+7 (495) 545-21-53

Библиотека

Название: О возможности сушки бентонита
Автор: Корецкий С.Л.
 О сушке бентонита.

 

Эффект акустической сушки различных материалов связан с применения акустических колебаний высокой интенсивности. При акустическом способе сушки  осушаемый материал не нагревается, что является крайне существенным фактором при сушке термолабильных  материалов.

Акустическая сушка материалов обладает высокой энергетической эффективностью и скоростью сушки. Например, акустотермическая сушка прессованного торфа эффективнее термической по энергопотреблению более чем в четыре раза. Скорость сушки, которая за счет существенного влияния акустического воздействия на коэффициент диффузии и создания турбулентных потоков на поверхности и некоторых других факторов, значительно увеличивающих унос влаги с поверхности материала, в разы сокращает время сушки.

Технология акустической сушки прошла апробацию на пилотной сушильной установке в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН в конце 90-х с достаточно широким набором материалов: продукты сельского хозяйства (зерно, овощи, фрукты), древесина, продукция химической, медико-биологической промышленности. Автор патентов по акустической сушке - доктор физико-математических наук  Глазнев Владимир Николаевич (1936-2005), c 2000 сотрудничал, а в течении ряда последних лет работал в ООО "Акустика ресурс". За счет собственных средств и средств инвестора проводятся опытно-конструкторские работы и изготовление образцов под конкретный осушаемый материал. В прошлом году проект "Акустическая сушка материалов", пройдя научно-техническую экспертизу,  участвовал в конкурсе Русских инноваций (http://www.inno.ru/project/43370/). Технология и устройство запатентованы.

В 2007 - 2008 годах  в составе технологического цикла деревообрабатывающего предприятия работала опытно-промышленная установка для сушки древесины. Время сушки 10-12 часов, потребляемая мощность 200 кВт. Остаточная влажность древесины 14-18%. В прошлом году на новой промышленной установке потребляемая мощность снижена до 84 кВт (при том же объеме камеры), проведены работы и подтверждены решения для уменьшения потребляемой мощности до 45 кВт. На этой установке производилась отработка технологии сушки рыбы, которая столкнулась с некоторыми вполне разрешимыми трудностями из-за наличия в рыбе большого количества жира, но была  не завершена из-за недостатка средств.  В процессе отладки оборудования проводилась пробная сушка прессованного торфа и геля, полученного  путем диспергирования торфа. Время его  сушки с 80% влажности до 30%-40% при температуре 40-50 градусов Цельсия было около 2 часов. Производительность при этом объеме может быть 4-5 тонн в час, при необходимости увеличения производительности возможно осуществлять дополнительный нагрев осушаемого материала до 80-100 градусов, что уменьшит время сушки в 2-3 раза.

В 60-70-х годах прошлого века на опытных акустических установках сушили много различных материалов. Ниже приведены некоторые данные по сушке веществ возможно близких по свои параметрам к бентониту из упомянутых в книге «Физические основы ультразвуковой технологии» под ред.проф. Л. Д. Розенберга, Москва, «Наука», 1970.

При сушке аммиачной селитры с начальной влажностью 1% в барабанной сушилке при Р = 158 дб фракции с частицами менее 1 мм выносились в циклон уже через 10 мин (при этом их влажность снизилась до 0,15%), в то время как фракция с размером частиц 1—2 мм требовала  для сушки по крайней мере вдвое большего времени. Опыты показали, что при начальной влажности 0,57% аммиачная селитра с частицами, не  превышающими 2 мм, может быть высушена в акустической барабанной сушилке до влажности 0,1% за 20 мин при нормальной температуре, тогда как без звука такая же скорость сушки может быть обеспечена лишь при температуре подаваемого воздуха 95° С.

Сушка суспензионного полистирола с частицами размером 8—600 мк (при начальном влагосодержании 30 кг/кг), проведенная в барабанной сушилке, показала, что необходимая конечная влажность 0,8—0,9% может быть достигнута при температуре окружающего воздуха 19° С и влажности 59—63% за 40 мин, при уровне звукового давления 155—156 дб. Более мелкие фракции (до 160 мк) высыхают до требуемой влажности приблизительно за 30 мин.  На рис. 1 изображены кривые сушки кварцевого песка с начальным влагосодержанием около 21 % при контактном, акустическом и комбинированном методах. Комбинированный метод позволяет в 4,5 раза ускорить процесс при приблизительно двухкратном снижении температуры материала. Кривые сушки показывают, что при акустическом и комбинированном методах отсутствует начальный участок прогрева материала.

 

Рис.1. Сравнение акустического и контактного методов сушки кварцевого песка.

1- контактный метод, t=70° С;  2- акустический, f=6,8 кгц, Р=168 дб, t=25° С; 3 - комбинированный, Р=168 Эб, f=6,8 кгц, t = 40° С

 

 

На рис. 2 приведены графики сушки глюконата кальция с начальным влагосодержанием около 80 кг/кг. При неподвижном слое материала требуемая конечная влажность продукта B,5%) может быть достигнута при Р=160 дб за 20 мин, однако при этом температура в слое толщиной 25 мм повышается до 50° С. В барабанной сушилке тот же эффект может быть получен при меньшем уровне звука 158 дб) и более низкой темпе- температуре материала (t=30-32°C). Таким образом, проведенные исследования показывают, что по интенсивности сушки акустический способ обладает несомненными преимуществами перед другими методами.

 

Рис.2. Кривые сушки глюконата кальция акустическим методом

(f=6,8 кгц), в слое: 1- Р=153 дб; 2- Р=157 дб; 3 - Р=160 дб; 4 - в барабанной сушилке, Р=158 дб

 

По аналогии с приведенными данными можно утверждать, что сушка бентонита акустическим методом возможна, производительность установки будет не менее 2 тонн в час, потребляемая мощность не более 84 кВт.  

Назад