Сушильная установка

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова НАН Беларуси(72) Авторы Бородуля Валентин Алексеевич Пальченок Геннадий Иванович Слижук Дмитрий Станиславович Гребеньков Анатолий Жоресович Василевич Сергей Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена им. А.В.Лыкова НАН Беларуси(57) Сушильная установка, состоящая из сушильной камеры, двухшнекового питателя с электроприводом, электрических нагревателей, эжектора, холодильника-конденсатора,циклона, термопар и манометра, отличающаяся тем, что сушильная камера выполнена в форме замкнутого контура, а установка дополнительно содержит парогенератор, устройство для подачи перегретого водяного пара и устройство для сбрасывания излишка пара.(56) 1..,.,.,.//1. , , 2002. - . 87-91. 2./ .. - -, 1995. 3. Михайлов Ю.А. Сушка перегретым паром. - М. Энергия, 1967. - С. 200. 4... - , 1996. Полезная модель сушильной установки относится к устройствам для сушки древесины во взвешенном слое в среде газа и может найти применение в процессе сушки древесного сыпучего материала при производстве древесных топливных гранул, брикетов и т.п. Известно, что в настоящее время сушка древесного сырья для производства облагороженного биотоплива (гранулы, брикеты) осуществляется, в основном, во вращающихся барабанных сушильных установках или в кипящем слое путем прямого нагрева материала продуктами сгорания части обрабатываемого сырья. Описание данных типов сушильных установок приведено в 1. Недостатками данных сушильных установок являются ограниченность производительности, пожаро- и взрывоопасность, низкая термическая эффективность, связанная с трудностями утилизации скрытой теплоты конденсации водяных паров, разбавленных дымовыми газами. В результате сушки в таких сушильных установках происходит частичная потеря энергетически ценных углеводородов (терпенов), что отрицательно сказывается на теплотворной способности получаемого биотоплива. Кроме того, при сушке во вращающихся барабанных сушильных установках происходит загрязнение сырья летучими кварцийсодержащими частицами, снижающими точку размягчения золы гранул. Модификации данного способа, предусматривающие использование промежуточного теплоносителя, например воздуха, или передача теплоты через стенку (непрямой нагрев) связаны с усложнением и увеличением габаритов оборудования, обусловленным низкой интенсивностью теплообмена. Известен также метод сушки в среде перегретого пара, который устраняет опасность самовозгорания до температур вплоть до 500 С, на 20-30 снижает расход тепла и на 20- расход среды по сравнению с воздухом и расход энергии на ее перекачку, в 2-4 раза уменьшает продолжительность сушки и позволяет утилизировать 70-90 тепла, затрачиваемого на сушку, процесс протекает в строго контролируемых температурных условиях расчеты и экспериментальные исследования 2, 3 показали, что сушка перегретым паром,в частности, во взвешенном слое является более эффективной и безопасной, чем сушка в воздухе или продуктах сгорания, и позволяет утилизировать 70-90 тепла, затрачиваемого на сушку, однако установки, указанные в 2, 3, неэкономичны за счет громоздкости конструкции. Задачей предлагаемой полезной модели сушильной установки является создание установки для сушки древесной биомассы во взвешенном слое, отвечающей всем требованиям энергоэффективной, пожаро- и экологически безопасной технологии паровой и экономичной за счет более компактной конструкции сушильной установки. За прототип нами принята сушильная установка, описанная в 4. Данная сушильная установка состоит из шести секций. Общая длина сушильной камеры составляет 200 м. Скорость потока в сушильной камере 15-30 м/с. Однако она представляет собой довольно громоздкую и дорогостоящую конструкцию,а также она не приспособлена для сушки перегретым паром. Задача решается за счет того, что в сушильной установке, состоящей из сушильной камеры, двухшнекового питателя с электроприводом, электрических нагревателей, эжектора, холодильника-конденсатора, циклона, термопар и манометра, сушильная камера выполнена в форме замкнутого контура, благодаря чему высушиваемый материал циркули 2 28092006.06.30 рует в камере установка дополнительно содержит парогенератор, устройство для подачи перегретого водяного пара и устройство для сбрасывания излишка пара, благодаря чему скорость пара в сушильной камере постоянна. На фигуре представлен общий вид сушильной установки. Сушильная установка включает в себя сушильную камеру 1, представляющую собой замкнутый контур циркуляции высушиваемого материала, состоящий из двух прямолинейных вертикальных участков и двух отводов, двухшнековый питатель 2 с электроприводом, электрические нагреватели 3 и 4, устройство подачи перегретого водяного пара(эжектор) 5, парогенератор 6, устройство для сброса излишков пара, включающее в себя холодильник-конденсатор 7 и вентиль 8, циклон 9, термопару 10, манометр 11 и вентили 12, 13. Предлагаемая сушильная установка работает следующим образом. Сушильный агент - перегретый пар - подается из парогенератора 6 через устройство подачи перегретого водяного пара (эжектор) 5 в нижний изогнутый участок. Дисперсный материал подается в контур из бункера двухшнековым питателем 2 с электроприводом в нижнюю часть восходящего участка и, в зависимости от положения шарового клапана,может 1) выводиться из нисходящего участка через циклон 9 2) циркулировать по замкнутому контуру за счет вывода части пара на нисходящем вертикальном участке с помощью устройства подачи перегретого пара и инжектирования частиц в восходящий поток газовзвеси струей пара. Для осуществления циркуляции пара и дисперсного материала вентиль 8 должен быть открыт, а вентили 12 и 8 закрыты. Через эжектор 5 в установку подается пар от парогенератора 6. Для поддержания температуры пара в контуре в установке имеются электрические нагреватели 3 и 4. Источником пара для сушилки является парогенератор 6. Пар в установку подается в контур через эжектор 5. Избыток пара сбрасывается из установки через вентиль 8 в холодильник-конденсатор 7. Благодаря этому скорость пара в сушильной камере постоянна. Отделение твердой фазы дисперсного материала от пара происходит в циклоне 9, когда вентиль 13 закрыт, а вентиль 12 открыт. Контроль температуры пара осуществляется с помощью термопар 10 марки -119. Давление в контуре контролируется манометром 11. Питание электрической схемы осуществляется от трехфазной системы частотой 50 Гц. Защита, включение и выключение электрооборудования осуществляется с помощью автоматических выключателей (на схеме не показано). Контроль и регулирование температуры в контуре сушилки обеспечивают два терморегулятора 101, в качестве датчиков используются термопары -1199. Включение нагревателей 3 и 4 осуществляется пускателями и выключателями, снабженными световыми индикаторами. В результате усовершенствования сушильной установки стало возможным не только интенсифицировать процесс сушки древесного сырья в перегретом паре за счет достижения постоянства скорости пара в сушильной камере, а также проводить процесс сушки как по стационарной методике - с непрерывной подачей пара, так и по нестационарной - с введением порции материала и обеспечением его циркуляции по замкнутому контуру в течение некоторого времени. Изменение конструкции сушильной установки позволило улучшить качество высушиваемого материала, при этом полученная паровая сушильная установка имеет гораздо меньшую себестоимость за счет изменения формы сушильной камеры - замкнутого контура - производство которой требует меньше материала, а значит меньше капитальных затрат, чем исходная сушильная установка, описанная в 4 (принятая за прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3