podendo o combustível ser carvão, óleo ou gás natural. Se o material a secar não puder ser contaminado, utiliza-se ar como fluido de transporte de calor. O ar quente é obtido através de um permutador de calor a vapor ou de um gerador de ar quente de aquecimento indireto.
Elevada flexibilidade e fiabilidade: secagem, arrefecimento, calcinação e acondicionamento, desde produtos de química fina a minerais pesados
(1) Secadores / arrefecedores rotativos
O secador de tambor rotativo pode processar uma grande variedade de materiais. Graças à flexibilidade do processo e à construção robusta, a sua conceção permite as temperaturas de secagem mais elevadas que se conseguem atingir na prática. Em comparação com outros secadores, este secador rotativo é pouco sensível às flutuações de capacidade e de dimensão do produto.
A Longxin disponibiliza duas formas básicas de arrefecedor rotativo — o tipo em cascata em contracorrente e o tipo indireto — que utilizam água de arrefecimento recirculada, pulverizada sobre o exterior do tambor ou em circulação por canais internos. Os arrefecedores em cascata são amplamente utilizados para materiais grossos e granulares. Os arrefecedores indiretos são mais adequados para manusear suavemente os produtos quentes, finos e poeirentos descarregados de fornos, calcinadores e estufas.
(2) Forno rotativo (FORNO ROTATIVO)
Os fornos são utilizados em aplicações que exigem alterar o «estado» de um material ou promover uma reação química ou física.
As unidades de calcinação de aquecimento direto por combustão são adequadas para aplicações a alta temperatura, enquanto os fornos de aquecimento indireto são utilizados para materiais finos e poeirentos, incluindo os que exigem uma atmosfera inerte, ou em aplicações em que seja necessário evitar a contaminação.
(3) Acondicionadores
O sistema de acondicionamento, com tambores de acondicionamento e leitos fluidizados, é utilizado para a abrasão superficial, o polimento e a secagem de materiais granulares, melhorando significativamente a qualidade do produto e a eficiência operacional, ao mesmo tempo que reduz a carga de poeiras. As pás elevadoras, o ângulo do tambor, o padrão de pulverização, a velocidade de rotação e o tempo de residência têm de ser ajustados para cumprir as especificações exigidas para o produto.
