Basic HTML Version
12
Keramický zpravodaj 29 (1) (2013)
Proces sušenia
V rámci racionálneho využívania prírodných neobnoviteľ-
ných surovinových zdrojov a ochrany životného prostredia
je kladený dôraz na minimalizáciu tvorby technogénnych
odpadov. Výsledkom týchto požiadaviek sú také opatrenia
v procesoch získavania a spracovania surovín, ktoré by výraz-
ne znížili ich súčasnú materiálovú náročnosť, resp. by zabez-
pečili ich bezodpadové spracovanie. Z toho dôvodu je po-
trebné prehodnotiť súčasné ťažobné a úpravnícke postupy
s cieľom minimalizovať tvorbu odpadov, hľadať alternatívne
využitie pre vzniknuté odpady, resp. vyvíjať technológie, kto-
ré budú schopné spracovať doteraz nespracovateľné podiely
surovín (napr. spracovanie jemnozrnných podielov pri úprave
magnezitu, spracovanie magnezitového odpadu pri úprave
mastenca a pod.). Procesy sušenia patria medzi základné
spôsoby úpravy a spracovania odpadových materiálov.
Obr. 2
Zásobník kalov
Sušenie jemnozrnitých a prachových materiálov spravidla
predchádza ich ďalšiemu spracovania resp. využitiu. Tieto
materiály sa spravidla vyskytujú vo forme kalov a pieskov,
ktoré majú vysoký stupeň vlhkosti v dôsledku predchádzajú-
ceho spracovania alebo skladovania [8].
Charakteristika procesu sušenia
Pod pojmom sušenie sa charakterizuje proces zmenšovania
obsahu vlhkosti v ľubovoľnom materiáli. Vlhkosť sa odstra-
ňuje zmenou skupenstva zvlhčujúcej kvapaliny na paru a jej
odvodom z povrchu materiálu sušiacimi médiami.
Celková vlhkosť je súčtom voľnej a viazanej vody. Sušením
možno z materiálu odstrániť voľnú (povrchovú) vlhkosť. Prvá
fáza sušenia končí dosiahnutím tzv. kritického bodu sušenia,
znížením povrchovej vlhkosti na 0. Viazanú (kapilárnu) vlh-
kosť vieme odstrániť pri vyšších teplotách. Keď sa povrchová
vlhkosť materiálu rovná nule, nastáva 2. fáza sušenia. Zóna
vyparovania sa presúva do vnútra zŕn sušeného materiálu
a vyparujúca sa vlhkosť prechádza cez kapiláry k povrchu
zŕn. Do sušiaceho média sa para dostáva cez vrstvu vysu-
šeného materiálu difúziou, kde je strhávaná prúdiacim mé-
diom.
Spôsoby sušenia sú nepriame a priame. Pri nepriamom su-
šení nedochádza k priamemu styku sušiaceho média s ka-
lom. Teplo je k sušenému materiálu prenášané prostredníc-
tvom tepelných plôch. Pri priamom sušení je sušený materiál
v priamom kontakte so sušiacim médiom. Najdôležitejšie
typy sušiarní sú: rotačná bubnová sušiareň, pásová sušiareň
a fluidná sušiareň [9].
Sušenie v mechanicky fluidizovanej vrstve
V procesoch sušenia majú hydrodynamické procesy za úlo-
hu zabezpečiť prenos tepla a látok medzi časticami mate-
riálu a plynným médiom. Pri mechanickej fluidizácii pohyb
sušiaceho média má charakter horizontálneho prúdenia
disperzným prostredím priečne na pohyb častíc materiálu.
Vyplnenie priestoru pece časticami závisí od počtu otáčok
zariadenia. Na obr. 3 je zobrazené rozloženie materiálu pri
zmene počtu otáčok.
Vplyvom axiálnej rýchlosti plynného média dochádza k únosu
častíc. Celkové množstvo unesených prachových častíc je zá-
vislé na rýchlosti plynného média. Vplyv axiálnej rýchlosti plyn-
ného média na množstvo unesených častíc je zobrazené na
obr. 4. Pre závislosť únosu častíc sú charakteristické dve oblas-
ti, a to oblasť nízkeho únosu a oblasť vysokého únosu. Rých-
losť na hranici týchto oblastí môžeme považovať za maximálnu
Obr. 3
Rozloženie častíc materiálu pri mechanickej fluidizácii po priereze pece
a) bez otáčok; b) nízke otáčky; c) optimálne otáčky
rýchlosť prúdenia plynného média v peci, nakoľko jej zvýšenie
by sa prejavilo veľkým nárastom množstva úletov. Výkon ag-
regátu determinuje požadované množstvo média na jednotku
plochy jeho prierezu. Množstvom plynného média je determi-
novaný plošný prierez agregátu. Tlakové straty v agregáte sú
nízke a slúžia na prekonanie odporu trením medzi časticami.
Ich hodnoty by spravidla nemali prekročiť 100 Pa [6, 7].