Способ сушки мелкой древесной фракции в петролатуме

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве биотоплива как в рассыпном, так и в гранулированном виде (пеллеты, гранулы). Способ сушки мелкой древесной фракции в петролатуме заключается в том, что мелкую древесную фракцию и петролатум, разогретый до 125-140°С, подают в смесительный целиндр в пропорции 70% древесной фракции и 30% петролатума по объему и перемешивают со скоростью не менее 3,0 м/с, одновременно перемещая в верхнюю часть цилиндра, при этом петролатум вытесняет из древесины воду, далее горизонтально вращающиеся шнеки выталкивают смесь в сепаратор, в котором древесную фракцию разделяют на составляющие и отделяют от петролатума, на остывочном транспортере петролатум испаряется из древесины. Реализация предлагаемого способа позволяет производить сушку древесных фракций различных размеров в едином технологическом процессе с максимальной производительностью. 2 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве биотоплива как в рассыпном, так и в гранулированном виде (пеллеты, гранулы).

Уровень техники

Авторам известен способ сушки древесины в петролатуме (см. Ефимов Г.В. Сушка и глубокая пропитка древесины в петролатуме. М., Гослесбумиздат, 1956 г., с.28), в котором петролатум применяется в качестве сушильного агента, а технологическое оборудование выполнено в виде ванн, куда заливается горячий петролатум 140-125°С.

Петролатум представляет собой смесь парафинов и церезинов с высоковязким очищенным маслом, получаемым при переработке нефти. Цвет его светло-коричневый, температура плавления 55°С, температура вспышки 250-275°С.

Способ сушки древесины в петролатуме заключается в том, что пиломатериалы укладываются в клеть, а затем клеть с помощью грузоподъемного механизма погружают в ванну с петролатумом, нагретым до температуры 120-140°С, и выдерживают в нем в зависимости от крупномерности древесины 1,5-6 часов. Сушка считается оконченной, как только прекращается выделение пены. В процессе сушки петролатум из древесины вытесняет воду, а затем, когда пиломатериалы вместе с клетью вынимают на воздух, в течение 5 минут держат клеть над ванной, и петролатум стекает с пиломатериалов, а при дальнейшем охлаждении пиломатериалов он испаряется из древесины, и древесина становится сухой, при этом качество древесины не ухудшается, она приобретает слегка желтоватый оттенок. Сушка древесины в петролатуме с применением ванн - весьма эффективный способ, но высушить быстро таким способом мелкие фракции древесины (опилки, стружки, щепу) невозможно, их просто потом не собрать в ванне, даже если применить способ фильтрации.

Авторам также известны способы сушки мелких фракций древесины в специальных сушильных агрегатах, где в качестве сушильного агента могут быть использованы горячий воздух, перегретый пар, топочные газы. Способы сушки мелких фракций в сушильных агрегатах основаны либо на встречном движении мелкой фракции (ленточные сушилки), либо на попутном (барабанные сушилки), но в любом случае все эти способы позволяют сушить только одну фракцию определенного размера: либо опилки, либо щепу, либо стружку. Кроме того, эти способы сушки мелкой фракции весьма энергоемки, требуют специального теплогенератора, а чрезмерный прогрев сырья в потоке сушильного агента приводит к его потемнению и частичному разрушению лигнина, что снижает качество сырья и увеличивает его потери.

Авторам известен также прототип - это способ сушки мелкой фракции в барабанной сушилке с использованием в качестве агента горячего воздуха (см. В.Еськов. Древесные топливные гранулы. Журнал Дерево. RU №4, 2005 г., с.32-34). При таком способе сушки мелкой фракции температура сушильного агента может достигать 600°С, при этом движение сушильного агента и мелкой фракции осуществляется по параллельному курсу, но так как исходное сырье поступает разной влажности, а потоки сырья и агента не перемешиваются, то и сам процесс сушки не обеспечивает требуемую стабильность влажности исходного сырья, при этом при такой температуре сушильного агента мелкие фракции просто в процессе сушки сгорают, что ведет к потере сырья более 10% всей массы, а общая конечная влажность высушенной массы сырья колеблется в пределах 8-10%. Следует также отметить, что весь сушильный агент после прохождения через барабанную сушилку выбрасывается в атмосферу.

Таким образом, существующий способ сушки мелкой фракции древесины в барабанной сушилке не обеспечивает требуемое качество сушки фракции и энергоемок.

Сущность изобретения

В предлагаемом способе сушки мелкой древесной фракции в петролатуме, который может быть использован при производстве биотоплива как в рассыпном, так и в гранулированном виде, предлагается в основной смесительный цилиндр подавать петролатум снизу, а поверх его подавать мелкие фракции древесины, которые смешиваются в цилиндре с петролатумом вертикально вращающимся шнеком, а в верхней части смесительного цилиндра горизонтально вращающийся шнек подает готовую смесь в сепаратор, который при вращении дисков с учетом массы разделяет древесную фракцию и петролатум, при этом части древесной фракции направляются раздельно на остывочный горизонтальный транспортер, а перолатум через флотатор, который отделяет от него воду, возвращается снова в исходную емкость для подогрева, а система дозаторов обеспечивает в смесительном цилиндре соотношение по объему 30% петролатума и 70% мелкой древесной массы при общей скорости вращения смеси 3,0 м/с при температуре 125-140°С.

Наличие таких отличительных признаков от прототипа позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение задачи обладает существенной новизной.

Для доказательства соответствия предлагаемого способа критерию существенного отличия было проведено сравнение основных признаков с наиболее близким аналогом «Способ сушки мелкой древесной фракции в барабане» (см. В.Еськов. Древесные топливные гранулы. Журнал Дерево. RU №4, 2005 г., с.32-34).

Технический результат, дающий положительный эффект по сравнению с прототипом, определяется свойствами и показателями, приведенными в таблице.

Сравнение основных показателей заявляемого способа с прототипом
Свойства и другие показатели	Заявляемый способ	Прототип
Способ сушки мелкой древесной фракции в барабане
7	2	3
Сушильный агент	Петролатум	Горячий воздух
Состав древесной фракции	Однородная мелкая	Опилки, стружка, щепа
Процентное соотношение смеси по массе	Петролатум - 30% Древесная фракция - 70%	Горячий воздух - 65% мелкая фракция - 35%
Продолжительность сушки	1-3 мин	90 мин
Конечная влажность древесной фракции	4-6%	8-10%
Температура агента сушки	125-140°С	600°С
Скорость перемещения смеси	3,0 м/с	1,5 м/с
Потери агента сушки	5%	100%
Потери древесной фракции при сушке	1%	10%

В результате было установлено, что при новом способе не требуется дополнительного измельчения до однородной массы древесной фракции, продолжительность сушки мелкой древесной фракции уменьшается в 30 раз, при этом конечная влажность древесной фракции уменьшается в 2 раза, потери агента сушки сводятся к 5%, а потери древесной фракции при сушке в 10 раз меньше.

Наличие отличительных признаков предлагаемого способа от ближайшего прототипа позволяет сделать вывод, что он соответствует критерию «существенные отличия».

Анализ данных таблицы показывает, что заявляемый способ может быть технически реализован, так как имеет все исходные параметры.

Перечень фигур чертежей

На фиг.1 изображена схема сушки мелкой древесной фракции в петролатуме.

На фиг.2 - вид по стрелке А на вертикально и горизонтально вращающиеся шнеки.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого изобретения

Сушка мелкой древесной фракции начинается с разогрева в емкости 1 петролатума до температуры 125-140°С, затем петролатум через дозатор 2 насосом 3 подается по трубопроводу снизу в смесительный цилиндр 12, при этом в этот же смесительный цилиндр 12 из емкости для древесной фракции (на чертеже не показано) с помощью шнекового транспортера 7 через инжекторную воронку 11 с помощью вентилятора 7 выше подачи петролатума подается мелкая фракция древесины, которая с помощью вращающегося вертикального шнека 5 смешивается с петролатумом в пропорции 70% древесной фракции и 30% петролатума по объему, и со скоростью не менее 3,0 м/с вся смесь перемещается в верхнюю часть смесительного цилиндра 12, при этом петролатум из каждой мелкой фракции выталкивает воду и замещает ее в клетках древесины, а в верхней части смесительного цилиндра 12 вращаются два горизонтальных шнека 4, которые по трубопроводу выталкивают смешанную массу древесной фракции и петролатума в сепаратор 9, оснащенный вращающимися дисками 13 с разными калибровочными отверстиями, которые позволяют с учетом размеров древесной фракции отделить ее от петролатума, и разделенные фракции через трубопровод передаются на остывочный горизонтальный транспортер 14, при этом петролатум испаряется из древесины, и мелкая древесная фракции оказывается уже не имеет воды и нет в ней петролатума, а это соответствует влажности 4-6%, а петролатум из сепаратора 9 насосом 10 направляется во флотатор 8, который очищается от воды, и она сбрасывается в канализацию, а петролатум возвращается для последующего его использования.

Реализация предлагаемого способа сушки мелкой древесной фракции в петролатуме открывает новые возможности по сушке различных размеров фракции (щепа, стружки, опилки) в едином технологическом процессе с максимальной производительностью, без предварительной подготовки исходного сырья (например, размола), а в дальнейшем высушенная мелкая древесная фракция используется как экологически чистое биологическое топливо, в том числе для изготовления гранул и пеллет.

Способ сушки мелкой древесной фракции в петролатуме, включающий емкости для петролатума и древесной фракции, насосы, дозаторы, сушильный агент, вентиляторы, трубопроводы, цилиндры, транспортеры, отличающийся тем, что в основной смесительный цилиндр петролатум подается снизу, а поверх его подается мелкая фракция древесины, которая смешивается в цилиндре с петролатумом вертикально вращающимся шнеком, а в верхней части смесительного цилиндра горизонтально вращающийся шнек подает готовую смесь в сепаратор, который при вращении дисков с учетом размеров разделяет древесную массу и петролатум, при этом части древесной фракции направляются раздельно на остывочный горизонтальный транспортер, а петролатум через флотатор, который отделяет от него воду, возвращается в исходную емкость для подогрева, а система дозаторов обеспечивает в смесительном цилиндре по объему 30% петролатума, 70% мелкой древесной фракции и скорость вращения смеси не менее 3,0 м/с при температуре петролатума 125-140°С.