Спосіб сушіння адсорбенту

Реферат: Спосіб сушіння адсорбенту включає профільтровування крізь його нерухомий шар гарячого повітря та подальше його охолодження профільтровуванням холодного повітря. Профільтровування гарячого повітря здійснюють до досягнення кінцевого вологовмісту шару адсорбенту. UA 89927 U (54) СПОСІБ СУШІННЯ АДСОРБЕНТУ UA 89927 U UA 89927 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до техніки сушіння та охолодження адсорбентів і може використовуватися у будь-яких адсорбційно-десорбційних процесах хімічної, харчової, фармацевтичної та інших галузях промисловості. Відомий спосіб сушіння нерухомого шару адсорбенту що включає профільтровування крізь його нерухомий шар гарячого повітря та подальше його охолодження профільтровуванням холодного повітря. [Е.Н. Серпионова. Промышленная адсорбция газов и паров. М., «Высшая школа», 1969. - с. 370] Однак, такий спосіб сушіння триває до досягнення кінцевого вологовмісту по всій висоті шару. Це характеризується значною перевитратою теплової енергії, оскільки через певний проміжок часу висихає шар матеріалу який безпосередньо контактує із теплоносієм і отримує найбільшу кількість тепла. В подальшому процесі сушіння такий сухий шар перегрівається, акумулює в себе значну кількість енергії, яка не використовується. Це призводить до перевитрати теплової енергії та може негативно вплинути на якість адсорбенту. Внаслідок того, що адсорбент під час сушіння по всій висоті акумулював значну кількість теплоти, на його охолодження необхідний час, що приблизно рівний часу сушіння. Це спричиняє довготривалу роботу обладнання та значні економічні витрати. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб сушіння адсорбенту, в якому висушується до кінцевого вологовмісту частина шару адсорбенту, акумульованої теплоти якого достатньо для досушування всього шару. Це дозволить зменшити енергетичні затрати на процес. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб сушіння адсорбенту, що включає профільтровування крізь його нерухомий шар гарячого повітря та подальше його охолодження профільтровуванням холодного повітря, згідно з корисною моделлю, профільтровування гарячого повітря здійснюють до досягнення кінцевого вологовмісту шару адсорбенту вистою h ≥ H-hmjn, де H - висота шару адсорбенту, м; hmin - мінімальна висота фронту масоперенесення, м; 2  0    c , де 0 - фіктивна швидкість гарячого повітря, м/с;  - густина повітря, кг/м; c  2 теплоємність повітря, Дж/(кг·К);  - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м ·К);  - питома поверхня hmin  2 30 35 40 45 50 3 шару адсорбенту, м /м . Це забезпечує значне скорочення часу сушіння та охолодження, виключення перегріву адсорбенту, значне зменшення енергетичних затрат на процес, збільшення продуктивності. Сушінню піддавали адсорбент - активоване вугілля з наступними характеристиками: вугілля гранульоване, діаметр гранул d = 3 мм, середня довжина l = 5 мм, питома поверхня σ = 710 2 3 3 м /м , насипна густина ρнас = 500 кг/м . Початковий вологовміст 25,6 %, кінцевий - 5 %. Сушіння відбувалося профільтровуванням гарячого повітря через шар адсорбенту. Швидкість гарячого повітря υ0 = 1 м/с. Температура гарячого повітря - 100 °С. Температура холодного повітря - 20 °С. Діаметр адсорбера - D = 2 м, висота шару вугілля - Н = 0,5 м. Маса вугілля 785 кг. (згідно прототипу). Вимірювання температури по висоті шару здійснювалося за допомогою термопар і 7каналыюго вимірювального інтелектуального перетворювача з виводом інформації на персональний комп'ютер. Приклад 1. Активоване вугілля сушили профільтровуванням крізь нього гарячого повітря до досягнення кінцевого вологовмісту по всій висоті шару (Н = 0,5 м) протягом 90 хв. (фіг. 1.). Після цього профільтровували холодне повітря протягом 90 хв. (фіг. 2) (згідно прототипу). Приклад 2. Активоване вугілля сушили шляхом профільтровування гарячого повітря до досягнення кінцевого вологовмісту шару адсорбенту висотою h протягом 45 хв. (фіг. 3, 4.). Після цього профільтровували холодне повітря протягом 45 хв. (фіг. 4). Мінімальна висота фронту масоперенесення, згідно з розрахунками hmjn = 0,15 м; відповідно h = 0,35 м. Основні показники енергетичних затрат для двох вищеописаних способів представлені в таблиці. 1 UA 89927 U Таблиця Затрати на сушіння та охолодження активованого вугілля масою 785 кг. Спосіб сушіння Приклад 1 Приклад 2 5 10 Висота шару адсорбенту, висушеного до кінцевого вологовмісту, м Н = 0,5 H = 0,35 Затрати Сумарні Затрати тепла на тепла на затрати охолодження, кДж сушіння, кДж тепла, кДж 57486,8 17246,04 80510,85 33377,6 7,46 6,18 Як видно з таблиці, сумарні затрати тепла у запропонованому способі сушіння майже у 2,5 разу менші. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб сушіння адсорбенту, що включає профільтровування крізь його нерухомий шар гарячого повітря та подальше його охолодження профільтровуванням холодного повітря, який відрізняється тим, що профільтровування гарячого повітря здійснюють до досягнення кінцевого вологовмісту шару адсорбенту вистою h  H  hmin , де H - висота шару адсорбенту, м; hmin - мінімальна висота фронту масоперенесення, м; hmin  2  0    c , де  0 - фіктивна швидкість гарячого повітря, м/с; 15 23024,05 16116,835 Питомі затрати тепла, кВт  - густина повітря, кг/м; c - теплоємність повітря, Дж/(кг·К); 2  - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м ·К); 2 3  - питома поверхня шару адсорбенту, м /м . Приклад І 20 2 UA 89927 U Приклад II Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3