Устройство для сушки торфа

Изобретение относится к технике обработки торфа, а именно к сушке торфа, который впоследствии используется в качестве сырья для производства пиролизного топлива, тепловой энергии (электроэнергии) и кокса. В устройстве для сушки торфа, содержащем рабочую камеру с выводами для подачи сырого торфа и выдачи высушенного торфа, отверстиями для подвода горячего воздуха и его вывода из рабочей камеры, помещенную в нижней части камеры горизонтально ориентированную перфорированную пластину и воздуховод для подвода горячего воздуха, конец которого сопряжен с отверстиями рабочей камеры для подвода горячего воздуха, при этом вывод для подачи сырого торфа выполнен в верхней части рабочей камеры, отверстие для вывода горячего воздуха из рабочей камеры выполнено в верхней стенке, согласно изобретению, вывод для выдачи высушенного торфа выполнен в средней зоне рабочей камеры в одной из ее боковых стенок над перфорированной пластиной, а перфорация в пластине выполнена с неравномерным шагом, увеличивающимся в направлении от боковой стенки, в которой выполнен вывод для выдачи высушенного торфа. Изобретение должно обеспечить повышение интенсивности сушки торфа при обеспечении малого энергопотребления и высокого качества сушки (доведение влажности торфа до значения не более 15%) без изменения химического состава исходного продукта. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике обработки торфа, а именно к сушке торфа, который впоследствии используется в качестве сырья для производства пиролизного топлива, тепловой энергии (электроэнергии) и кокса.

Из уровня техники известно устройство, реализующее способ сушки торфа, раскрытый в авторском свидетельстве SU 1237878 А1, опубликованном 15.06.1986, МПК F26B 3/08. Указанное устройство - сушилка - содержит секционированную сушильную камеру с секциями, образованными соответствующими участками газораспределительной решетки, с газоподводящими вводами с заслонкой. Кроме того, данное устройство снабжено загрузочным и разгрузочным устройствами, калориферами и виброприводом.

Недостатком указанного устройства является низкая интенсивность сушки по испаренной влаге из-за малой скорости продувки газового теплоносителя сквозь слой торфа (V≈1 м/с), а также то, что температура поступающих в сушилку газов не обеспечивает жесткого режима сушки.

В качестве прототипа заявленного устройства может быть выбрана сушилка, предназначенная для сушки торфа и раскрытая в авторском свидетельстве SU 1374017 А1, опубликованном 15.02.1988, МПК F26B 17/20, 11/14.

Указанная сушилка содержит рабочую камеру с выполненными в ней выводами для подачи сырого торфа и выдачи высушенного торфа и отверстиями для подвода горячего воздуха и его вывода из рабочей камеры, помещенную внутрь рабочей камеры в ее нижней части горизонтально ориентированную перфорированную пластину и воздуховод для подвода в рабочую камеру горячего воздуха, конец которого сопряжен с отверстиями рабочей камеры для подвода горячего воздуха, при этом вывод для подачи сырого торфа выполнен в верхней части рабочей камеры, отверстия для подвода горячего воздуха выполнены в нижней части рабочей камеры, а отверстие для вывода горячего воздуха из рабочей камеры выполнено в ее верхней стенке, к которому подсоединен трубопровод отработавшего теплоносителя. Для интенсификации процесса сушки торфа в состав сушилки включены два винтовых ротора, установленных над днищем рабочей камеры и вращающихся в противоположных направлениях. А внутри трубопровода отработавшего теплоносителя установлен лопастной винтовой завихритель.

Недостатками указанного устройства является сложность конструкции устройства и его высокое энергопотребление, поскольку значительная доля энергии расходуется на работу винтовых роторов и лопастного винтового завихрителя.

Другим существенным недостатком данного устройства является установленный температурный режим сушки торфа, при котором в процессе сушки под воздействием высокой температуры порядка 500-700°С происходит изменение физико-химического состава торфа (его пиролиз), что приводит к невозможности дальнейшего использования высушенного торфа как исходного сырья с целью получения жидкого пиролизного топлива и кокса.

Таким образом, задачей предложенного изобретения является возможность повысить интенсивность сушки торфа при обеспечении малого энергопотребления и высокого качества сушки (доведение влажности торфа до значения не более 15%) без изменения химического состава исходного продукта.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для сушки торфа, содержащем рабочую камеру с выполненными в ней выводами для подачи сырого торфа и выдачи высушенного торфа и отверстиями для подвода горячего воздуха и его вывода из рабочей камеры, помещенную внутрь рабочей камеры в ее нижней части горизонтально ориентированную перфорированную пластину и воздуховод для подвода в рабочую камеру горячего воздуха, конец которого сопряжен с отверстиями рабочей камеры для подвода горячего воздуха, при этом вывод для подачи сырого торфа выполнен в верхней части рабочей камеры, отверстия для подвода горячего воздуха выполнены в нижней части рабочей камеры, а отверстие для вывода горячего воздуха из рабочей камеры выполнено в ее верхней стенке, согласно предложенному изобретению вывод для выдачи высушенного торфа выполнен в средней зоне рабочей камеры в одной из ее боковых стенок над перфорированной пластиной, а перфорация в перфорированной пластине выполнена с неравномерным шагом, увеличивающимся в направлении от боковой стенки, в которой выполнен вывод для выдачи высушенного торфа.

Конструкция описанного выше устройства для сушки торфа отражена на следующих чертежах:

На фиг.1 показан общий вид предложенного устройства для сушки торфа, осуществляемой в псевдоожиженном кипящем слое.

На фиг.2 показан вид сверху перфорированной пластины, входящей в состав предложенного устройства.

Указанное устройство содержит рабочую камеру 1, в стенках которой выполнены выводы для подачи сырого торфа 2 и выдачи высушенного торфа 3. При этом вывод для подачи сырого торфа 2 выполнен в верхней части рабочей камеры 1, а вывод выдачи высушенного торфа 3 - в средней зоне рабочей камеры 1, в одной из ее боковых стенок. В нижней стенке рабочей камеры 1 выполнено два отверстия для подвода горячего воздуха 4, используемого для создания так называемого псевдоожиженного кипящего слоя. В верхней стенке рабочей камеры 1 в свою очередь выполнено отверстие для вывода из рабочей камеры отработанного горячего воздуха 5.

Внутрь рабочей камеры в ее нижней части помещена горизонтально ориентированная перфорированная пластина 6, служащая для того, чтобы создать направленный поток подаваемого в рабочую камеру 1 через отверстия для подвода горячего воздуха 4 горячего воздуха. При практической реализации предложенного устройства в пластине может быть выполнено порядка 9000 отверстий, образующих перфорацию. К отверстиям для подвода горячего воздуха 4 с одного своего конца подсоединен воздуховод 7 для подвода в рабочую камеру 1 горячего воздуха. Другим своим концом воздуховод сопряжен с источником горячего воздуха - теплонагревателем вентиляторного типа (на фиг. не показан).

Существенным отличием описанного устройства от известных аналогичных сушилок торфа является то, что совокупность отверстий 8, образующих перфорацию в перфорированной пластине 6, расположена по длине пластины неравномерно (неравномерный шаг перфорации). При этом расстояние между указанными отверстиями 8 (т.е. шаг перфорации) увеличивается по мере удаления места выполнения отверстий перфорации от боковой стенки рабочей камеры 1, в которой выполнен вывод для выдачи высушенного торфа 3 (см. фиг.2). Указанная конструктивная особенность предложенного устройства обусловлена тем, что в нем обеспечена постоянная круговая циркуляция частиц торфа, образующих псевдоожиженный кипящий слой.

Вследствие указанной особенности предложенного устройства для сушки торфа движение волны кипящего слоя справа налево создается без приложения дополнительной энергии и соответственно дополнительных устройств типа роторов и вихревых вентиляторов, а также то, что вывод высушенного торфа из сушильной камеры происходит самопроизвольно без приложения сторонних механических сил.

Предложенное устройство работает следующим образом:

В основу процесса сушки торфа положен принцип выпаривания находящейся в торфе влаги в процессе образования под воздействием аэродинамических сил восходящего потока горячего воздуха псевдоожиженного кипящего слоя торфа.

Исходный сырой торф с влажностью порядка 65% непрерывно подают в рабочую камеру 1 посредством непрерывно действующего шнекового объемного дозатора (не показан) через выводы для подачи сырого торфа 2. В рабочей камере 1 частицы торфа под действием силы тяжести начинают падать вниз в направлении перфорированной пластины 6. Одновременно с подачей сырого торфа в рабочую камеру 1 в нее снизу по воздуховоду 7 поступает горячий воздух, нагретый до температуры 125°С. После прохождения горячего воздуха через перфорированную пластину 6 направленный вверх поток горячего воздуха оказывает аэродинамическое воздействие на частицы сырого торфа, в результате чего они перестают падать вниз и на некотором расстоянии от перфорированной пластины 6 образуется слой постоянно циркулирующих частиц торфа (так называемый псевдоожиженный кипящий слой 9), в процессе которого указанные частицы измельчаются и из них выпаривается содержащаяся в них жидкость. Для предложенного устройства толщина такого слоя составит примерно 20 см. Отработанный влажный горячий воздух выводится из рабочей камеры 1 через выполненное в ее верхней стенке отверстие для вывода отработанного горячего воздуха 5, проделанное для предотвращения создания в рабочей камере 1 избыточного давления.

Поскольку перфорированная пластина 6 выполнена с неравномерным шагом перфорации частицы торфа, попавшие в псевдоожиженный кипящий слой 9, перемещаются не хаотично, как в случае известных аналогичных решений, а вполне по определенному направлению - по большому «кругу», обозначенному стрелкой на фиг.1: снизу псевдоожиженного кипящего слоя 9 вдоль перфорированной пластины 6 в сторону увеличения ее шага перфорации (расстояния между соседними отверстиями 8, выполненными в перфорированной пластине 6), затем вверх по боковой стенке рабочей камеры 1, а затем вверху псевдоожиженного кипящего слоя 9 вдоль перфорированной пластины 6 в сторону уменьшения ее шага перфорации в сторону вывода для выдачи высушенного торфа 3, который расположен над перфорированной пластиной 6. Через указанный вывод для выдачи высушенного торфа 3 выходит высушенный торф с влажностью порядка 15%. Скорость движения торфогазовой смеси в рабочей камере устройства составляет порядка 4-5 м/с.

Предложенное устройство, благодаря описанным выше конструктивным особенностям, позволяет обеспечить высокую интенсивность сушки без реализации энергозатратных и сложных режимов сушки (например, при температуре 500-700°С) и при этом получить исходное сырья для последующего пиролиза без изменения его химического состава. Кроме того, благодаря своей простоте и технологичности, оно может быть изготовлено на большинстве малых, не оснащенных специальным сложным оборудованием производственных предприятий, и практически реализовано большинством малых торфоперерабатывающих предприятий.

Устройство для сушки торфа, содержащее рабочую камеру с выполненными в ней выводами для подачи сырого торфа и выдачи высушенного торфа и отверстиями для подвода горячего воздуха и его вывода из рабочей камеры, помещенную внутрь рабочей камеры в ее нижней части горизонтально ориентированную перфорированную пластину и воздуховод для подвода в рабочую камеру горячего воздуха, конец которого сопряжен с отверстиями рабочей камеры для подвода горячего воздуха, при этом вывод для подачи сырого торфа выполнен в верхней части рабочей камеры, отверстия для подвода горячего воздуха выполнены в нижней части рабочей камеры, а отверстие для вывода горячего воздуха из рабочей камеры выполнено в ее верхней стенке, отличающееся тем, что вывод для выдачи высушенного торфа выполнен в средней зоне рабочей камеры в одной из ее боковых стенок над перфорированной пластиной, а перфорация в перфорированной пластине выполнена с неравномерным шагом, увеличивающимся в направлении от боковой стенки, в которой выполнен вывод для выдачи высушенного торфа.