Энергосберегающая установка для сушки кормов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ КОРМОВ(71) Заявитель Общество с ограниченной ответственностью Производственная группа ТЕХИНСЕРВИС(72) Автор Щуцкий Игорь Валентинович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Производственная группа ТЕХИНСЕРВИС(57) 1. Энергосберегающая установка для сушки кормов, содержащая последовательно соединенные низкотемпературную и высокотемпературную сушилки с патрубками подвода и отвода теплоносителей, теплообменник-утилизатор, циклон, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, связанный со входом в межтрубное пространство теплообменника-утилизатора через циклон, а также воздухопровод забора атмосферного воздуха, связанный с патрубком подвода теплоносителя к низкотемпературной сушилке, отличающаяся тем, что дополнительно содержит теплообменник 103352014.10.30 оборотного водоснабжения, трубное пространство которого связано с трубным пространством теплообменника-утилизатора для подключения ко входному и выходному трубопроводам системы оборотного водоснабжения, воздухопровод забора атмосферного воздуха связан с патрубком подвода теплоносителя к низкотемпературной сушилке через межтрубное пространство теплообменника оборотного водоснабжения, а циклон связан с теплообменником-утилизатором через скруббер. 2. Энергосберегающая установка по п. 1, отличающаяся тем, что патрубок подвода теплоносителя к низкотемпературной сушилке подключен к межтрубному пространству теплообменника оборотного водоснабжения через ИК-подогреватель.(56) 1. Гребенюк С.М. Технологическое оборудование сахарных заводов. - М. Легкая и пищевая промышленность, 1983. - С. 426-428. 2.2219449, МПК 26 21/04, 2003. Полезная модель относится к области сушения кормов, преимущественно к сушке свекольного жома. Известна барабанная сушилка ПСА-2 для жома 1, содержащая барабан, внутри которого установлены насадки. Барабан установлен на роликовых опорах и оснащен приводом для вращения. Сушилка имеет устройство для загрузки влажного и выгрузки сухого жома,вентиляторы, циклон. В барабан непрерывно загружают заранее отжатый жом и подают топочный газ с температурой около 750 С. Топочные газы и высушиваемый жом перемещаются в одном направлении. Благодаря наличию насадок жом сушится в пересыпающемся слое. Начальная влажность жома составляет 76-84 , конечная - 12-14 . Отработанные топочные газы с температурой 120 С с помощью вентиляторов (дымососов) отводят из барабана в циклон, где происходит их очистка, и далее через вытяжные трубы выводят в атмосферу. К недостаткам данной сушилки следует отнести то, что теплота отработанного теплоносителя не утилизируется, в результате чего имеются достаточно значительные потери тепловой энергии. Известна также энергосберегающая установка для сушки кормов, которая содержит последовательно соединенные низкотемпературную и высокотемпературную сушилки с патрубками подвода и отвода теплоносителей, теплообменник-утилизатор, циклон, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, который связан со входом в межтрубное пространство теплообменника-утилизатора через циклон,а также воздухопровод сбора атмосферного воздуха, связанный с патрубком подвода теплоносителя к низкотемпературной сушилке. В качестве теплоносителя в установке использован перегретый пар 2. В данном техническом решении теплообменник-утилизатор высокотемпературной сушилки выполнен двухсекционным, причем вторая секция снабжена патрубками подвода и отвода конденсата ретурного пара, патрубком подвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки и патрубком отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, а первая секция снабжена патрубком подвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, подключенным к патрубку отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки второй секции, и патрубком отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки в атмосферу, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки дополнительно содержит трубопровод циркуляции части отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки с теплообменником, снаб 2 103352014.10.30 женным патрубком подвода ретурного пара и патрубком отвода конденсата ретурного пара теплообменника-утилизатора высокотемпературной сушилки. Известная установка должна обеспечить интенсификацию процесса сушения жома,снижение энергозатрат на сушение, уменьшение его потерь и повышение качества. К недостаткам данной установки, выбранной в качестве ближайшего аналога по принципу наиболее близкого технического решения по совокупности существенных признаков, следует отнести то, что не исключен контакт теплоносителя с высушиваемым продуктом, что влечет за собой снижение коэффициента теплопередачи тепла и, как следствие, увеличение габаритов сушилки, а соответственно, и ее стоимости. Кроме того, описанная конструкция относится к сушилкам, основным теплоносителем в которых является высокопотенциальный перегретый пар. Однако, как известно, на большинстве сахарных заводах применяются газовые сушилки жома и в них теплоносителем является высокопотенциальная смесь продуктов сгорания топлива с воздухом. Задачей, поставленной в основу предлагаемого технического решения, является увеличение производительности существующего сушильного оборудования без реконструкции действующих сушилок, без увеличения расходов топлива путем глубокой утилизации потенциала выходящего топочного газа газовых сушилок, а также использования теплового потенциала оборотного (циркуляционного) контура водоснабжения предприятия, который бесповоротно теряется на градирнях. Решение поставленной задачи достигается тем, что энергосберегающая установка для сушки кормов, которая содержит последовательно соединенные низкотемпературную и высокотемпературную сушилки с патрубками подвода и отвода теплоносителей, теплообменник-утилизатор, циклон, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, связанный со входом в межтрубное пространство теплообменника-утилизатора через циклон, а также воздухопровод сбора атмосферного воздуха,связанный с патрубком подвода теплоносителя к низкотемпературной сушилке, согласно данному техническому решению, дополнительно содержит теплообменник оборотного водоснабжения, трубное пространство которого связано с трубным пространством теплообменника-утилизатора для подключения ко входному и выходному трубопроводам системы оборотного водоснабжения, воздухопровод забора атмосферного воздуха связан с патрубком подвода теплоносителя к низкотемпературной сушилке через межтрубное пространство теплообменника оборотного водоснабжения, а циклон связан с теплообменником-утилизатором через скруббер. Поставленная задача решается также и тем, что патрубок подвода теплоносителя к низкотемпературной сушилке подключен к межтрубному пространству теплообменника оборотного водоснабжения через ИК-подогреватель. Новым в этом техническом решении является то, что энергосберегающая установка оснащена двумя теплообменниками, связанными между собой, причем теплообменникутилизатор обеспечивает подогрев отработанными топочными газами трубного пространства второго теплообменника, включенного в систему подогрева циркуляционной воды оборотного водоснабжения, который, в свою очередь, поставляет иной теплоноситель(подогретый атмосферный воздух) к низкотемпературной ленточной сушилке. Устройство и принцип работы установки поясняются нижеследующими описанием и фигурой. На фигуре схематично изображено технологическое оборудование для сушки кормов,использующее в качестве теплоносителя тепло выходных топочных газов котельных установок, промышленных печей, других тепловых установок, а также тепло оборотного контура предприятия. Устройство состоит из низкотемпературной ленточной сушилки 1 с патрубками 2 и 3 подвода и отвода теплоносителя (подогретого атмосферного воздуха),загрузочного устройства 4 и камеры 5 выгрузки предварительно высушенных кормов, соединенной со входом барабанной высокотемпературной сушилки 6 окончательного высушивания. 3 103352014.10.30 Высокотемпературная сушилка 6 снабжена на входе патрубком 7 подвода теплоносителя, связанного с каналом 8 подачи топочных газов, а на выходе - патрубком 9 отвода теплоносителя, соединенного по каналу 10 отработанного теплоносителя с циклоном 11,который связан, в свою очередь, со скруббером 12 через трубопровод 13 и вентилятор 14 нагнетания теплоносителя. Установка оснащена теплообменником-утилизатором 15, вход 16 к трубному пространству которого предназначен для подключения к выходному трубопроводу оборотного контура водоснабжения предприятия, а также теплообменником 17 оборотного водоснабжения, вход в трубное пространство которого связан с выходом из трубного пространства теплообменника-утилизатора 15 через трубопровод 18 и насос 19,а выход 20 из трубного пространства предназначен для подключения ко входному трубопроводу оборотного контура водоснабжения предприятия. Вход в межтрубное пространство теплообменника-утилизатора 15 соединен трубопроводом 21 подачи очищенного теплоносителя из скруббера 12, а его выход связан с трубопроводом 22 выпуска отработанного теплоносителя в атмосферу и трубопроводом 23 отвода части осушенной газовоздушной смеси на горелки камеры сжигания топочного агрегата (не показано). Патрубок 2 подвода теплоносителя низкотемпературной сушилки 1 на входе связан воздухопроводом 24 через инфракрасный подогреватель 25 с межтрубным выходом теплообменника 17 оборотного водоснабжения, межтрубный вход которого, в свою очередь,соединен с воздухопроводом 26 забора атмосферного воздуха, а патрубок 3 отвода теплоносителя (подогретого атмосферного воздуха) низкотемпературной сушилки 1 связан с вентилятором 27, предназначенным для выпуска в атмосферу отработанного воздуха. Кроме того, установка оснащена сборником 28 питательной воды, связанным трубопроводом 29 с межтрубным пространством теплообменника-утилизатора 15. Эксплуатация энергосберегающей установки для сушки кормов, преимущественно свекольного жома, осуществляется таким образом. В высокотемпературную сушилку 6 поступает подсушенный жом из низкотемпературной сушилки 1 с влажностью П 65-68 . Туда же из топочного агрегата (не показан) по каналу 8 подачи топочных газов через патрубок 7 подвода теплоносителя поступает теплоноситель с температурой 750-950 С. Жом и топочные газы двигаются вдоль барабана в попутном направлении (прямотоком). В результате высокой температуры газов жом быстро прогревается до температуры кипения соковой влаги и процесс влагоудаления протекает в режиме выпаривания в слое пересыпающегося жома, что обеспечивается вращением барабана и наличием перекидных лопаток и насадок. Жом высушивают до влажности К 14 и выгружают из барабана. Остатки сухого продукта из высокотемпературной сушилки 6 через патрубок 9 отвода теплоносителя с помощью дымососа 10 выносятся потоком отработанной газовоздушной смеси, проходящей через циклон 11. В циклоне 11 сухой продукт отделяется от газовоздушной смеси и далее газовоздушная смесь с температурой 100-120 С нагнетается вентилятором 14 по трубопроводу 13 в скруббер 12, где дочищается от унесенной легкой фракции продукта. Очищенная влажная газовоздушная смесь направляется по трубопроводу подвода теплоносителя 21 в межтрубное пространство теплообменника-утилизатора 15, где влажная газовоздушная смесь передает свою тепловую энергию воде оборотного водоснабжения предприятия, поступающей по трубопроводу 16. Вода оборотного водоснабжения предприятия попадает на вход трубного пространства теплообменника-утилизатора 15 с температурой 40-45 С, нагревается до температуры 60-68 С и с выхода теплообменника-утилизатора 15 по трубопроводу 18 с помощью насоса 19 отводится в трубное пространство теплообменника оборотного водоснабжения 17,где охлаждается до температуры 25-30 С, после чего выводится по трубопроводу 20 оборотного водоснабжения. 103352014.10.30 Конденсат испаренной из теплоносителя влаги с температурой 75 С из теплообменника-утилизатора 15 по трубопроводу 29 поступает в сборник 28 питательной воды, а оттуда на диффузионный аппарат (не показано). После теплообменника-утилизатора 15 часть осушенной газовоздушной смеси, охлажденной до температуры 78 С, по трубопроводу 22 отводится в атмосферу, а часть по трубопроводу 23 подается на горелки камеры сжигания топочного агрегата (не показано). Таким образом, в теплообменнике-утилизаторе 15 осуществляется подогрев циркуляционной воды оборотного водоснабжения предприятия за счет теплоты охлаждения и конденсации части влаги отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки 1. Атмосферный воздух (теплоноситель низкотемпературной сушилки), имея, например,температуру 15 С и относительную влажность 70 , поступая по воздухопроводу 26 в межтрубный вход теплообменника оборотного теплоснабжения 17, подогревается в его секциях до температуры 60-70 С, после чего вытяжным вентилятором 27 всасывается в низкотемпературную сушилку 1, где отдает часть своей теплоты на подсушивание жома от влажности П 76-84(который поступает в сушилку 1 через загрузочное устройство 2) до влажности К 65-70 на его выходе, после чего с температурой 30-40 С и влажностью 30-50 выводится в атмосферу. Подогрев атмосферного воздуха осуществляется за счет теплоты охлаждения подогретой в теплообменнике-утилизаторе 15 циркуляционной воды оборотного водоснабжения предприятия. Если теплоты теплоносителя низкотемпературной сушилки в теплообменнике оборотного теплоснабжения 17 недостаточно для необходимого подсушивания кормов в сушилке 1, то он может дополнительно подогреваться в ИК-подогревателе 25. Ниже приведены расчетные данные, которые характеризуют работу установки производительностью 20,7 т/ч сухого жома с влажностью К 15 при влажности подсушенного жома 68 и начальной влажности П 76 . Количество испаряемой влаги в низкотемпературной сушилке , т/ч -18,33. Количество испаряемой влаги в высокотемпературной сушилке ВС, т/ч - 34,3. Расход природного газа, м 3/ч - 3425. Расход атмосферного воздуха в низкотемпературной сушилке , т/ч - 1880. Количество теплоты, которая потребляется низкотемпературной сушилкой , МВт 22,56. Количество теплоты, которая отдается отработанным теплоносителем высокотемпературной сушилки , МВт - 11,3. Количество теплоты, отдаваемой водой оборотного контура предприятия , МВт 11,26. Как видно из расчетных данных, количества теплоты, выделяемой в секциях теплообменника оборотного теплоснабжения 17, достаточно для подсушивания кормов в низкотемпературной сушилке. Таким образом, предлагаемая установка для сушки кормов имеет следующие преимущества позволяет увеличить производительность сушильного отделения предприятия без реконструкции существующего сушильного оборудования наличие теплообменников позволяет практически полностью утилизировать теплоту отработанного теплоносителя и тем самым уменьшить расходы энергии на проведение процесса сушки. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5