РАСЧЁТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ ВЗРЫВА ХЛОПКОВОЙ ПОРОШКООБРАЗНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ПРИ СУШКЕ В АЭРОФОНТАННОМ СУШИЛЬНОМ АППАРАТЕ
В технологическом процессе получения хлопковой порошкообразной целлюлозы (ХПЦ) важное место занимает процесс сушки. Выбор аппарата для сушки данного материала зависит от его свойств.
Микроскопическое исследование структурно-механических свойств ХПЦ показало, что ее частицы представляют собой спиралеобразное, элементарное волокно с размерами 200 ммк, легко образующее агрегаты (комки), которые в процессе сушки должны измельчаться. Кроме микроскопического исследования, были проведены термографический, адсорбционный анализы. На основе комплексного анализа всех характеристик ХПЦ ее отнесли к материалам II группы 3 подгруппы по классификации Б. С.
Сажина, для которых рекомендуется комбинированная аэрофонтанная сушилка (КАС).
При производстве ХПЦ в промышленности к его дисперсности предъявляются специальные требования, в связи с чем процесс сушки был совмещен с измельчением материала.
Интенсификацию процесса достигли в результате обновления и активизации поверхности испарения за счет
измельчения ХПЦ. Однако время пребывания частиц материала в аппарате недостаточно для достижения требуемой конечной влажности порошковой целлЮЛОЗЫ. Поэтому ДЛЯ осуществления Рис.1. Схема сушильного аппарата с эавихрителем. процессов сушки и измельчения ХПЦ в аэрофонтанном сушильном аппарате использованы закрученный поток газовзвеси и инертные насадки. Применение завихрителя в патрубке подвода теплоносителя позволяет увеличить удерживающую способность и уменьшить гидравлическое сопротивление слоя, что предотвращает образование каналов и застойных зон в камере аппарата.
Отличительная особенность такого аппарата состоит в том, что агент сушки с большой скоростью можно вводить в сушильную камеру, где создаётся закрученный поток. В нем значительно интенсифицируется конвективный теплообмен, при интенсификации которого особая роль принадлежит центробежным силам, обеспечивающим не только активное перемешивание, но и хорошее измельчение. При этом степень закрутки теплоносителя имеет большое значение для высоковлажных материалов, налипающих на стенки аппарата. Роль инертных тел заключается в «перемалывании» частиц материала и в предотвращении образования комков, прилипания частиц к стенке аппарата, обеспечивая подвижность слоя.
Таким образом, гидродинамический режим аэрофонтанного сушильного аппарата конической формы с закрученным потоком газовзвеси с инертной насадкой для сушки с одновременным измельчением ХПЦ полностью соответствует требуемому свойству материала как объекта сушки (рис.1.).
Во время сушки ХПЦ вредным веществом является пыль порошковой целлюлозы. Порошковая целлюлоза является горючим и взрывоопасным веществом. Температура воспламенения - 210 0С. Нижний предел взрывоопасности 50 г/м3 в воздухе. Пыль ХПЦ вредно действует на организм. Основы вредности: содержание в пыли (SiO2), (CaO), (Fe2O3). Предельно-допустимая концентрация пыли в воздухе 6 мг/м3 (СН 246-63). Технологическое наименование продукта - электродная целлюлоза. Эмпирическая формула - (С6НшО5)п.
Вычислим температуру и давление при взрыве хлопковой порошковой целлюлозы. Начальная температура смеси +20оС. Начальное давление смеси 760 мм рт.ст. Напишем термохимическое уравнение реакции горения порошкообразной целлюлозы в воздухе:
Таким образом, учитывая давление взрыва, рассчитанное выше в конструкции аппарата, предусмотрен противовзрывной клапан, который в случае взрыва, пропускает создаваемое давление.