Тепловая сушка горючих веществ и материалов

Тепловой сушкой, или просто сушкой, называется процесс удаления влаги из материала с использованием тепловой энергии для ее испарения. Различают естественную и искусственную сушку. Естественную сушку производят на открытом воздухе без искусственного нагревания и без при­нудительного подвода сушильного агента. Этот способ сушки достаточно продолжителен, не поддается регулированию, а материал имеет сравни­тельно большую конечную влажность.

Искусственная сушка производится путем, искусственного подвода тепла к высушиваемому материалу, в том числе при помощи нагретого сушильного агента, который после поглощения им испарившейся влаги из материала отводится специальными вытяжными устройствами (вентилято­рами, дымососами и т.п. устройствами). В качестве сушильных агентов используются воздух, дымовые газы, водяной пар, азот и другие газы.

По своей физической сущности сушка является сложным тепломассообменным процессом, скорость которого лимитируется скоростью диффу­зии влаги из глубины высушиваемого материала к его поверхности. В про­цессе сушки влага перемещается из внутренних слоев материала к его по­верхности, с которой она испаряется. Пар диффундирует через погранич­ный слой на границе раздела фаз в сушильный агент и отводится от по­верхности материала. Таким образом осуществляется перенос до 90 % всей влаги. Скорость переноса влаги обусловливается движущей силой процес­са, представляющей собой разность концентраций или разность парциаль­ных давлений пара влаги у поверхности материала и в окружающей среде. Перенос незначительного количества влаги происходит также за счет тер­модиффузии вследствие перепада температур в пограничном слое.

На рисунках показаны факторы, влияющие на перемещение влаги в материале (6.42, а) и в пограничном слое (6.42, б).

При р_п > р'_с происходит сушка (испарение влаги с поверхности) мате­риала;

при р_п = р_с устанавливается динамическое равновесие;

при р_п < р"_c происходит поглощение паров влаги материалом из су­шильного агента.

При р'_ц > р_п происходит перенос влаги из центра к поверхности ма­териала;

при р_ц = р_п отсутствует перенос влаги;

при р"_ц < р_п происходит перенос влаги с поверхности вглубь мате­риала.

Более высокая температура поверхности материала (θ_п) по сравнению с температурой сушильного агента (t_c) ускоряет процесс сушки и наоборот: при θ_п < t_c происходит торможение процесса сушки.

Процессу перемещения влаги из внутренних слоев материала к его поверхности способствуют более высокие температура (θ_ц), давление (р_ц) и влажность (ω_ц) в центре материала по сравнению с соответствующими па­раметрами на его поверхности.