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Secador de lodo

O secador de lodo é um equipamento de secagem comum. Seu princípio de funcionamento consiste em enviar o material com alto teor de umidade para dentro do secador através de uma esteira transportadora. Após o aquecimento, a água evapora gradualmente e a umidade é expelida por um ventilador de exaustão, atingindo assim o objetivo da secagem. É composto principalmente por esteira transportadora, aquecedor, ventilador, entre outros componentes. O material é transportado até o aquecedor pela esteira, e a água em sua superfície começa a evaporar após ser aquecida pelo ar quente dentro do aquecedor.

    Introdução ao Projeto

    Para partículas grandes, materiais em forma de lâminas pequenas, materiais cilíndricos pequenos e materiais amorfos, o secador de correia é mais adequado. Atualmente, o mais comum é o secador de correia de fluxo contínuo; o método de secagem por fluxo paralelo é utilizado apenas em secadores de túnel. O secador de correia aqui apresentado refere-se ao secador de correia de fluxo contínuo.

    Composição do secador de correia:

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    O secador de correia é composto por diversas unidades independentes. Cada unidade consiste em uma caixa, uma correia transportadora e um sistema de transmissão, um ventilador de circulação, um dispositivo de aquecimento, um sistema de sucção de ar fresco independente ou comum e um sistema de descarga de gases residuais. O número de unidades pode ser determinado de acordo com as necessidades, e os parâmetros operacionais do meio de secagem, como volume de ar, temperatura, umidade e circulação de gases de exaustão, podem ser controlados independentemente, garantindo assim a confiabilidade do secador e a otimização das condições de operação.

    Características do secador de correia:
    1. O funcionamento do secador de esteira é flexível. Após o material úmido entrar no secador, o processo de secagem ocorre em uma caixa completamente selada, e as condições de trabalho são melhores para evitar a entrada de poeira.
    2. Quando o material seco no secador de esteira se move com a esteira transportadora, a posição relativa entre as partículas do material é relativamente fixa (o que pode ser considerado como um leito fixo), e o tempo de secagem é basicamente o mesmo. O secador de esteira é muito adequado para alguns processos de secagem em que a cor do material muda ou o teor de umidade precisa ser uniforme. Além disso, a vibração e o impacto do material no secador de esteira são muito pequenos, e as partículas do material não se quebram facilmente, sendo, portanto, adequado também para a secagem de alguns materiais (como alimentos) que não podem se quebrar.
    3. O secador de esteira não só seca o material, como também, em alguns casos, o cozinha, queima ou cura.
    4. A estrutura do secador de correia não é complexa, é fácil de instalar, pode funcionar por um longo período e, quando ocorre uma falha, pode-se acessar a caixa de manutenção interna, sendo a manutenção conveniente.

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    Âmbito de aplicação do secador de correia:
    O secador de esteira é o dispositivo de secagem contínua mais comumente usado, sendo amplamente empregado nas indústrias alimentícia, de fibras químicas, de couro, florestal, farmacêutica e de bens de consumo, além de ser frequentemente utilizado nas indústrias de sais inorgânicos e de química fina.

    Estrutura e classificação do secador de correia:

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    1. De acordo com o número de camadas da correia transportadora, ela pode ser classificada em secador de correia de camada única, secador de correia multicamadas e tipo caixa.

    2. De acordo com a direção do fluxo de ar quente, pode ser dividido em tipo de fluxo de ar quente descendente, tipo de fluxo de ar quente ascendente e tipo de fluxo de ar quente composto cruzado.

    3. De acordo com a classificação do modo de exaustão: pode ser dividido em exaustão em contracorrente, exaustão em fluxo paralelo e exaustão separada.

    Requisitos de projeto de um secador de correia

    Esteira transportadora:
    1. Atualmente, a correia transportadora mais utilizada é feita de malha de arame de aço inoxidável, com número de malha de 10 a 14, determinado de acordo com o tamanho das partículas, a densidade e a espessura do material. Se a malha de camada única parecer fina, duas camadas de malha podem ser usadas em conjunto. A tela é suportada por um rolete, que é conectado e fixado a ela. As duas extremidades do rolete são inseridas no eixo oco da corrente transportadora e correm juntamente com a corrente.
    2. Se o material for pegajoso, uma camada de malha antiaderente pode ser fixada à malha de aço inoxidável.

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    3. Placas de aço perfuradas são conectadas para formar uma correia transportadora. A espessura da placa de aço varia de 1 mm a 1,5 mm, e a taxa de abertura é determinada pela rigidez da placa após a perfuração. De acordo com informações disponíveis, a taxa de abertura varia de 6% a 45%, o que é considerado excessivo. Segundo a experiência prática, com uma espessura de 1,2 mm, a taxa de abertura fica entre 12% e 18%. É possível fazer furos circulares com abertura de aproximadamente 2 mm; furos alongados também podem ser feitos. A largura de cada placa de aço perfurada é igual ao passo da corrente. Ambas as extremidades da placa perfurada podem ser conectadas à placa interna da corrente transportadora não padronizada, permitindo que a placa perfurada se mova juntamente com a corrente.


    Dispositivo de alimentação:
    Se a espessura da camada de alimentação da correia transportadora for irregular, isso causará curto-circuito no meio de secagem (ar quente) ou queda de pressão desigual, fazendo com que a camada fina de material fique "muito seca", enquanto a camada espessa não fique suficientemente seca, afetando a qualidade do produto. Portanto, o projeto do dispositivo de alimentação é crucial.
    1. Funil de alimentação: Este é o dispositivo de alimentação mais simples, adequado para grânulos não viscosos, blocos, etc.
    Materiais sólidos com boa fluidez, como frutas, comprimidos e vegetais cortados em pequenos pedaços ou fatias, etc. A largura da abertura de alimentação do funil é igual à largura efetiva de secagem da esteira transportadora, e a abertura de alimentação é equipada com uma comporta para ajustar a quantidade de alimentação.

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    2. Funil de alimentação com eixo de agitação de lâmina plana: Um eixo de agitação com lâmina plana é acoplado ao funil de alimentação para evitar que o material permaneça na parede inclinada do funil, sendo adequado para materiais granulares com baixa fluidez.
    3. Substitua a lâmina plana acima por uma lâmina com dentes de formato uniforme, adequada para materiais fibrosos, como lã, fibra artificial, celulose, etc. Graças à lâmina com dentes uniformes, o material fibroso pode ser distribuído de maneira uniforme na esteira transportadora.
    4. Dispositivo de alimentação por extrusão em tambor: o dispositivo de alimentação consiste em um par de tambores metálicos revestidos de borracha que podem oscilar e subir e descer sobre uma placa perfurada em arco, e a tremonha de armazenamento é fixada entre os tambores e oscila de acordo com o movimento. A tremonha de armazenamento geralmente é equipada com um agitador para misturar o material ao longo de seu comprimento.
    Este tipo de dispositivo de alimentação é adequado para materiais pastosos. O material pastoso flui para o tambor através da tremonha de armazenamento e, em seguida, é extrudado em um material em forma de tira com uma grande área superficial de 3 a 8 mm de diâmetro, que é distribuído uniformemente na esteira transportadora. Para materiais pastosos úmidos ou materiais tixotrópicos, é necessário pré-aquecê-los e secá-los ou desidratá-los por filtração a vácuo em tambor rotativo, transformando-os em pasta, antes de realizar a alimentação por extrusão. Dióxido de titânio, caulim, carbonato de cálcio e outros materiais inorgânicos utilizam este tipo de dispositivo de alimentação.


    Dispositivo de transmissão:
    O dispositivo de transmissão é composto por corrente de passo grande não padronizada, roda dentada, eixo da roda dentada, motor de seis polos (960 rpm), conversor de frequência, redutor cicloidal de dois estágios e um conjunto de redutor de engrenagem ou roda dentada.
    1. Corrente de passo grande não padrão: para correias transportadoras de malha de arame, o passo da corrente é geralmente de 76,2 mm (3 polegadas).
    Ou, 101,6 mm (4 polegadas). O eixo da corrente é oco, permitindo a passagem pela extremidade do rolo da correia de suporte. Para correias transportadoras de placas perfuradas, o espaçamento entre as correntes é de 6 a 8 polegadas, o que aumenta a largura da placa perfurada e a rigidez. Há placas de fixação na parte interna da corrente, que permitem fixar a placa perfurada e a placa defletora lateral. Se a temperatura do ar quente for inferior a 200 °C, o material da corrente deve ser Q235A; se a temperatura do ar quente for superior a 200 °C, o material da corrente deve ser 16Mn.
    2. Coroa: a coroa deve ser feita de aço 45, os dentes da coroa devem ser parcialmente temperados para aumentar a resistência ao desgaste, os rasgos de chaveta em ambas as extremidades do mesmo eixo da coroa devem estar na mesma direção. Recomenda-se que um par de coroas seja sobreposto e soldado por pontos, e então a chaveta seja usinada em conjunto.
    3. Eixo da roda dentada: se o eixo da roda dentada for longo, pode-se usar um tubo de aço carbono na seção central; as duas seções são extremidades maciças do eixo, fixadas por encaixe ou soldagem em anel em tubo de aço, feito de aço 45. As duas extremidades do eixo devem ser concêntricas e a chaveta nas duas extremidades do eixo deve estar no mesmo eixo, para garantir que a corrente em ambos os lados não sofra deslocamento frontal e traseiro, e também para garantir que a correia transportadora e a correia transportadora perfurada não fiquem desalinhadas.

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    4. Motor comum de seis polos + conversor de frequência: para motores comuns, a frequência pode ser reduzida para 15 Hz, permitindo que a velocidade de saída do motor atinja, no mínimo, 290 rpm.
    5. Redutor cicloidal de dois estágios: a relação de redução deve ser de 289 a 377, de modo que a velocidade mínima na extremidade de saída do redutor seja de 1 a 0,77 rpm.
    6. Um conjunto de engrenagens ou rodas dentadas para desaceleração: sua relação de desaceleração é de 2,5 a 3, de modo que a velocidade linear mínima da esteira transportadora seja de 0,4 a 0,8 m/min, garantindo o tempo de secagem do material que não seca facilmente.


    Aparelho de aquecimento de ar quente seco:
    1. A temperatura do ar quente seco é inferior a 150 °C e o vapor pode ser usado como fonte de calor. Se o trocador de calor a vapor estiver fora da câmara de secagem ou acima do material a ser seco, podem ser utilizados trocadores de calor a vapor do tipo SRZ ou SRL. Se o trocador de calor a vapor estiver abaixo do material a ser seco, é necessário verificar se o material ficará obstruído entre o orifício da correia de malha e o espaço entre as aletas do trocador de calor. Se não houver obstrução, os dois tipos de trocador de calor mencionados anteriormente também podem ser utilizados. Caso haja obstrução, geralmente se utiliza o trocador de calor de tubo fino. Consulte o conteúdo relacionado na Aula 2 para obter informações sobre a seleção e o cálculo do trocador de calor.

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    2. Se for necessário que a temperatura do ar quente seco seja superior a 150 °C, deve-se utilizar um forno de ar quente como fonte de calor. Se o ar de exaustão entrar e sair diretamente de uma unidade de secagem, apresentar alta temperatura e baixo teor de umidade, esse ar poderá ser utilizado como ar de entrada na unidade de secagem seguinte e, em seguida, expelido por esta, formando uma combinação de secagem entre as duas unidades adjacentes, o que melhora a taxa de utilização da energia térmica.


    Caixa secadora de correia:
    1. Secador de correia integral: quando a remoção de água durante a secagem é pequena e o rendimento é baixo, o secador de correia integral pode ser considerado. O comprimento máximo total do secador de correia é determinado pelo comprimento de transporte permitido pelo meio de transporte, que é o caminhão. O comprimento máximo geralmente é de 14 a 15 metros.
    2. Quando o comprimento da fita for superior a 15 m, ela pode ser fabricada no local ou em seções e conectadas posteriormente.

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    3. A espessura do isolamento do secador é de 50 mm, e o material isolante é feltro de lã de rocha. A estrutura do secador de correia pode ser soldada com tubos quadrados de 50×50×5 mm.

    Cálculo do secador de correia

    No cálculo do secador, o teor de umidade crítico do material durante o processo de secagem é o parâmetro chave. O teor de umidade crítico é o teor de umidade médio na transição entre a fase de secagem a velocidade constante e a fase de secagem a velocidade decrescente, sendo um parâmetro importante no projeto de equipamentos de secagem. A fase de secagem a velocidade constante é caracterizada por uma alta taxa de evaporação da água, que se mantém basicamente constante, e a temperatura da superfície do material também se mantém basicamente constante, próxima à temperatura de bulbo úmido do ar quente. A fase de secagem a velocidade decrescente é caracterizada por um rápido declínio na taxa de evaporação da água, que se torna cada vez menor, e pela temperatura do material que aumenta gradualmente, aproximando-se da temperatura do ar quente. O teor de umidade crítico está relacionado ao teor de água do material, à sua forma (referente ao grau de ligação, tamanho das partículas, área superficial específica, formato do material, acúmulo de vazios, etc.), ao método de secagem (secagem em leito fluidizado, secagem em leito fixo e secagem por aspersão, etc.) e às condições de secagem (temperatura do ar quente, velocidade do ar quente, tipo de fluido de aquecimento, etc.). O teor crítico de umidade do material é obtido por meio de testes realizados na mesma máquina de secagem e sob as mesmas condições de secagem da secagem real. Outros parâmetros importantes de secagem podem ser obtidos experimentalmente, como a intensidade de secagem (evaporação de água por unidade de área por unidade de tempo, kg de água/m²·h), etc. Para o teste de secagem em secador de esteira, recomenda-se o uso de um secador de esteira de pequeno porte (como, por exemplo, largura de 0,5 m e comprimento de 2 a 3 m) ou em um teste de secagem em estufa com circulação de ar quente. O tempo de secagem obtido experimentalmente deve ser ajustado adequadamente no projeto real. Na ausência de condições de teste, é necessário buscar resultados de análises qualitativas na literatura de referência, parâmetros de secagem conhecidos de materiais similares e experiência própria para realizar o projeto. Deve-se ressaltar que existe um certo risco nesse caso, o qual é minimizado pela ampliação da margem de segurança.

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    Notas sobre o teor crítico de umidade e o projeto de secadores de correia:
    (1) Quando materiais granulares são empilhados juntos, o teor de umidade crítico da base seca dos materiais é 0,08 ~ 0,12. Quando o material coloidal é seco em um leito fixo, o teor de umidade crítico da base seca do material é > 0,30.
    (2) Para o secador de correia, a área da superfície do material a ser seco tem um grande impacto na taxa de secagem.
    (3) Para o secador de correia, a espessura e a densidade da camada de acumulação do material na correia transportadora são muito importantes. Se não forem uniformes, causarão secagem irregular devido à ventilação desigual. No curto-circuito do ar quente, a secagem excessiva piorará a qualidade do produto, enquanto a ventilação inadequada resultará em secagem lenta, o que reduzirá a capacidade de todo o equipamento de secagem.
    (4) Preste atenção à vedação de ambos os lados da correia transportadora e da entrada e saída do material. Devido a curto-circuito ou vazamento de ar quente, a capacidade de secagem será reduzida.
    (5) Para o secador de correia, como a parte traseira geralmente não precisa de equipamento de remoção de poeira, sendo o ar de exaustão direto, o teor de umidade do ar de exaustão pode ser adequadamente melhorado. Desde que a temperatura do ar de exaustão seja superior à temperatura do ponto de orvalho correspondente, o teor de umidade do ar de exaustão pode ser d = 0,04 ~ 0,08 kg de água/kg de ar seco.
    (6) A velocidade positiva do leito de ar quente da correia transportadora é geralmente u0=0,5 ~ 1,5m/s.

    Princípio da desodorização biológica
    O princípio da desodorização biológica consiste em utilizar microrganismos para converter substâncias odoríferas em compostos inofensivos. Durante o processo de crescimento, os microrganismos podem converter substâncias externas em metabólitos como dióxido de carbono e água, ou em substâncias celulares inofensivas. Esse processo bioquímico converte poluentes em substâncias não poluentes. No entanto, substâncias na fase gasosa geralmente apresentam dificuldades para sofrer reações bioquímicas devido à sua baixa concentração. Portanto, o processo de purificação biológica de odores precisa ser complementado por meio da filtração em uma torre de desodorização biológica.

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    Precauções para secador de correia:
    (1) Os parâmetros de ajuste do secador também são maiores, portanto, ele também possui uma elasticidade de produção relativamente grande. Para garantir a capacidade de produção, na seleção da fonte de calor, ventilador ou exaustor, deve-se deixar uma margem.
    (2) A uniformidade do material no secador é muito importante. Isso porque, no secador de esteira, a esteira e a camada de material atuam no fluxo de ar. Se o material não for uniforme, haverá um curto-circuito no fluxo de ar quente, resultando em uma secagem irregular do material na esteira.
    (3) Para aproveitar o desempenho do fluxo do próprio ar quente, a pressão dinâmica Pd do duto de entrada de ar quente deve ser inferior a 50 Pa. Em condições possíveis, o volume da caixa de entrada de ar quente deve ser o maior possível, o que também é favorável ao vento.
    (4) Para cada unidade de secagem, tente obter uniformidade de volume de ar horizontal e vertical, podendo usar ar de placa perfurada, ar de placa guia e ar de retorno e outros métodos.
    (5) Após o uso prolongado da corrente transportadora, ela sofrerá desgaste e alongamento. Deve haver um mecanismo para ajustar a posição do rolamento em ambas as extremidades da corrente transportadora, e esse ajuste deve ser feito frequentemente para que a corrente funcione adequadamente.
    (6) O eixo de acionamento principal da correia transportadora deve estar à frente da direção de transporte, de modo que o intervalo de suporte da correia transportadora esteja sempre em estado tensionado.
    Para obter o melhor efeito de secagem e um rendimento adequado, é necessário controlar de forma racional o teor de água do material, a velocidade linear da correia transportadora, o volume de distribuição de ar, a temperatura do ar e outros parâmetros.

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    Tendo em vista as deficiências do secador de esteira tradicional, realizamos diversas transformações inovadoras. Por meio de pesquisas sobre a formação e distribuição de materiais, a distribuição e circulação de ar quente através do torrador e a recuperação e utilização do calor dos gases de exaustão do torrador, a eficiência térmica do equipamento, a uniformidade e a produção do produto foram aprimoradas. Ao mesmo tempo, por meio da otimização de detalhes como o ciclo de substituição de peças de desgaste, a vida útil e a confiabilidade do equipamento foram aumentadas.

    O secador de esteira aprimorado não só melhora significativamente o efeito de secagem, como também aumenta consideravelmente a produção e reduz o consumo de energia. Além disso, a eficiência catalítica do catalisador foi melhorada. Este equipamento não só é adequado para setores tradicionais, como também pode ser amplamente utilizado na nova produção industrial, proporcionando às empresas soluções de secagem eficientes e ecológicas.

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