Сравнение сушилок непрерывного и периодического действия

Охлаждение  материала  производят  в  течение 24 часов.  Режимы  пропарки,  сушки, влаготеплообработки  и охлаждения  получены  эмпирическим  путем в процессе экспериментальной отработки на  промышленной  установке.  В  результате  получен универсальный график сушки для различных пород древесины от начальной влажности 100% до конечной 5,0–6,0%, в том числе дуба с толщинами 75 мм, 52 мм, 32 мм, ореха толщиной 90 мм и др. Сушка ведется по заданной программе. Разработчики отмечают простоту обслуживания установки, для которой не требуется постоянного присутствия оператора. При отключении  электроэнергии  после ее  подачи  установка автоматически выходит на  заданный  режим.  Одним из  достоинств  данного способа сушки,  как уже сказано выше, является высокое качество высушенных пиломатериалов. Так, при сушке дубовых пиломатериалов разброс влажности по штабелю составляет 1,5%, перепад по толщине пиломатериалов — 0,5–1,0%. Странным  на  первый  взгляд  представляется применение  естественной  циркуляции  среды в камере,  что,  конечно,  снижает интенсивность подвода тепла к штабелю.  Однако  при сушке трудносохнущих  пород скорость протекания поверхностных явлений влаготеплообмена должна быть адекватна скорости  внутреннего переноса тепла и влаги.  Возможно,  использование естественной конвекции является  одной из  причин  высокого  качества  сушки дубовых и других сложных в сушке пиломатериалов.

Рисунок 4. Образцы  высушенного  пиломатериала  на  действующих  вакуумных  сушильных камерах, компании «Вакуум плюс»

 

 

 

 

Рисунок 5. Образцы  высушенного  пиломатериала  на  действующих  вакуумных  сушильных камерах , компании «Вакуум плюс»

 

Рисунок 6. Образцы  высушенного  пиломатериала  на  действующих  вакуумных  сушильных камерах , компании «Вакуум плюс»

 

Рисунок 7. Образцы  высушенного  пиломатериала  на  действующих  вакуумных  сушильных камерах, компании «Вакуум плюс»

 

Установка состоит из традиционного  технологического оборудования: сушильной  камеры  для  размещения  штабеля  пиломатериалов,  СВЧ-генератора,  волноводных трактов,  рупорных  антенн  с  корректирующими  линзами  замедляющего  типа, регулирующего оборудования, модульных агрегатов воздушного охлаждения. Однако в установке  применен  новый  принцип  действия  основанный  на  формировании посредством  антенной  решетки  плоского  фронта  СВЧ-  излучения электромагнитного поля по синусоидальному закону с регулированием напряженности электрического поля в процессе  сушки пиломатериалов  по  длине штабеля и/или по  высоте  по  заданному закону. Основные технические данные:

Оптимальный  объем  загрузки  камеры  пиломатериалами  при  мощности  СВЧ генератора 50кВт  составляет 5-8 м3. 

Время сушки сосновых пиломатериалов длиной 6м от начальной влажности 80% до конечной влажности 8-10% независимо от их толщины составляет 18 часов. Расход сетевой энергии составляет около 300 кВт/м3.

 

4.3 Камерная сушка

Процесс  сушки  происходит  в  конвективных  камерах.  Эти  камеры классифицируются  по  следующим  признакам:  принципу  действия,  устройству ограждения, виду теплоносителя, циркуляции агента сушки.

По  принципу  действия  различают  камеры  периодического  действия  и непрерывного.  Камеры  периодического  действия  представляют  собой  помещения,  в которые  загружается  определенный  объем  материала,  высушивается,  а  затем  выгружается.  Режимы  сушки  здесь  изменяются  с  течением  времени  в  зависимости  от влажности  древесины.  На  период  загрузки  и  выгрузки  камеры  процесс  сушки прекращается.  Камеры  непрерывного  действия  представляют  собой  помещения, туннели,  в  которых  постоянно  находится  древесина,  перемещаемая  на  вагонетках.

Материал высушивается по мере прохождения им туннеля, от сырого конца к сухому.

Режимы сушки изменяются по мере продвижения материала по длине камер.

Камеры непрерывного действия применяются обычно на крупных предприятиях при массовой сушке товарных пиломатериалов до транспортной влажности, а также  для сушки  хвойных  пиломатериалов,  березы  и  осины,  идущих  на  столярно-строительные изделия, тару, сельхоз- и вагоностроение (рис. 8). 

По устройству ограждения камеры подразделяются на стационарные и сборные.

Стационарные камеры строятся на месте их эксплуатации из строительных материалов, а сборные,  как  правило,  металлические,  изготавливаются  заводским  способом  и собираются на месте их эксплуатации.  

По  теплоносителю  камеры  различаются  на  паровые,  электрические,  водяные, газовые.  В  первых  трех  агентом  служит  влажный  воздух  или  перегретый  пар,  а  в  последнем - смесь воздуха и топочных газов.  

По  циркуляции  воздуха  различают  камеры  с  естественной  и  принудительной циркуляцией.  Газовые  и  электрические  бескалориферные  камеры (аэродинамические) имеют только принудительную циркуляцию.  

Естественная  циркуляция  создается  за  счет  разности  плотности  нагретого  и охлажденного воздуха: горячий, более легкий, воздух стремится вверх, а охлажденный, тяжелый, - вниз. Поскольку воздух, в  силу этого, циркулирует вертикально  по штабелю, пиломатериалы укладываются со шпациями. Камеры с естественной циркуляцией давно устарели,  хотя  продолжают  эксплуатироваться  на  ряде  предприятий.  Продолжать эксплуатировать  такие  камеры  нерационально,  так  как  они  малопроизводительны, качество сушки в них низкое из-за большой неравномерности распределения конечной влажности по штабелю.

Принудительная  циркуляция  воздуха  или  газа  достигается  при  помощи вентиляторов.  Побуждение  циркуляции  может  быть  прямое - когда  перемещение воздуха осуществляется непосредственно вентилятором, или  косвенное (эжекционное) - когда побудителем циркуляции служит энергия струй сушильного агента, вытекающих с большими скоростями из сопл эжекторов. Эжекционные камеры были распространены в 50-60-х гг., теперь же эта конструкция устарела. Но, несмотря на большие энергозатраты на  циркуляцию,  большую неравномерность сушки,  эти камеры  продолжают эксплуатироваться.

По кратности циркуляции сушильного агента камеры могут быть с однократной и многократной  циркуляцией.  При  однократной  циркуляции  сушильный  агент  после прохождения через штабель  полностью выбрасывается в атмосферу. При многократной - воздух  постоянно  циркулирует  по  штабелю  в  течение  всего  процесса  сушки  и только часть его выбрасывается. В современных лесосушильных камерах используется только многократная циркуляция воздуха (рис. 9).

Современные  лесосушильные  камеры  имеют  прямое  побуждение  воздуха, создаваемое осевыми или  центробежными вентиляторами.  

В зависимости от направления  движения сушильного агента различают  камеры с вертикальным  или  горизонтальным  кольцом  циркуляции.  Вентиляторные  установки в камерах с вертикальным  кольцом циркуляции  расположены в верхней части над штабелями, а с горизонтальным - за штабелем.

Рисунок 8. Сушильные камеры непрерывного действия

 

Рисунок 9. Сушильный блок и сушильная камера «Brunner»

 

Рисунок 10. Сушильная камера «Nardi»

Рисунок 11. Сушильная камера «Vanieek», «Jncomae» с аэродинамическим нагревом

4.4 Конденсационный способ

По принципу действия конденсационный  способ относится к замкнутому циклу, т.е.  сушильный  агент  совершает  циркуляцию  по  камере  без  выброса  в  атмосферу  и, соответственно,  без  подпитки  свежим  воздухом.  Воздух,  насыщенный  влагой, отобранной  из  древесины,  омывает  холодную  поверхность  и  охлаждается  до температуры ниже точки росы. Часть  влаги, содержащейся в воздухе, конденсируется, а теплота,  выделенная  при  этом,  используется  для  подогрева  сушильного  агента.  В 

качестве охладителя используется фреон.  

Теоретически  конденсационный  сушильный  цикл  с  холодильником,  играющим роль  теплового  насоса,  характеризуется  нулевым  расходом  тепла  на  испарение  влаги.

Затраты  электроэнергии  здесь  идут  на  прогрев  материала  и  теплопотери,  а также на привод компрессора и вентиляторов. Для компенсации теплопотерь агрегат снабжается дополнительным калорифером с внешним электропитанием.

По  данным  зарубежных  фирм Hildebrand, Brunner, Vanicek, энергопотребление конденсационных сушилок составляет 0,25- 0,5 кВт/ч  на 1 л испаренной  воды  в зависимости от влажности материала, увеличиваясь при ее снижении. Это примерно в два раза  меньше  расхода энергии в обычных сборно-металлических камерах периодического действия.  

Из-за  свойств  фреона,  который  используется  в  качестве  хладагента,  в конденсационных  камерах  применяются  низкотемпературные  режимы  сушки  с температурой не выше 45°С. При повышении температуры сушильного агента более  45°С КПД таких сушилок понижается. Поэтому производительность их малая, так как продолжительность процесса в 2-3 раза больше, чем в камерных сушилках. Эти сушилки следует использовать в тех случаях, когда электроэнергия является наиболее дешевой по сравнению со всеми другими теплоносителями. 

Учитывая, что этот способ дает сокращение энергозатрат, перспективной является разработка новых конденсационных сушильных камер с холодильными установками на хладагенте, позволяющем применять нормальные режимы сушки.

Рисунок 12. Варианты компоновки сушильной камеры с конденсационной установкой

 

 

 

 

 

 

 

 

    

 

4.5 Сушилка для фанеры

Тонкая фанера сушится  совершенно иначе, чем доски и  брусья, а также и толстая фанера,  которая  весьма  часто  сушится,  как  и  прочий  лесоматериал.  Отопительные приборы  расположены  в  сухом  конце  сушила.  Циркуляция  воздуха  осуществляется посредством  вентилятора,  установленного  у  сырого  конца  сушила,  отсасывающего  отработанный воздух. Во всем остальном  такое сушило вполне аналогично сушилам  для

досок.

Специальные сушила для фанеры разделяются на два основных типа:

1. Сушила  непрерывного  действия  в  виде  вытянутого  короба  длиной 15-30м, высотой примерно 2,5 м и шириной 2-4 м. Стены и потолок делаются, главным образом, из  железа  и  жести.  Циркуляция  воздуха  происходит  вдоль  сушила;  состояние  воздуха устанавливается  согласно  принятому  режиму  сушки.  Листы  фанеры  передвигаются  в сушиле  посредством  попарно  расположенных  живых  валиков  или  движущейся  ленты.

Скорость движения материала  может меняться по мере надобности.

2. Сушильные (дыхательные)  прессы  состоят  из  некоторого  количества  полых плит (коробчатых калориферах),  нагреваемых паром и устанавливаемых горизонтально или вертикально в металлической раме.  При помощи  соответствующего  механизма каждая  пара  плит  плотно  сжимается на  время от 5 секунд  до 5 минут,  затем снова открывается на  короткое  время,  в течение которого  происходит  удаление  испаренной

влаги и усадка фанеры. Во время сжатия плит, листы фанер  сильно нагреваются и в то же время  прессуются. Сушка продолжается, в  зависимости от сорта и толщины  фанеры, до 30 мин.

 

 

 

Заключение

Существует  много  различных  систем  сушильных  камер,  различающихся  между собой  особенностями  конструкций.  В  зависимости  от  характера  работы,  сушилки разделяются  на  камерные (периодического  действия)  и  коридорные (непрерывного действия).  Коридорные  сушилки применяются,  главным образом,  на  лесопильных заводах и на  производствах,  потребляющих  большое количество  однородного и легко высушиваемого материала.  Камерные  же - там,  где требуется небольшое количество разнородного  или же  трудно  поддающегося  сушке материала (лиственные  древесные породы, хвойный толстомер) и когда требуется особо высокое качество высушиваемого дерева.

        При массовой  переработке хвойных пиломатериалов  на  лесопильных заводах могут иметь применение обе системы сушильных камер. По  способу регулирования влажности воздуха,  сушила  можно разделить на конденсационные и вентилируемые,  а по  способу циркуляции  воздуха – на  сушила  с естественной и искусственной циркуляцией.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. А.А. Корягин Сушильные аппараты и установки. Каталог/А.А. Корягин, В.Г. Восконянц, В.П. Осинский, В.В. Мамистов, Э.Л. Ламм, Б.Г. Езерницкий, В.В. Токарёв, Л.Ф. Соколовская. - 5-е изд., перераб. и доп – М.: ЦЕНТИХИМНЕФТЕМАШ - 1988г.

2. Расчет барабанной сушильной установки. Учебно-методическое пособие./ Мясоеденков В.М. – М.: ИПЦ МИТХТ - 2009г.

3. Айнштейн В.Г. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии/ Айнштейн В.Г. и др. – М.: Химия - 1999г.

4. Подбор конденсатоотводчиков. Учебно-методическое пособие/ Мясоеденков В.М. . – М.: ИПЦ МИТХТ - 2000г.