Особенности сушки зернистых материалов

Процесс сушки KCl. Хлорид калия обладает рядом характерных особенностей, накладывающих свой отпечаток на технику организации сушки в кипящем слое. К ним, в первую очередь, относят следующие:

1) Соль, как правило, представляет собой сыпучий материал, состоящий преимущественно из фракции 0, 75 мм.

Совершенно очевидно, что высокая сыпучесть высушиваемого материала должна учитываться так же при выборе типа газораспределительной решетки и ее основных характеристик для снижения и даже полного устранения провала через отверстия решетки.

 2) При сушке солей, как правило, приходится иметь дело с испарением чистой воды (а не раствора) с поверхности. Для достижения заданной конечной влажности материала процесс сушки можно вести при температуре 120° С или ниже. При этом необходимо помнить о высокой степени насыщения водяными парами, отходящими из кипящего слоя газов, накладывающей дополнительные требования к выбору температуры слоя.

 Данные закономерности должны быть учтены при проектировании сушилки для сушки и обезвоживания твердых зернистых материалов солей.

Технология производства хлорида калия

    Из сильвинита хлористый калий получают методами галургии и флотации.

Флотационный способ обогащения сильвинитовых руд ведётся в насыщенных солевых растворах. Он основан на селективной гидрофобизации реагентами собирателями поверхности калийных минералов, создающей условия для закрепления частиц на пузырьках воздуха и извлечения их в пенный продукт. Флотационный метод переработки включает подготовительные операции по крупности минеральных зёрен (измельчение и классификация) и по выделению глинисто-карбонатных шламов (обесшламливание). Окончательный концентрат с содержанием KCl 95, 3-96, 2% подвергается обезвоживанию и сушке. " Хвосты" флотации, с содержанием KCL 2, 5-3, 0% после обезвоживания транспортируются на складирование на солеотвал. Шламовый продукт после сгущения и осветления щелоков транспортируется на шламохранилище. Извлечение полезного компонента при флотационном методе переработки составляет 84-85%.

Галургический метод. Этот процесс переработки калийсодержащего сырья основан на растворении хлористого калия из руды горячим раствором при 120° и раздельной кристаллизации солевых составляющих перерабатываемой руды. Галургия (в переводе с греческого – «соляное дело») включает изучение состава и свойств природного солевого сырья и разработку способов промышленного получения из него минеральных солей. Галургический метод разделения основан на различной растворимости KCl и NaCl в воде при повышенных температурах.Технологический процесс галургического способа складывается из дробление сильвинитовой руды, растворения сильвинита горячим щелоком в растворителях со шнековыми мешалками и ковшовыми элеваторами, охлаждению (с целью кристаллизации хлорида калия из осветленного насыщенного раствора) сгущения в отстойниках. Затем сгущенная суспензия через промежуточную мешалку подается на центрифуги. Сушка отфильтрованного хлорида калия осуществляется на сушильных барабанах или печах кипящего слоя. Содержание хлористого калия в концентрате составляет 95-98%, в галитовых отходах 2, 5-3, 0%, извлечение 86, 5-87, 5%. Для выделения хлорида калия этот метод используется шире метода флотации, который базируется на разной смачиваемости веществ.

 

Технологическая схема

Рисунок 1.- Технологическая схема процесса высушивания.

ШП – шнековый питатель;

АКС – аппарат с кипящим слоем;

ГЗ – газодувка (воздуходувка, насос);

К – калорифер;

Д – дозатор;

Ц- циклон;

  Влажный материал шнековым питателем, подается в слой продукта, “кипяшего” на газораспределительной решетке в аппарате с ки­пящем слоем. Воздух, забираемый из атмосферы, подается газодувкой в калорифер, где нагревается за счет конденсации греющего пара до температуры 150°С, а затем поступает в подрешеточное пространство аппа­рата. Выходя с большой скоростью из отверстий газораспределительной решетки, нагретый воздух псевдоожижает и высушивает слой материала. Высушенный продукт непрерывно выгружается дозатором (шлюзовым раз­грузителем). Отработанный воздух очищается от унесенной пыли в ци­клоне. Уловленная пыль непрерывно (или периодически) выгружается из циклона и вместе с высушенным материалом в виде готового продукта на­правляется на склад или на дальнейшую переработку.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 

Материальный расчет

 

Производительность сушилки по сухому материалу:

 = 2, 5/1, 102= 2, 27 кг/с,

где G_H = 2, 5 кг/с – производительность сушилки по влажному материалу

Количество испаряемой влаги:

W = G_H – G_K = 2, 5 - 2, 27= 0, 23 кг/с.

 

Тепловой расчет

 

Расход тепла

Q = Qисп + Qнаг + Qпот = 1, 15{W[r0 + cп(tв2 – tм1)] + Gксм(tм2 – tм1)},

где Qисп – тепло затрачиваемое на испарение влаги,

Qнаг – тепло затрачиваемое на нагрев материала,

Qпот – потери тепла в окружающую среду, принимаемые равными 

           15% от первых двух слагаемых,

r0 = 2439 кДж/кг – теплота испарения при 0° С [1c. 550],

cп = 1, 97 кДж/(кг× К) – теплоемкость водяного пара [1c. 528],

cм = 3, 18 кДж/(кг× К) – теплоемкость материала [1c. 527],

tм1 = 10° С – температура материала на входе в сушилку,

tм2 = 65° С – температура материала на выходе из сушилки,

tв1 = 130° С – температура воздуха на входе в сушилку,

     tв1 = 70° С – температура воздуха на выходе из сушилки.

Q = 1, 15× {0, 23[2493+1, 97× (70–10 )]+2, 27× 3, 18× (65–10)} =1147, 2389 кВт

 

   

Расход сухого воздуха

 

L = Q/[cв(t2 – t1)] =1147, 2389 /[1× (130 – 70) = 19, 12 кг/с,

где св = 1 кДж/(кг× К) – теплоемкость сухого воздуха [1c. 528].

Удельный расход сухого воздуха:

l = L/W = 19, 12/0, 23 = 83, 13 кг/кг.

Параметры атмосферного воздуха: t0=18, 6 °C, j0 = 77% (лето, Орел).

Начальное влагосодержание воздуха: х1 = 0, 01 кг/кг.

Влагосодержание воздуха на выходе из сушилки:

х2 = х1 + 1/l = 0, 01 + 1/83, 13 = 0, 022 кг/кг.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: