유동층 건조기의 길이 단축

2014년 11월 12일

작성자: Craig Anderson, MBA, Jarrett Bowling, Almo Process, Michael Pfeiffer 및 Dr. – Ing. Mathias Trojosky, Allgaier Process Technology GmbH

유동층 건조기에 통합된 열 교환기를 사용하면 유동화로 인한 전도성 열 전달과 열 교환기 코일의 추가 간접 열 전달이 결합되어 유동층 건조기에 필요한 길이가 크게 단축됩니다. 이러한 유형의 시스템을 활용하면 유동층 건조기의 길이를 최대 70%까지 줄일 수 있습니다. 유동층 건조기의 설치 공간을 줄이는 것 외에도 열 보존과 입자를 유동화하는 데 필요한 공기가 적기 때문에 효율성도 실현됩니다. 필요한 건조 열의 최대 80%를 통합 열교환기를 통해 공급할 수 있어 필요한 공기가 크게 줄어듭니다. 유동층 건조기의 공기 공급 및 배기 시스템도 이에 비례하여 감소합니다. 유동층 건조기유동층 건조기는 일반적으로 건조 공기와 습한 제품 사이의 교차 흐름을 활용하여 건조를 수행합니다. 유동화를 달성하려면 위쪽 공기 흐름의 속도가 건조기 내 제품 베드의 제한 효과를 초과해야 합니다(그림 참조). 이 건조 방법은 건조를 달성하기 위해 대류에 의존합니다. 입자는 유동화를 통해 현탁액에 의해 건조 공기에 침지됩니다. 유동층의 재료 높이는 일반적인 유동층의 효율성을 유지하기 위해 제한됩니다. 전반적으로 높은 건조 효율이 달성됩니다. 그러나 유동화 중에 재료의 버블링이 발생합니다. 버블링을 통해 공기가 재료를 우회할 수 있습니다. 재료를 우회할 수 있는 공기는 유동화 열 전달의 효율성을 감소시킵니다. 일반적인 유동층 건조기에서 공기와 제품 사이의 교차 흐름 그림을 참조하십시오. 표면 수분이 높은 매우 미세한 입자의 벌크 고체(<200미크론)는 유동화하기 어려울 수 있습니다. 공기 흐름만으로 균일하게. 수분은 개별 입자, 특히 미세한 입자 사이에 상당한 응집력을 갖는 요소입니다. 수분이 미세 입자 사이의 결합 역할을 할 수 있으면 공기는 제품 층에 채널을 형성하는 경향이 있습니다. 건조 공기는 원하는 입자 유동화 효과 없이 이러한 설정된 채널만 통과합니다. 이러한 현상은 종종 제품 베드에 크레이터가 형성되는 것으로 나타납니다. 이 조건은 일반적으로 유동층 건조기에 진동을 추가하여 해결되고 완화됩니다. 그러나 추가 열원을 추가하면 공정이 더욱 향상될 수 있습니다. 유동화된 제품에 가열 표면을 추가하면 공정 효율성이 향상됩니다. 열 교환기 코일의 간접 열로 유동화로 인한 대류 건조 공기 흐름을 보충하면 열 전달을 위한 추가 소스가 제공됩니다. 작동 중에 이러한 열교환기는 제품 베드에 잠겨 있게 됩니다. 열 요구량의 최대 80%는 간접 열 표면을 통해 제공될 수 있습니다. 완전히 유동화된 건조에 비해 공정을 지원하는 데 필요한 공기 공급이 감소합니다. 일반적인 유동층 건조기에 대한 공기 공급의 주요 목적은 단순히 유동화를 발생시켜 열 전달을 최적화하는 것입니다. 상당한 양의 열 전달이 열 교환기에 의해 수행될 수 있으므로 그에 따라 필요한 공기 흐름이 줄어들 수 있습니다. 이렇게 하면 제품에서 습기를 제거하는 데 필요한 최소 공기 요구량이 줄어듭니다. 공정을 위한 공기 공급 및 배기 장비도 그에 비례하여 감소됩니다. 그 결과, 자본 측면에서 더 저렴하고 운영 측면에서 더 효율적인 소규모 설치가 가능합니다. 열 전달을 보충하는 통합 열 교환기 그림을 참조하십시오. 대류 열 전달과 열 교환기 코일에서 방출되는 열의 결합으로 습기 용량이 향상됩니다. 건조한 공기의. 이로 인해 배출 공기에 수분 함량이 높아집니다. 내부 열 교환기를 통한 추가 열로 인해 적은 양의 공기에서 매우 높은 수준의 물 증발이 발생합니다. 결과적으로, 배기 파이프의 이슬점 위험과 함께 배기수 부하가 특히 높습니다. 이러한 위험은 소량의 뜨거운 공기를 건조기 입구에서 배기 덕트로 전환함으로써 완화됩니다. 배출 공기 흐름의 온도는 약간 증가하고 이슬점은 감소합니다. 통합 열 교환기가 있는 유동층 건조기 그림을 참조하십시오. 유동층 건조기 내부의 열 교환기를 수용하려면 설치 높이를 높여야 합니다. 유동층의 전체 높이는 다소 증가하는 반면 유동층의 전체 길이는 크게 줄어듭니다. 수평으로 쌓인 교환기 코일은 열 전달을 위한 훨씬 더 많은 기회를 제공합니다. 유동층의 높이 증가는 건조기 내부 제품층의 깊이 증가와 짝을 이룹니다. 제품 베드는 1-2m 깊이에서 효과적으로 건조될 수 있습니다. 일반적으로 유동층 건조기에서는 깊은 제품층을 피합니다. 이는 유동층 건조기의 건조 효율을 감소시키고 깊은 제품층에 의해 침전되는 버블링 효과 때문입니다. 그러나 제품 베드에 담긴 열교환기의 수평 적층 코일은 기포 성장과 형성을 방해합니다. 제품 베드 전체에 열교환기 코일이 있어 재료 전체에 열을 균일하게 전달합니다. 가능한 최대 열 전달은 재료의 입자 크기에 따라 크게 달라집니다. 더 높은 열 전달은 제품 베드에 더 미세한 입자를 사용하여 달성할 수 있습니다. 통합형 열교환기 활용의 장점은 몰리에르 다이어그램(Mollier Diagram)으로 표현할 수 있습니다. 그래프의 라인 1은 열 전달이 공기에 의해서만 공급되는 일반적인 유동층 건조기를 나타냅니다. 이 경우, 더 높은 온도만이 공기의 수분 용량을 증가시킬 수 있습니다. 온도를 높이는 것이 필요한 건조 공기의 양을 줄이는 유일한 방법입니다. 유동층 건조기와 통합 열교환기를 갖춘 유동층 건조기의 Mollier 다이어그램 비교를 참조하십시오. 그래프의 곡선 2는 통합 열 교환기에 의해 제공되는 추가 열 표면의 효과를 나타냅니다. . 앞서 언급한 바와 같이, 공기에 수분 함량이 높기 때문에 배기 공기에 약간의 열을 제공하는 것이 필요합니다. 배기 공기와 제품 온도가 높을수록 그래프에서 ΔT로 표시됩니다. ΔX로 표시되는 건조기 배출 공기의 수분 부하량은 일반적인 유동층 건조기 적용에 비해 상당히 증가합니다. 이는 유동층 건조기의 필요한 길이, 필요한 건조 공기의 양 및 공기 공급/배기 시스템의 크기를 직접적으로 줄입니다. 경제적 영향은 항상 매우 크지만 건조를 위해 저온이 필요한 제품의 경우 가장 분명합니다. 온도에 민감한 제품은 유동층 건조기에 설치된 통합 열교환기의 가장 큰 이점을 갖습니다. 유동층 건조기에 열교환기 코일 설치 참조: Allgaier 유형 WS-HF-TK-5.00응용 사례• 감자 과립 시간당 40미터톤 • 베드 침수형 열교환기 번들 7개• 공급 수분 18%• 잔류 수분 <8%• 최종 냉각 <50°C• Allgaier WS-HF-T-K 설치 Allgaier WS-HF-TK 설치 이미지 보기 Allgaier-Group은 이 기술에 대해 20년 이상의 경험을 갖고 있습니다. 이러한 유형의 기술은 일반적으로 제거하기 위해 다량의 수분이 필요한 응용 분야에 적용되었습니다. 특히 크리스탈린 제품(예: 염화나트륨)과 식품은 이 기술의 가장 큰 이점을 경험했습니다. 이 기술은 냉각 애플리케이션에도 고려될 수 있습니다. 열교환기에 공급되는 증기 대신 냉각수를 냉각 용도로 활용할 수 있습니다. 자세한 내용은 ALMO Process에 513-453-6990으로 문의하거나 www.almoprocess.com을 방문하세요.