Способ периодической сушки термолабильных материалов

Изобретение касается сушки термолабильных материалов, преимущественно фторопласта дисперсионного Ф-4Д, в аппаратах периодического действия, работающих в режиме кипящего или виброкипящего слоя. Способ включает двухступенчатое контактирование материала с сушильным агентом при температуре последнего на первой ступени, превышающей температуру термодеструкции материала. Температуру сушильного агента на второй ступени сначала снижают до достижения температуры в слое материала ниже температуры мокрого термометра, подвергая материал «закалке», после чего осуществляют попеременное повышение и понижение температуры сушильного агента, обеспечивая нагрев слоя до температуры, превышающей до 30°С температуру термодеструкции, и последующую «закалку». Техническим результатом является повышение качества сушки термолабильных дисперсных материалов и повышение экономичности процесса.

 

Изобретение относится к технике сушки термолабильных дисперсных материалов и может быть использовано при проведении процесса сушки фторопласта дисперсионного Ф-4Д в аппаратах периодического действия, работающих в режиме кипящего или виброкипящего слоя.

Известен способ периодической сушки термолабильных материалов в кипящем слое путем двухступенчатого контактирования материала с сушильным агентом. При этом на первой ступени температуру сушильного агента поддерживают выше температуры термодеструкции материала, а на второй ступени уменьшают, асимптотически приближаясь к температуре термодеструкции [1]. Этот способ может быть реализован и в виброкипящем слое [2]. Данный способ принят в качестве прототипа.

Признаки известного способа, совпадающие с признаками заявляемого - двухступенчатое контактирование материала с сушильным агентом при температуре последнего на первой ступени, превышающей температуру термодеструкции материала и изменяющейся на второй ступени.

Недостатком известного способа является невысокое качество сушки термолабильных материалов, высушиваемых до низкой конечной влажности (0,01%), например, фторопласта дисперсионного Ф-4Д. Это связано с тем, что в указанных условиях на второй ступени сушки трудно обеспечить положительную разность температур термодеструкции материала и слоя. Следствием этого является комкование материала в слое, сопровождающееся отклонением от нормы его фракционного состава. Длительная же экспозиция слоя на второй ступени сушки, обусловленная низкой конечной влажностью продукта, приводит к его спеканию, потерям и, в конечном итоге, к снижению экономичности процесса.

Задачей изобретения является повышение качества сушки термолабильных дисперсных материалов и повышение экономичности процесса.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе периодической сушки термолабильных материалов, включающем двухступенчатое контактирование материала с сушильным агентом при температуре последнего на первой ступени, превышающей температуру термодеструкции материала, и изменяющейся на второй, температуру сушильного агента на второй ступени сначала снижают до достижения температуры в слое материала ниже температуры мокрого термометра, подвергая материал «закалке», после чего осуществляют попеременное повышение и понижение температуры сушильного агента, обеспечивая нагрев слоя до температуры, превышающей до 30°С температуру термодеструкции, и его последующую «закалку».

Признаки заявляемого решения, отличительные от прототипа, - изменение температурного режима на второй ступени сушки: температуру сушильного агента сначала снижают до достижения температуры в слое материала ниже температуры мокрого термометра, подвергая материал «закалке», после чего осуществляют попеременное повышение и понижение температуры сушильного агента, обеспечивая нагрев слоя, до температуры, превышающей до 30°С температуру термодеструкции, и его последующую «закалку». Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить качество сушки термолабильных дисперсных материалов и экономичность процесса.

Экспериментально установлено, что только реализация изложенной выше последовательности изменения температурного режима на второй ступени, заключающейся в первоначальной «закалке» слоя и последующем чередовании циклов нагрев - «закалка», обеспечивает достижение стабильного положительного результата.

Охлаждение слоя материала на второй ступени сушки ниже температуры мокрого термометра («закалка»), устанавливающейся на первой ступени периодического процесса, способствует устранению агрегации частиц материала и стабилизации его фракционного состава.

Нагрев слоя ниже температуры термодеструкции материала влечет за собой снижение интенсивности процесса. Превышение указанной температуры более чем на 30°С сопряжено с потерей качества продукта.

Способ периодической сушки термолабильных материалов, преимущественно фторопласта дисперсионного Ф-4Д, осуществляют согласно описанию в примерах 1-3.

Пример 1. Порошок фторопласта дисперсионного Ф-4Д влажностью 40% подвергают сушке в аппарате периодического действия, работающего в режиме виброкипящего слоя. Статическая высота слоя порошка составляет 35 мм. В качестве сушильного агента используют воздух с температурой на первой ступени (I период сушки) 180°С. Температура термодеструкции материала - 50...55°С. В процессе сушки на первой ступени устанавливается температура в слое материала 40°С, равная температуре мокрого термометра (предел адиабатического охлаждения воздуха). Сушку ведут до достижения первой критической влажности материала. На второй ступени (II период сушки) температуру воздуха сначала снижают до достижения температуры в слое материала ниже температуры мокрого термометра, подвергая материал «закалке», до 25°С, а затем температуру попеременно повышают и понижают, обеспечивая нагрев слоя до 55°С и его последующую «закалку» до 25°С. Процесс ведут до достижения конечной влажности материала 0,01%. Фракционный состав продукта и его физико-механические характеристики соответствуют кондиционным требованиям.

Пример 2. Порошок фторопласта дисперсионного Ф-4Д влажностью 40% подвергают периодической сушке в виброкипящем слое. Статическая высота слоя порошка составляет 7 мм, температура воздуха на первой ступени сушки 170°С. В процессе сушки на первой ступени устанавливается температура в слое материала 37°С. На второй ступени слой материала сначала подвергают «закалке» до 20°С, затем попеременно нагревают до 85°С и закаливают до 20...25°С. Циклы нагрев - «закалка» осуществляют до достижения влажности материала 0,01%. Качество высушенного материала удовлетворяет кондиционным требованиям.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1 с тем отличием, что температуру воздуха на второй ступени сначала снижают до достижения температуры в слое 40°С (температура мокрого термометра), а затем слой попеременно нагревают до 90°С и охлаждают до 40...45°С. Визуально отмечается агрегация частиц слоя. Фракционный состав продукта неудовлетворителен.

Использование предлагаемого способа периодической сушки термолабильных материалов, преимущественно фторопласта Ф-4Д, обеспечивает получение кондиционного продукта при высоких технико-экономических показателях процесса.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №699299, кл. F 26 B 3/10, 1979.

2. Членов В.А., Михайлов Н.В. Виброкипящий слой. - М.: Наука, 1972.

Способ периодической сушки термолабильных материалов, преимущественно фторопласта дисперсионного Ф-4Д, в кипящем или виброкипящем слое, включающий двухступенчатое контактирование материала с сушильным агентом при температуре последнего на первой ступени, превышающей температуру термодеструкции материала и изменяющейся на второй ступени, отличающийся тем, что температуру сушильного агента на второй ступени сначала снижают до достижения температуры в слое материала ниже температуры мокрого термометра, подвергая материал «закалке», после чего осуществляют попеременное повышение и понижение температуры сушильного агента, обеспечивая нагрев слоя до температуры, превышающей до 30°С температуру термодеструкции, и его последующую «закалку».