Способ сушки влажных древесных отходов

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики и может быть использовано при производстве древесных пеллет в составе энерготехнологического комплекса. Способ сушки влажных древесных отходов в вертикальной осесимметричной двухкамерной установке путем периодического тангенциального ввода частиц рециклингового сырья в предварительно нагретом воздушном потоке во внешнюю кольцевую камеру, их рекуперативного нагрева в подъемно-вихревом циркуляционном движении продуктами сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры, вывода из частиц влаги в парообразном состоянии и последующего сброса паровоздушного потока в топку котельного агрегата вместе с охлажденными во внутренней цилиндрической камере продуктами сгорания, вывода дегидратированного рециклингового сырья с потоками нагретого во внешней камере воздуха и его охлаждения в теплоутилизаторе. Нагрев рециклингового сырья во внешней кольцевой камере осуществляют рекуперативно при скорости продуктов сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры vп.с=(0,70-0,75)vсм, м/с, где vсм - скорость вводимой тангенциально во внешнюю кольцевую камеру смеси нагретого воздуха и частиц рециклингового сырья при температуре Тсм=(0,45-0,55)Тп.с, К, температуры продуктов сгорания, отбираемых из газохода котельного агрегата за пароперегревателем, кроме того, габариты установки выбирают из соотношения H=(1,2-1,4)D, м, где H - высота установки сушки, м, D-диаметр установки сушки, м. Технический результат - удаление влаги из частиц древесных отходов при минимальном их обгорании. 2 ил.

 

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики и может быть использовано при производстве древесных пеллет в составе энерготехнологического комплекса.

Известен способ сушки в топочно-сушильном агрегате, при котором удаление влаги осуществляется в спиральном газоходе путем регенеративного нагрева продуктами сгорания в горизонтально-вихревом движении, а также рекуперативного противоточного нагрева продуктами сгорания через стенку топки (А.И. Расев Сушка древесины, М.: Высшая школа, 1990, 224 с., рис. 111, с. 96).

Недостаток указанного способа сушки - высокие потери теплоты с продуктами сгорания, содержащими водяные пары и сбрасываемыми в атмосферу без утилизации теплоты.

Известен комплекс для непрерывной термообработки твердых мелких частиц, преимущественно дисперсных древесных материалов, и способы термообработки, реализуемые с помощью данного комплекса. Способы реализуются в режиме пневмотранспорта взвешенных частиц при помощи вентилятора. Поток газообразного теплоносителя и мелких частиц подвергается термической обработке в камере в виде закольцованного канала за счет разности температур на входе в канал 400-700°С и на выходе из него 150°С. Комплекс включает циклон и систему возврата в камеру недосушенных частиц, что повышает качество готового продукта (патент РФ №2596683; F26B 20/00, F26B 17/10, F26B 3/10 от 05.05.2015 г., Б.И. №25, 2015 г.).

Недостаток способа сушки в указанном комплексе - повышенные затраты электричества на привод дутьевого вентилятора.

Известен наиболее близкий к заявляемому изобретению способ порционной сушки угольных частиц в вертикальном осесимметричном двухкамерном устройстве путем ввода частиц сырья в предварительно нагретом воздушном потоке во внешнюю кольцевую камеру, их нагрева в подъемно-опускном циркуляционном движении со стороны внутренней цилиндрической камеры нагретыми дымовыми газами и паром, вывода из частиц влаги в парообразном состоянии и последующего сброса паровоздушного потока в топку котельного агрегата вместе с охлажденными во внутренней цилиндрической камере продуктами сгорания, периодического вывода дегидрированного сырья из внешней камеры, рекуперативного нагрева воздуха в теплоутилизаторе (патент РФ №2499035; C10L 9/00, F27B 7/36, C10L 9/08 от 20.11.2013 г.; Б.И. №32, 2013 г.).

Недостаток указанного способа сушки - повышенные затраты топлива на котельный агрегат из-за периодического сброса смеси паровоздушного потока и дымовых газов в топку.

Техническая результат заявляемого изобретения - обеспечение максимального удаления влаги из частиц древесных отходов при минимальном обгорании частиц.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе сушки влажных древесных отходов в вертикальной осесимметричной двухкамерной установке, включающей периодический тангенциальный ввод частиц рециклингового сырья в предварительно нагретом воздушном потоке во внешнюю кольцевую камеру, их рекуперативный нагрев в подъемно-вихревом циркуляционном движении продуктами сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры, вывод из частиц влаги в парообразном состоянии и последующий сброс паровоздушного потока в топку котельного агрегата вместе с охлажденными во внутренней цилиндрической камере продуктами сгорания, вывод дегидратированного рециклингового сырья с потоками нагретого во внешней камере воздуха и его охлаждение в теплоутилизаторе, согласно изобретению, нагрев рециклингового сырья во внешней кольцевой камере осуществляют рекуперативно:

при скорости продуктов сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры, равной:

vп.c=(0,70-0,75)vсм, м/с, где

vп.c - скорость продуктов сгорания, м/с;

vсм - скорость вводимой тангенциально во внешнюю кольцевую камеру смеси нагретого воздуха и частиц рециклингового сырья, м/с;

при температуре, равной:

Тсм=(0,45-0,55)Тп.с, К, где

Тсм - температура смеси нагретого воздуха и рециклингового сырья, К;

Тп.с - температура продуктов сгорания, К;

причем габариты установки выбирают из соотношения:

H=(1,2-1,4)D, м, где

Н - высота установки сушки, м;

D - диаметр установки сушки, м.

Техническими особенностями работы энерготехнологического комплекса, реализующего заявленный способ, являются соотношения физических параметров теплоносителей и размеров установки сушки влажных древесных отходов. Обозначенный в отличительной части изобретения диапазон скоростей потоков необходим для достижения надежности работы установки и интенсификации теплопередачи рекуперативным способом через стенку внутренней цилиндрической камеры потоку во внешней кольцевой камере.

При скорости vп.c в подъемно-вихревом циркуляционном движении продуктов сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры, равной:

vп.c=(0,70-0,75)vсм, м/с, где

vп.c - скорость продуктов сгорания, м/с;

vсм - скорость вводимой тангенциально во внешнюю кольцевую камеру смеси нагретого воздуха и частиц рециклингового сырья, м/с;

при температуре, равной:

Тсм=(0,45-0,55)Тп.с, К, где

Тсм - температура смеси нагретого воздуха и рециклингового сырья, К;

Тп.с - температура продуктов сгорания, К;

при этом наблюдается максимальная интенсивность теплопередачи, а также высокая надежность работы установки, низкая доля пережога частиц готового продукта. При снижении скорости до vп.c<0,70vсм, м/с, где

vп.c - скорость продуктов сгорания, м/с;

vсм - скорость вводимой тангенциально во внешнюю кольцевую камеру смеси нагретого воздуха и частиц рециклингового сырья, м/с;

а также снижении температуры Тсм<0,45Тп.с, К, где

Тсм - температура смеси нагретого воздуха и рециклингового сырья, К;

Тп.с - температура продуктов сгорания, К;

а также при уменьшении габаритов установки H<1,2D, м, где

Н - высота установки сушки, м;

D - диаметр установки сушки, м;

резко скачкообразно снижается интенсивность теплопередачи.

При повышении скорости до vп.c>0,75vсм, м/с, где

vп.c - скорость продуктов сгорания, м/с;

vсм - скорость вводимой тангенциально во внешнюю кольцевую камеру смеси нагретого воздуха и частиц рециклингового сырья, м/с;

и температуры Тсм>0,55Тп.с, К, где

Тсм - температура смеси нагретого воздуха и рециклингового сырья, К;

Тп.с - температура продуктов сгорания, К;

а также при увеличении габаритов установки Н>1,4D, м, где

Н - высота установки сушки, м;

D - диаметр установки сушки, м;

резко снижается надежность установки, увеличивается доля пережога частиц рециклингового сырья и их уноса с паровоздушной смесью.

Энерготехнологический комплекс для реализации заявленного способа сушки представлен на фиг. 1 и фиг. 2.

Так, на фиг. 1 изображена схема энерготехнологического комплекса, состоящего из блока сушки и блока котельного агрегата; на фиг. 2 - вид А (увеличено) на фиг. 1.

На фиг. 1 способ сушки влажных древесных отходов осуществляется в энерготехнологическом комплексе, состоящем из блока сушки 1 и блока котельного агрегата 2. Блок сушки 1 включает бункер-приемник 3 влажных древесных отходов (далее рециклингового сырья) 4, оборудованный системой электрообогрева 5, включающейся в работу только в периоды с температурой окружающей среды ниже 0°С, и имеющий окно выгрузки 6 рециклингового сырья 4 в шнековый питатель 7 с электроприводом 8. Шнековый питатель 7 соединен через окно 9 вывода измельченного рециклингового сырья 10 с окном ввода 11 через шибер 12 предварительно нагретого потока воздуха 13 (см. фиг. 2). Так же блок сушки 1 включает установку 14 сушки измельченного рециклингового сырья 10 в потоке предварительно нагретого воздуха 13, оснащенную окном ввода 15, внутренней цилиндрической 16 и внешней кольцевой камерой 17, а также окном вывода 18 высушенных древесных отходов (далее - дегидратированного рециклингового материала), имеет ось симметрии k; теплоутилизатор 20 соединен через шибер 19 воздуховодом 21 с установкой 14 сушки и предназначен для утилизации теплоты дегидратированного рециклингового материала и нагрева потока атмосферного воздуха 22, нагнетаемого вентилятором 23 в воздушную рубашку 24 теплоутилизатора 20. Готовый продукт 25 выводится из теплоутилизатора 20 на транспортерную ленту 26 через окно 27, затем в экструдер (на фиг. 1, 2 не показан). Блок котельного агрегата 2 содержит паровой котел 28 и систему утилизации теплоты продуктов сгорания, состоящую из первой 29 и второй 30 ступеней экономайзера, первой 31 и второй 32 ступеней воздухоподогревателя, систему рециркуляции продуктов сгорания, состоящую из люка 33 отбора продуктов сгорания 34 из переходного газохода 35 парового котла 28 за пароперегревателем 36, вентилятора 37 и шибера 38. Блок котельного агрегата 2 также содержит систему подачи горячего воздуха 39 через вентилятор 40 и шибер 41 в горелки 42 парового котла 28, систему подачи горячего воздуха 43 вентилятором 44 через шиберы 12 и 45 в блок сушки 1, трубопровод подачи природного газ 46, систему экранных труб 47, барабан котла 48, в атмосферу через дымосос 49 и дымовую трубу 50.

При совместной работе блока сушки 1 и блока котельного агрегата 2 в составе энерготехнологического комплекса реализуется заявленный способ сушки рециклингового сырья.

Способ сушки влажных древесных отходов в вертикальной осесимметричной двухкамерной установке осуществляется путем периодического тангенциального ввода частиц измельченного рециклингового сырья 10 в предварительно нагретом воздушном потоке 13 во внешнюю кольцевую камеру 17, их рекуперативного нагрева в подъемно-вихревом циркуляционном движении 51 (см. фиг. 1) продуктами сгорания 34 котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры 16, вывода из них влаги 52 в парообразном состоянии и последующего сброса паровоздушного потока 53 в топку 54 парового котла 28 вместе с охлажденными во внутренней цилиндрической камере 16 продуктами сгорания 34, вывода дегидратированного рециклингового материала с потоками нагретого во внешней кольцевой камере 17 воздуха и его охлаждения в теплоутилизаторе 20. Для реализации способа нагрев частиц измельченного рециклингового сырья 10 во внешней кольцевой камере 17 осуществляют рекуперативно в подъемно-вихревом циркуляционном движении 51 продуктами сгорания 34 котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры 16 со скоростью vп.c=(0,70-0,75)vсм, м/с, где

vп.c - скорость продуктов сгорания 34, м/с;

vсм - скорость вводимой тангенциально во внешнюю кольцевую камеру 17 смеси 55 нагретого воздуха 13 и частиц рециклингового сырья 10, м/с;

при температуре Тсм=(0,45-0,55)Тп.с, К, где

Тсм - температура смеси нагретого воздуха 13 и рециклингового сырья 10, К;

Тп.с - температура продуктов сгорания 34, К;

отбираемых из переходного газохода 35 парового котла 28 за пароперегревателем 36, при этом скорость vсм выбирают в зависимости от соотношения высоты Н и диаметра D установки сушки 14: H=(1,2-1,4)D, м, где

Н - высота установки сушки, м;

D - диаметр установки сушки, м.

Периодичность ввода в установку 14 сушки частиц измельченного рециклингового сырья 10 зависит от необходимой степени дегидратации получаемого дегидратированного рециклингового материала и устанавливается технологической и режимной картами работы установки 14 сушки и парового котла 28 соответственно. Технологическая карта увязывает начальные физико-химические характеристики частиц с их размером, температурой и скоростью движения потоков, а режимная карта - расход топлива, коэффициент избытка воздуха в топке 54 парового котла 28 с температурой отбираемых в переходном газоходе 35 продуктов сгорания 34 на рециркуляцию. Принцип работы установки 14 в период прекращения подачи (период нагрева одной порции частиц до необходимой степени дегидратации по технологической карте) частиц измельченного рециклингового сырья 10 сводится к перекрытию шибера 19, временному отключению электропривода 8 шнекового питателя 7 и прекращению загрузки частиц рециклингового сырья 4 в бункер-приемник 3, при этом подача предварительно нагретого воздуха 13 продолжается, и загруженная порция частиц измельченного рециклингового сырья 10 постоянно находится во взвешенном состоянии во внешней кольцевой камере 17. Во избежание уноса мелких частиц дегидратированного рециклингового материала в окнах 56 вывода паровоздушного потока 53 устанавливаются жалюзийные сепараторы 57.

Поток продуктов сгорания 34 системы рециркуляции передает теплоту в количестве (Qr-Qохл)⋅η, Дж, где

Qr - теплота продуктов сгорания 34, отбираемых на рециркуляцию за пароперегревателем 36, Дж;

Qохл - теплота продуктов сгорания на выходе из внутренней цилиндрической камеры 16, Дж;

η - КПД теплопередачи через стенку внутренней цилиндрической камеры 16;

рекуперативным способом в установку 14 сушки смеси 55 предварительно нагретого воздуха 13 и частиц измельченного рециклингового сырья 10, причем Qr=Qп.c⋅r, Дж, где

Qп.c - теплота продуктов сгорания 34 за пароперегревателем 36, Дж;

r - доля рециркуляции.

Охлажденный поток продуктов сгорания 34 на выходе из внутренней цилиндрической камеры 16 с теплотой Qохл через окно 58 клапан 59 смешивается с потоком паровоздушной смеси 53 через клапаны 60 из внешней кольцевой камеры 17 с теплотой (Qг.в+Qпар), Дж, где

Qг.в - теплота предварительно нагретого воздушного потока 13, Дж;

Qпар - теплота парообразования, Дж;

соотношение массовых расходов потоков из внутренней цилиндрической 16 и внешней кольцевой 17 камер регулируется группой клапанов 59, 60; смесь 61 потока продуктов сгорания 34 и потока паровоздушной смеси 53 направляется в горелки 42 парового котла 28 и возвращает в топку 54 теплоту в количестве (Qохл+Qг.в+Qпар). Кроме того, способ включает систему утилизации теплоты блока сушки 1, отличительной особенностью которой является подача в теплоутилизатор 20 потока воздуха 62, нагнетаемого вентилятором 63. Поток воздуха 64, подача которого регулируется шибером 45, отдает часть своей теплоты в воздушной рубашке бункера-приемника 3, остальное количество теплоты утилизируется при охлаждении готового продукта 25 в теплоутилизаторе 20, тем самым достигаются дополнительные показатели эффективности работы всего энерготехнологического комплекса.

Способ сушки влажных древесных отходов в вертикальной осесимметричной двухкамерной установке путем периодического тангенциального ввода частиц рециклингового сырья в предварительно нагретом воздушном потоке во внешнюю кольцевую камеру, их рекуперативного нагрева в подъемно-вихревом циркуляционном движении продуктами сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры, вывода из частиц влаги в парообразном состоянии и последующего сброса паровоздушного потока в топку котельного агрегата вместе с охлажденными во внутренней цилиндрической камере продуктами сгорания, вывода дегидратированного рециклингового сырья с потоками нагретого во внешней камере воздуха и его охлаждения в теплоутилизаторе, отличающийся тем, что нагрев рециклингового сырья во внешней кольцевой камере осуществляют рекуперативно при скорости продуктов сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры, равной:

vп.c=(0,70-0,75)vсм, м/с, где

vп.c - скорость продуктов сгорания, м/с;

vсм - скорость вводимой тангенциально во внешнюю кольцевую камеру смеси нагретого воздуха и частиц рециклингового сырья, м/с;

при температуре, равной:

Тсм=(0,45-0,55)Тп.с, К, где

Тсм - температура смеси нагретого воздуха и рециклингового сырья, К;

Тп.с - температура продуктов сгорания, К;

причем габариты установки выбирают из соотношения:

H=(1,2-1,4)D, м, где

Н - высота установки сушки, м;

D - диаметр установки сушки, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для сушки зерна, крупы, смеси зерна с торфом, смеси животных материалов с зерновыми материалами, любых других растительных продуктов и их сочетаний с влажностью до 80%.

Изобретение относится к области кормопроизводства, а именно к способам производства высоковитаминной травяной муки из свежескошенных или провяленных трав на животноводческих фермах и комплексах.

Изобретение может быть использовано в пивоваренной и масложировой промышленности при использовании кизельгуровых фильтров. Для автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура по измеренным параметрам расходов и мощностей в ходе процесса по программно-логическому алгоритму, заложенному в микропроцессор, осуществляют оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений.

Изобретение относится к области термообработки во взвешенном состоянии в режиме пневмотранспорта твердых мелких частиц, преимущественно древесного происхождения, и может быть использовано для сушки и торрефикации древесных частиц.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов во взвешенно-транспортируемом слое, например, хлористого калия, содержащих поверхностную влагу, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к пищевой, химической, микробиологической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для сушки дисперсных материалов. В установке для сушки дисперсных материалов, включающей сушильную камеру с паровой рубашкой, подводящий и отводящий воздуховоды, газораспределительную решетку, встроенный теплообменник типа «труба в трубе» и патрубки для подачи теплоносителя тангенциально, новым является то, что крышка сушильной камеры оснащена направляющим перфорированным конусом для газовзвеси и патрубком для подачи теплоносителя в верхнюю часть сушильной камеры, рекуперативный теплообменник оснащен патрубками для подачи пара в межтрубное пространство и отвода конденсата, а ребра на его наружной поверхности расположены вертикально в случае подачи теплоносителя под газораспределительную решетку и сушки материала в псевдоожиженном слое или по винтовой линии в случае одновременного осевого и тангенциального ввода теплоносителя в сушильную камеру и сушки материала в закрученном потоке; под теплообменником размещен отбойник для изменения направления нисходящего потока газовзвеси; установка снабжена загрузочным устройством, включающим шнек и дезинтегратор.
Изобретение относится к грануляции пылевидных материалов скатыванием и касается способа грануляции пылевидного растворимое кофе. .

Изобретение относится к пищевой и перерабатывающей промышленности и может быть использовано в крахмалопаточном, спиртовом и пивоваренном производстве для сушки влажных гидрофильных продуктов.

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники, где предъявляются повышенные требования к величине конечной влажности продукта.

Изобретение относится к способу сушки топлива из биомассы и мобильному платформенному устройству для сушки топлива из биомассы. Для его осуществления используют мобильную платформу на транспортном средстве для разделения основных процессов на производственной линии для сушки топлива из биомассы в стационарной установке так, что основные процессы выполняются в нескольких независимо транспортируемых функциональных транспортных средствах.

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники.

Изобретение относится к устройствам для сушки, а именно к узлам аэродинамических сушилок комбинированного типа, и может быть использовано в сельскохозяйственной и медицинской промышленности.

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники, где предъявляются повышенные требования к величине конечной влажности продукта.

Настоящее изобретение относится к системе и способу сушки зерна в зерновом бункере, содержащем датчики влажности и контроллеры. Контроллер системы для сушки зерна соединен с множеством датчиков влажности, установленных в зерновом бункере в различных местах и отдельно друг от друга.

Изобретение относится к устройствам для сушки и может быть использовано в сельскохозяйственной и медицинской промышленности. Согласно изобретению аэродинамическая сушилка комбинированного типа содержит первый транспортер для подачи сырья в первый измельчитель, выход которого соединен с первым цилиндром, имеющим средство подачи нагретого воздуха в первый цилиндр, выход которого через конфузор или сопло соединен с первым циклоном, выход первого циклона соединен со вторым транспортером подачи сырья во второй измельчитель, выход которого через конфузор или сопло соединен со вторым цилиндром, имеющим средство подачи нагретого воздуха во второй цилиндр, причем выход из второго цилиндра через конфузор или сопло соединен со вторым циклоном, выход которого соединен с дробилкой молотковой роторной, при этом дробилка молотковая роторная соединена с выводным третьим циклоном.

Изобретение относится к области кормопроизводств, а именно к способам производства высококачественной травяной муки на животноводческих фермах и комплексах. Способ производства высоковитаминной травяной муки включает загрузку зеленой массы, сушку в сушильном барабане, дробление и выгрузку.

Изобретение относится к устройствам в области сельскохозяйственного машиностроения, предназначенным для сушки сельскохозяйственных продуктов, пиломатериалов и других сыпучих и штучных материалов.

Изобретение относится к устройствам для сушки, а именно к аэродинамическим сушилкам комбинированного типа, и может быть использовано в сельскохозяйственной и медицинской отраслях промышленности.

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики и может быть использовано при производстве древесных пеллет в составе энерготехнологического комплекса. Способ сушки влажных древесных отходов в вертикальной осесимметричной двухкамерной установке путем периодического тангенциального ввода частиц рециклингового сырья в предварительно нагретом воздушном потоке во внешнюю кольцевую камеру, их рекуперативного нагрева в подъемно-вихревом циркуляционном движении продуктами сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры, вывода из частиц влаги в парообразном состоянии и последующего сброса паровоздушного потока в топку котельного агрегата вместе с охлажденными во внутренней цилиндрической камере продуктами сгорания, вывода дегидратированного рециклингового сырья с потоками нагретого во внешней камере воздуха и его охлаждения в теплоутилизаторе. Нагрев рециклингового сырья во внешней кольцевой камере осуществляют рекуперативно при скорости продуктов сгорания котельного агрегата со стороны внутренней цилиндрической камеры vп.сvсм, мс, где vсм - скорость вводимой тангенциально во внешнюю кольцевую камеру смеси нагретого воздуха и частиц рециклингового сырья при температуре ТсмТп.с, К, температуры продуктов сгорания, отбираемых из газохода котельного агрегата за пароперегревателем, кроме того, габариты установки выбирают из соотношения HD, м, где H - высота установки сушки, м, D-диаметр установки сушки, м. Технический результат - удаление влаги из частиц древесных отходов при минимальном их обгорании. 2 ил.

Наверх