Обзор оборудования
Вихревая флэш-сушилка с замкнутым циклом — это новый тип закрытой сушилки, разработанной компанией Jiangsu Longxin на основе зарубежных технологий. Вихревая флэш-сушилка с циркуляцией азота представляет собой сушильное оборудование, специально предназначенное для обработки легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных или термочувствительных материалов. В данном оборудовании в качестве сушильной среды вместо обычного воздуха используется азот, что позволяет создать среду с низким содержанием кислорода, значительно снижая риск окисления, разложения, возгорания или даже взрыва материала в процессе сушки и повышая коэффициент безопасности оборудования. Она позволяет сушить материалы, содержащие органические растворители, и рекуперировать эти растворители в таких технических областях, как фармацевтика, биохимия, химическая промышленность и биология, а также обеспечивает практические преимущества в виде безопасности производства, высокой эффективности, низкого потребления ресурсов, энергосбережения и сокращения выбросов. Данная система решает сложные задачи рекуперации органических растворителей и сушки легко окисляемых и токсичных материалов, а также подходит для сушки легковоспламеняющихся, взрывоопасных и токсичных фильтрационных осадков, паст и жидких суспензий, а также материалов, содержащих органические растворители, и для рекуперации органических растворителей.
Вихревая флэш-сушилка с замкнутым циклом — принцип работы
(1) Подготовка системы: перед началом процесса сушки система сначала полностью вытесняет внутренний воздух азотом. Это снижает содержание кислорода внутри системы и, таким образом, уменьшает риск окисления материала или его возгорания под воздействием высокой температуры во время сушки.
(2) Нагрев азота: рециркулирующий азот нагревается до необходимой температуры с помощью нагревательного устройства, а затем подается в вихревую флэш-сушилку.
(3) Подача материала: влажный материал подается в сушилку через герметичное подающее устройство (как правило, герметичный шнековый питатель с защитой от забивания). Скорость подачи питателя, как правило, регулируется, что позволяет настраивать скорость подачи в соответствии с характеристиками материала и требованиями к сушке.
(4) Измельчение и сушка материала: после поступления в сушилку материал немедленно измельчается до мелких частиц с помощью высокоскоростных вращающихся лопастей или других типов дробильных устройств; при этом поток горячего азота, поступающий в сушилку с высокой скоростью, ударяет по материалу и уносит его вверх. В ходе этого процесса влага, содержащаяся в материале, быстро испаряется, что обеспечивает быструю сушку.
(5) Классификация и сбор: материал крупного размера задерживается перегородками (например, классифицирующим кольцом) и возвращается в камеру сушки и измельчения для дальнейшей обработки до тех пор, пока он не будет измельчен до достаточно мелких частиц. Высушенный мелкий порошок выносится из сушилки с воздушным потоком и отделяется от него с помощью циклонного сепаратора, мешочного фильтра или аналогичного устройства для сбора.
(6) Циркуляция газа и рекуперация растворителя: азот, выходящий из сушилки, уносит пары испарившегося растворителя и поступает в систему конденсации. Здесь пары растворителя конденсируются в жидкость и рекуперируются, а сухой азот вновь нагревается и возвращается в сушилку для повторного использования.
(7) Система управления: весь процесс контролируется системой управления, чтобы обеспечить соблюдение заданных диапазонов таких параметров, как циркуляция азота, температура и давление, а также гарантировать безопасность и эффективность процесса сушки.
Данный метод сушки особенно подходит для материалов, содержащих органические растворители, а также для легко окисляющихся или термочувствительных материалов, поскольку он не только обеспечивает эффективное сушение, но и гарантирует безопасность рабочей среды.
Вихревая флэш-сушилка с замкнутым циклом — технологическая схема
Вихревая флэш-сушилка с замкнутым циклом — эксплуатационные характеристики
(1) Высокая эффективность: поскольку материал механически измельчается на мелкие частицы, увеличивается удельная поверхность, что ускоряет процесс сушки.
В данной технологии используется вихревая флэш-сушилка с роторным измельчением; материал подвергается воздействию центробежной силы, сдвига и ударов и находится в высокодисперсном состоянии, при этом между газовой и твердой фазами наблюдается относительно высокая относительная скорость, что усиливает массообмен и теплообмен. Горячий воздух создаёт интенсивное вращательное движение в сушильной камере, оказывая сильное очищающее воздействие на материал, прилипший к стенкам камеры, и предотвращая его налипание.
(2) Безопасность: благодаря использованию азота снижается опасность, связанная с горючими и взрывоопасными материалами.
Данная система имеет полностью закрытую конструкцию, внутри которой находится инертный газ (например, азот). При сушке материалов, требующих бескислородной среды, или материалов, содержащих легковоспламеняющиеся и взрывоопасные растворители, в газе отсутствует кислород, поэтому горение или окисление невозможны, что эффективно предотвращает пожары или взрывы в процессе производства и делает систему более безопасной, чем обычное оборудование. В системе все движущиеся узлы герметизированы азотом, а для анализа содержания кислорода в системе непосредственно в технологической линии используется анализатор кислорода, что повышает безопасность системы.
(3) Охрана окружающей среды: растворитель рекуперируется, что позволяет снизить воздействие на окружающую среду. Благодаря работе в замкнутом цикле в атмосферу не выбрасываются отработанные газы или пыль, поэтому загрязнение окружающей среды не происходит.
(4) После сушки в системе с замкнутым циклом продукт можно легко охладить в пределах той же системы, и он не будет впитывать влагу.
(5) Вихревая флэш-сушилка с азотной циркуляцией подходит для сушки материалов во многих отраслях промышленности, особенно для материалов, которые необходимо обрабатывать в бескислородной среде, таких как химические вещества, фармацевтические препараты и пищевые добавки.
Вихревая флэш-сушилка с циркуляцией азота — оптимизированная конструкция
При вихревой флэш-сушке с замкнутым циклом в качестве сушильной среды обычно используется инертный газ, такой как азот или углекислый газ. Нагретый высокотемпературный инертный газ поступает в сушилку и вступает в процесс тепло- и массообмена с влажным материалом; влажный материал сушится и отделяется с помощью циклонного сепаратора и рукавного фильтра. Инертный газ, который теперь имеет более высокую влажность и более низкую температуру, поступает в распылительную башню для охлаждения и осушения; инертный газ с более низким содержанием влаги подается циркуляционным вентилятором в нагреватель для нагрева, и цикл продолжается.
(1) Подача влажного материала
На входе в питатель, который подвержен утечкам, следует предусмотреть небольшое избыточное давление, чтобы предотвратить попадание кислорода из атмосферы. При использовании звездообразного (ротационного) питателя влажный материал часто забивает питатель и выводит его из строя. Если для подачи используется обычный шнековый питатель, то на входе в питатель наблюдается сильный выброс материала, условия эксплуатации оставляют желать лучшего, ручное управление невозможно, а подача происходит крайне неравномерно. Поэтому используется двухшнековый питатель со смещенными, взаимозацепляющимися лопастями, причем на бункере установлено вертикальное шнековое прижимное устройство, образующее затвор из материала, что устраняет выброс материала и, таким образом, обеспечивает равномерную, дозированную, непрерывную и стабильную подачу.
(2) Улавливание сухого продукта
В случае таких легких и мелких материалов отделение газа от твердой фазы представляет собой относительно сложную задачу. В данной системе сушки с замкнутым циклом при неэффективном отделении газа от твердой фазы увеличиваются потери материала, что оказывает значительное негативное влияние на последующие системы охлаждения/осушения и системы обогрева.
(3) Вентилятор циркуляции
Общее сопротивление системы сушки с замкнутым циклом относительно высоко; для уменьшения утечек в систему и из нее ни положительное, ни отрицательное давление в системе не должно быть высоким. В данной системе два вентилятора смонтированы последовательно и размещены отдельно: один — между рукавным фильтром и распылительной башней, а другой — между фильтром и нагревателем. Уплотнение вала циркуляционного вентилятора оказывает большое влияние на содержание кислорода в сушильной среде; от того, насколько удачна конструкция уплотнения вала, зависит нормальная работа всей системы. По результатам исследований и анализа установлено, что в условиях относительно высокой температуры, при определённом содержании пыли и недостаточной смазке магнитно-жидкостное уплотнение обеспечивает хороший уплотнительный эффект.
(4) Осушение сушильной среды
Перед повторным использованием сушильную среду необходимо осушить до относительно низкого уровня влажности. Обычно применяется охлаждающая осушка; для охлаждения может использоваться охлажденная жидкость или охлаждающая вода, однако охлаждение с использованием охлажденной жидкости сопряжено с высокими инвестиционными и эксплуатационными затратами. В распылительной колонне используется керамическая насадка из колец Палля, обеспечивающая полный и равномерный контакт газа с жидкостью и дающая хорошие результаты.
(5) Уплотнение механических вращающихся деталей
В системе сушки имеется множество механических вращающихся деталей, таких как клапаны воздушных шлюзов, питатели и шнеки. Хотя их скорость невысока, в них имеется большое количество мест уплотнения; если конструкция уплотнения несовершенна, утечка в системе будет значительной. Эксперименты показали, что двойное уплотнение, сочетающее сальниковую и пневматическую герметизацию, дает хорошие результаты.
Вихревая флэш-сушилка с замкнутым циклом — интерфейс ПИД-регулирования
