Visão geral do equipamento
O secador flash rotativo de ciclo fechado é um novo tipo de secador fechado desenvolvido pela Jiangsu Longxin com base em tecnologia estrangeira. O secador flash rotativo com circulação de azoto é um equipamento de secagem especialmente concebido para o manuseamento de materiais inflamáveis, explosivos, tóxicos ou sensíveis ao calor. Este equipamento utiliza azoto como meio de secagem em vez do ar convencional, criando assim um ambiente com baixo teor de oxigénio, o que reduz significativamente o risco de oxidação, decomposição, combustão ou mesmo explosão do material durante a secagem e aumenta o nível de segurança do equipamento. Permite a secagem de materiais que contêm solventes orgânicos e a recuperação desses solventes em áreas técnicas como a farmacêutica, a bioquímica, a química e a biologia, oferecendo vantagens práticas como produção segura, alta eficiência, baixo consumo, poupança de energia e redução de emissões. Este sistema resolve os problemas complexos da recuperação de solventes orgânicos e da secagem de materiais facilmente oxidáveis e tóxicos, sendo adequado para a secagem de materiais inflamáveis, explosivos e tóxicos, tais como bolos de filtração, pastas e suspensões diluídas, bem como de materiais que contenham solventes orgânicos, e para a recuperação de solventes orgânicos.
Secador flash rotativo de ciclo fechado — Princípio de funcionamento
(1) Preparação do sistema: antes do início da operação de secagem, o sistema começa por substituir completamente o ar interno por azoto. Isto reduz o teor de oxigénio no interior do sistema e, consequentemente, diminui o risco de o material ser oxidado ou inflamado pela elevada temperatura durante a secagem.
(2) Aquecimento do azoto: o azoto recirculado é aquecido até à temperatura necessária pelo dispositivo de aquecimento e, em seguida, introduzido no secador flash rotativo.
(3) Alimentação de material: o material húmido é introduzido no secador através de um dispositivo de alimentação selado (normalmente um alimentador de parafuso selado e antibloqueio). O alimentador tem, normalmente, velocidade variável, para que a taxa de alimentação possa ser ajustada de acordo com as características do material e os requisitos de secagem.
(4) Trituração e secagem de materiais: após entrar no secador, o material é imediatamente fragmentado em partículas finas por lâminas rotativas de alta velocidade ou outros tipos de dispositivos de trituração, ao mesmo tempo que é submetido a impactos e transportado para cima pelo azoto quente que entra no secador a alta velocidade. Durante este processo, a humidade presente no material evapora-se rapidamente, permitindo uma secagem rápida.
(5) Classificação e recolha: o material de granulometria excessiva é retido por defletores (como um anel de elutriação) e volta a cair na câmara de secagem e trituração para processamento adicional, até ser reduzido a partículas suficientemente pequenas. O pó fino seco é transportado para fora do secador com a corrente de ar e separado deste por um separador ciclónico, um filtro de mangas ou um dispositivo semelhante para recolha.
(6) Circulação de gás e recuperação de solventes: o azoto que sai do secador transporta o vapor do solvente evaporado e entra no sistema de condensação. Aqui, o vapor do solvente é condensado em líquido e recuperado, enquanto o azoto seco é novamente aquecido e devolvido ao secador para reutilização.
(7) Sistema de controlo: todo o processo é monitorizado pelo sistema de controlo para assegurar que parâmetros como a circulação de azoto, a temperatura e a pressão se mantêm dentro dos intervalos definidos e para garantir a segurança e a eficiência do processo de secagem.
Este método de secagem é particularmente adequado para materiais que contêm solventes orgânicos, ou que são facilmente oxidáveis ou sensíveis ao calor, uma vez que não só proporciona uma solução de secagem eficiente, como também garante a segurança do ambiente de trabalho.
Secador flash rotativo de ciclo fechado — Fluxograma do processo
Secador flash rotativo de ciclo fechado — Características de desempenho
(1) Alta eficiência: uma vez que o material é triturado mecanicamente em partículas minúsculas, a área superficial específica aumenta, o que acelera a taxa de secagem.
Esta tecnologia utiliza um secador por flash rotativo com moagem; o material é refinado pela força centrífuga, cisalhamento e impacto, encontrando-se num estado altamente disperso, com uma velocidade relativa relativamente elevada entre as fases gasosa e sólida, o que intensifica a transferência de massa e de calor. O ar quente gera um movimento rotativo intenso na câmara de secagem, produzindo uma forte ação de esfregamento sobre o material na parede da câmara e eliminando a aderência às paredes.
(2) Segurança: ao utilizar azoto, reduz-se o risco associado a materiais inflamáveis e explosivos.
Este sistema apresenta uma construção totalmente fechada, com gás inerte (como o azoto) introduzido no seu interior. Ao secar materiais que requerem processamento sem oxigénio ou materiais que contenham solventes inflamáveis e explosivos, não existe oxigénio no gás, pelo que não pode ocorrer combustão nem oxidação, prevenindo eficazmente acidentes de incêndio ou explosão durante a produção e tornando-o mais seguro do que o equipamento comum. O sistema aplica vedação com azoto a todo o equipamento com partes móveis e utiliza um analisador de oxigénio para a análise em linha do teor de oxigénio do sistema, melhorando a segurança do mesmo.
(3) Proteção ambiental: o solvente é recuperado, reduzindo o impacto no ambiente. Devido ao funcionamento em circuito fechado, não são emitidos gases residuais nem poeiras para a atmosfera, pelo que não se verifica qualquer poluição ambiental.
(4) Após a secagem no sistema de ciclo fechado, o produto pode ser facilmente arrefecido no próprio sistema e não absorverá humidade.
(5) O secador flash rotativo com circulação de azoto é adequado para a secagem de materiais em diversos setores, especialmente no caso de materiais que têm de ser processados num ambiente isento de oxigénio, tais como produtos químicos, farmacêuticos e aditivos alimentares.
Secador flash rotativo com circulação de azoto — Conceção otimizada
Na secagem por flash de rotação em ciclo fechado, o meio de secagem é geralmente um gás inerte, como o azoto ou o dióxido de carbono. O gás inerte aquecido a alta temperatura entra no secador e sofre uma troca de calor e de massa com o material húmido; o material húmido é seco e separado através do separador ciclónico e do filtro de mangas. O gás inerte, que agora apresenta maior humidade e uma temperatura mais baixa, entra na torre de pulverização para arrefecimento e desumidificação; o gás inerte com menor teor de humidade é conduzido pelo ventilador de circulação para o aquecedor, para aquecimento, e o ciclo continua.
(1) Alimentação de material húmido
Na entrada de alimentação, que é propensa a fugas, deve ser prevista uma ligeira pressão positiva para impedir a entrada de oxigénio da atmosfera. Se for utilizado um alimentador em estrela (rotativo), o material húmido bloqueia frequentemente o alimentador, tornando-o inoperacional. Se for utilizado um alimentador de parafuso comum, a projeção de material na entrada de alimentação é grave, as condições ambientais são muito desfavoráveis, a operação manual é impossível e a alimentação é muito irregular. Por conseguinte, utiliza-se um alimentador de duplo parafuso com pás desfasadas que engrenam entre si, com um dispositivo de alimentação por pressão com parafuso vertical disposto no silo para formar uma vedação com o próprio material, eliminando o fenómeno de jato e garantindo assim uma alimentação uniforme, quantitativa, contínua e estável.
(2) Recolha de produto seco
No caso de materiais tão leves e finos, a separação gás-sólido é relativamente difícil. Neste sistema de secagem de ciclo fechado, se a separação gás-sólido for deficiente, a perda de material aumenta, o que terá um impacto negativo considerável no sistema subsequente de arrefecimento/desumidificação e no sistema de aquecimento.
(3) Ventilador de circulação
A resistência total do sistema de secagem de ciclo fechado é relativamente elevada; para reduzir as fugas de entrada e saída do sistema, nem a pressão positiva nem a negativa no sistema podem ser elevadas. Neste sistema, dois ventiladores são concebidos em série e colocados separadamente: um entre o filtro de mangas e a torre de pulverização, e o outro entre o filtro e o aquecedor. A vedação do eixo do ventilador de circulação tem uma grande influência no teor de oxigénio do meio de secagem; o sucesso do projeto da vedação do eixo determina se todo o sistema pode funcionar normalmente. Após investigação e análise, em condições de temperatura relativamente elevada, um certo teor de poeira e lubrificação insuficiente, uma vedação por fluido magnético pode alcançar um bom efeito de vedação.
(4) Desumidificação do meio de secagem
O meio de secagem deve ser desumidificado até atingir um teor de humidade relativamente baixo antes de poder ser reutilizado. Geralmente, recorre-se à desumidificação por arrefecimento; o arrefecimento pode ser feito com líquido refrigerado ou água de arrefecimento, mas o arrefecimento com líquido refrigerado implica elevados custos de investimento e de exploração. A torre de pulverização utiliza um enchimento de anéis cerâmicos Pall, o que proporciona um contacto completo e uniforme entre o gás e o líquido e bons resultados.
(5) Vedação de peças mecânicas rotativas
Existem muitas peças mecânicas rotativas no sistema de secagem, tais como válvulas de bloqueio de ar, alimentadores e parafusos sem-fim. Embora as suas velocidades não sejam elevadas, existem muitos pontos de vedação; se o projeto da vedação for deficiente, o nível de fuga no sistema será elevado. As experiências demonstraram que uma vedação dupla, que combina vedação por gaxeta e vedação por ar, proporciona bons resultados.
Secador flash rotativo de ciclo fechado — Interface de controlo PID
