Сушилка для шлама (слэрри): как выбрать подходящую сушилку для химических, пигментных и экстрактных шламов

Единой сушилки для шлама не существует. Подходящая машина зависит от густоты шлама, его склонности налипать при сушке, термочувствительности и наличия растворителя. Текучие шламы подходят для дисковой сушилки CD или барабанной вакуумной сушилки со скребком. Густые, липкие или увлажнённые растворителем шламы подходят для вакуумных лопастных, граблевых или горизонтальных дисковых сушилок. Шламы, которые можно распылить на мелкие капли, нередко лучше обрабатывать в распылительной сушилке. Испытание на вашем собственном материале подтверждает выбор.

Краткий контекст: что означает «слэрри» в сушке

В сушке шлам (слэрри) — это перекачиваемая смесь твёрдых частиц в жидкости. Диапазон широк: жидкий химический шлам, текущий как молоко, густая пигментная паста, которую едва можно перекачать, вновь суспендированный осадок фильтра и всё между ними. Каждый ведёт себя по-разному при удалении воды, и одна и та же сушилка справляется не со всеми.

Эта статья о технологических шламах: химических промежуточных продуктах, пигментах, смолах, глинах, экстрактах и других продуктах, которые нужно получить в виде сухого твёрдого вещества. Если речь об осадках сточных вод, где цель — сокращение объёма и утилизация, прочтите нашу статью о выборе технологии сушки шлама для управления отходами и страницу применения «Сушка шлама». Машины пересекаются, логика выбора иная.

Четыре вопроса, определяющие сушилку

1. 1.Как он течёт? Его можно перекачивать и наносить плёнкой, или это жёсткая паста?
2. 2.Как он ведёт себя при сушке? Проходит ли липкую стадию, образует корку или пенится?
3. 3.Насколько он термочувствителен? Какова максимально допустимая температура продукта?
4. 4.Есть ли растворитель? Горючие или токсичные растворители требуют закрытой вакуумной системы с конденсатором.

Ответьте на эти вопросы, и список подходящих машин обычно сокращается до двух-трёх.

Основные варианты сушилок для шлама

Сушилка CD: непрерывная сушка текучих жидкостей и паст

В сушилке CD используются полые диски с косвенным обогревом, вращающиеся в шламе. На обеих сторонах каждого диска образуется тонкий слой, который быстро испаряется. На странице продукта указаны коэффициент теплопередачи 2 300 Вт/м²·К и тепловой КПД 80–85 %. Поверхность теплообмена составляет от 1 до 12 м² у моделей с дисками 900 мм и от 12 до 32 м² у моделей с дисками 1 300 мм. Продукт выходит хлопьями или порошком в зависимости от применения.

Подходит для непрерывной работы с текучими жидкостями и пастами, включая каолин, смолы и химические шламы, и занимает намного меньше места, чем барабанная сушилка при той же поверхности нагрева. Не подходит для очень липких паст, не образующих тонкую плёнку.

Барабанная вакуумная сушилка со скребком: густые, вязкие пасты в виде хлопьев

В барабанной вакуумной сушилке со скребком обогреваемый барабан покрывается тонкой плёнкой, а высушенная плёнка соскабливается в виде хлопьев. Она работает непрерывно и обрабатывает пастообразные, вязкие и густые материалы, трудные для лотковых, кипящего слоя или распылительных сушилок, с влажностью хлопьев 5–8 %. Подходит для густых паст, для которых хлопья — приемлемая форма продукта. Принцип описан в нашей статье о барабанной вакуумной сушилке со скребком.

Вакуумная лопастная сушилка: липкие шламы и пасты, которые нужно получить порошком

В вакуумной лопастной сушилке клиновидные полые лопасти перемешивают и нагревают загрузку под вакуумом. Лопасти самоочищаются, что ограничивает налипание. Температура теплоносителя — 50–200 °C, конечная влажность — 3–10 %. Подходит для липких, корковых или увлажнённых растворителем шламов, получаемых партиями и предназначенных для превращения в порошок.

Вакуумная граблевая сушилка: простая сушка с перемешиванием по партиям

В вакуумной граблевой сушилке материал перемешивается медленными граблями у обогреваемой рубашки. Это самая простая конструкция, подходящая для не слишком липких шламов. Рабочий объём — от 300 до 6 000 л.

Вакуумная горизонтальная дисковая сушилка: большая поверхность нагрева в компактном корпусе

В вакуумной горизонтальной дисковой сушилке на обогреваемом валу добавлены полые диски, что даёт большую поверхность нагрева на литр объёма корпуса. Подходит для шламов с большой нагрузкой по испарению. Подробнее — в нашей статье о горизонтальной дисковой сушилке.

Распылительная сушилка: шламы, которые можно распылить

Если шлам перекачиваем, а продукт должен быть тонким сыпучим порошком, лучшим путём может быть распылительная сушилка. Шлам распыляется на капли и высушивается за секунды. Нужны перекачиваемое питание и такая ценность продукта, которая оправдывает расход воздуха. Для паст, слишком густых для распыления, выберите одну из перечисленных выше контактных сушилок.

Матрица выбора сушилки для шлама

Используйте таблицу как первый список кандидатов. Реальное поведение материала, особенно его липкая стадия, видно только на испытании.

Как шлам ведёт себя при сушке

Понимание стадий сушки объясняет, почему выбор машины так важен.

1. 1.Текучая стадия. При высокой влажности шлам течёт и хорошо смачивает нагретые поверхности. Теплопередача отличная, испарение быстрое. Здесь работает почти любая сушилка для шлама.
2. 2.Липкая, или пластичная, стадия. По мере снижения влажности многие шламы становятся густыми, липкими и когезионными. Они прилипают к стенкам, валам и друг к другу. Именно здесь проваливаются неверные решения по машине: материал нарастает, а теплопередача падает.
3. 3.Рассыпчатая стадия. Дальнейшая сушка разбивает массу на комки, затем на порошок. Мешалка теперь должна дробить агломераты, а не размазывать их.
4. 4.Сухая стадия. Последняя влага уходит из продукта медленно. Продукт сыпуч, теплопередача хуже, поэтому последний процент занимает непропорционально большую часть цикла.

Плёночные сушилки, такие как CD и барабанная со скребком, обходят липкую стадию, высушивая очень тонкий слой за один проход. Вакуумные сушилки с перемешиванием справляются с ней, счищая поверхности и перемешивая загрузку на протяжении этой стадии. Распылительные сушилки обходят её, высушивая капли так быстро, что частица никогда не оседает на поверхности. Каждый подход подходит для своего шлама, поэтому липкая стадия — первое, что изучают на испытании.

Энергия и эксплуатационные расходы сушилок для шлама: что действительно имеет значение

Покупатели часто спрашивают, какая сушилка для шлама дешевле в эксплуатации. Честный ответ: это зависит от четырёх факторов.

• Испаряемая вода. Каждому килограмму воды требуется примерно одинаковая скрытая теплота, поэтому более сухое питание экономит энергию в любой машине. Механическое обезвоживание перед сушилкой, на фильтр-прессе или центрифуге, как правило, самая дешёвая из доступных экономий энергии.
• Способ теплопередачи. Контактные сушилки передают тепло напрямую продукту при малых потерях с выхлопом. На странице продукта сушилки CD указан тепловой КПД 80–85 %. Сушилки горячим воздухом теряют тепло с выхлопным потоком.
• Вакуумная система. Вакуумные сушилки добавляют потребление насоса, но позволяют сушить при более низкой температуре и рекуперировать растворитель.
• Персонал и очистка. Периодические машины требуют загрузки и очистки между партиями. Непрерывные требуют стабильного питания и внимания.

Для честного сравнения попросите каждого поставщика дать предложение на одной основе: одно и то же питание, та же нагрузка по испарению и та же конечная влажность, с расходом теплоносителя, электрической мощностью и вакуумной системой.

Разобранный пример

Цифры иллюстративные, а не данные клиентов.

У химического производителя 1 000 кг пигментного шлама на партию с влажностью 65 %. Продукт темнеет выше примерно 90 °C и должен выходить порошком.

• Сухое вещество: 1 000 x 0,35 = 350 кг
• Вода для испарения до влажности 3 %: 1 000 - (350 / 0,97) = около 639 кг на партию

Поскольку продукт термочувствителен и должен выходить порошком, список кандидатов включает вакуумные лопастную, граблевую или дисковую сушилки. Вакуум достаточно снижает температуру кипения воды, чтобы сушить при температуре продукта ниже 90 °C, а нагрузка по испарению около 640 кг на партию говорит в пользу машины с большой поверхностью нагрева. Следующий шаг — испытание на лопастной и дисковой сушилках для сравнения времени сушки, налипания и качества порошка.

Распространённые ошибки, которых стоит избегать

1. 1.Покупка по цене без знания липкой стадии. Многие шламы проходят стадию, на которой налипают на любую поверхность. Машина, не справляющаяся с ней, останавливает производство.
2. 2.Одинаковое отношение к шламу-отходу и технологическому шламу. Первый — про затраты на утилизацию, второй — про качество продукта.
3. 3.Игнорирование растворителя. Горючий растворитель меняет насос, конденсатор и электрическое исполнение.
4. 4.Выбор сушилки, дающей не ту форму продукта. Барабан со скребком даёт хлопья, а не порошок.
5. 5.Пропуск испытания. Два шлама с одинаковым содержанием твёрдого могут вести себя совершенно по-разному.
6. 6.Недооценка нагрузки по испарению. Именно удаляемая вода главным образом определяет размер сушилки.

Что приложить к запросу предложения

• Состав шлама и содержание твёрдого
• Вязкость или описание того, как он течёт
• Целевая влажность и форма продукта (порошок, хлопья, гранулы)
• Максимально допустимая температура продукта
• Тип растворителя, если есть
• Размер партии или часовая производительность
• Доступный теплоноситель

Испытайте перед покупкой

SINOTHERMO проводит платные пилотные испытания, чтобы вы увидели, как ваш шлам ведёт себя на разных сушилках, прежде чем принимать решение. Запросите пилотное испытание. Данные принадлежат вам, их можно использовать с любым поставщиком. SINOTHERMO производит и продаёт оборудование и не предлагает сушку на давальческих условиях. Для более широкого выбора среди всех вакуумных и контактных машин см. вакуумное сушильное оборудование: как выбирать по материалу.

Часто задаваемые вопросы

Какая сушилка для шлама лучшая?

Зависит от шлама. Текучие шламы подходят для сушилки CD. Густые, липкие или увлажнённые растворителем шламы подходят для вакуумных лопастных, граблевых или дисковых сушилок. Шламы, которые можно распылить, подходят для распылительной сушилки.

Можно ли высушить шлам в распылительной сушилке?

Да, если он перекачиваем и его можно распылить. Распылительная сушилка даёт тонкий сыпучий порошок. Очень густые пасты распылить нельзя, им нужна контактная сушилка.

Чем отличается сушка технологического шлама от сушки осадка сточных вод?

Сушка технологического шлама нацелена на получение сухого продукта. Сушка осадка сточных вод обычно нацелена на сокращение объёма перед утилизацией. Машины пересекаются, критерии выбора различаются.

Можно ли сушить шлам с горючим растворителем?

Да, в закрытой вакуумной сушилке с конденсатором, которая также позволяет рекуперировать растворитель.

Подходит ли барабанная сушилка для шлама?

Да, для пастообразных и вязких шламов. Барабанная вакуумная сушилка со скребком SINOTHERMO даёт хлопья с влажностью 5–8 %.

Как узнать, какая сушилка не будет зарастать?

Это выясняется на испытании. Липкая стадия — свойство материала, а не каталога поставщика.

Сушит ли SINOTHERMO шлам как услугу?

Нет. SINOTHERMO производит и продаёт сушильное оборудование и предлагает платные пилотные испытания.