Установка для сушки
Полезная модель относится к оборудованию для сушки перед дальнейшим использованием высоковлажных и/или вязких продуктов, таких как влажный птичий помет, влажный навоз, осадок от очистки сточных вод, влажные угольные и рудные шламы, содержащие в своем составе вяжущие компоненты.
Установка для сушки содержит устройство подачи сырья на сушку, теплообменник, связанный с теплогенератором, сушильную камеру с устройством выдачи осушенного продукта на ее выходе, а также систему вакуумирования сушильной камеры. Теплообменник размещен между устройством подачи сырья на сушку, с которым связан своим входом и сушильной камерой, оснащенной установленным в ее корпусе устройством ворошения сырья и расположенной вертикально или наклонно, вход сушильной камеры связан с выходом механизма подачи сырья, установленного на выходе теплообменника, система вакуумирования сушильной камеры выполнена в виде гидравлического эжектора, вход которого посредством коллектора связан с полостью сушильной камеры, а выход с устройством охлаждения и очистки воды, соединенным с баком для воды, а бак трубопроводом, в котором установлен нагнетательный насос, связан с входом гидравлического эжектора, при этом, бак имеет выход для отвода газов, на котором установлен фильтр.
1 з п ф-лы, 1 илл.
Полезная модель относится к оборудованию для сушки перед дальнейшим использованием высоковлажного и/или вязкого сырья, такого как влажный птичий помет, влажный навоз, осадок от очистки сточных вод, влажные угольные и рудные шламы, содержащие в своем составе биологические, химические или глинистые вяжущие продукты.
Известна установка для сушки высоковлажного сырья, состоящая из последовательно соединенных посредством шлюзовых затворов камер предварительной вакуумной сушки, сушки перегретым паром, окончательной вакуумной сушки. Камера предварительной сушки содержит внутри наклонную полку с виброприводом и снабжена патрубком отвода водяных паров. Камера сушки перегретым паром содержит внутри наклонную перфорированную решетку с виброприводом, который расположен с внешней стороны камеры, а также патрубками подвода и отвода перегретого пара. Камера окончательной вакуумной сушки содержит наклонную полку и снабжена патрубком отвода водяных паров. Установка для сушки также включает в себя делитель потоков отработанного перегретого пара, вентилятор, пароперегреватель, редуцирующий клапан, эжектор, конденсатор с барометрической трубой, сборник барометрической воды, патрубки: подвода смеси отработанного перегретого пара и водяных паров, подвода холодной воды в конденсатор, отвода не сконденсировавшихся газов из конденсатора, трубопроводы: отвода водяных паров из камеры предварительной сушки в эжектор, рециркуляции отработанного перегретого пара, подвода греющего пара в пароперегреватель, отвода конденсата греющего пара из пароперегревателя, отвода отработанного перегретого пара от делителя к редуцирующему клапану, отвода отработанного перегретого пара от редуцирующего клапана к эжектору, отвода водяных паров из камеры к эжектору, отвода смеси отработанного перегретого пара и водяных паров от эжектора к конденсатору, подвода холодной воды в конденсатор, подачи исходного материала на сушку в камеру, отвода высушенного материала из камеры окончательной вакуумной сушки, отвода барометрической воды из сборника.
(см. патент РФ 
2422053, кл. A23L 3/40, 2011 г.).
В результате анализа выполнения данной установки необходимо отметить, что она весьма сложна конструктивно, так как содержит три последовательно установленных камеры сушки, каждая из которых работает по своему технологическому циклу и обеспечить их согласованную их работу весьма сложно. В процессе работы установки все три камеры не будут полностью загружены.
Кроме того, при сушке вязкой массы, она будет налипать на сушильных решетках, что значительно снижает эффективность сушки.
Известно устройство для сушки высоковлажной биомассы, содержащее приемный бункер для загрузки подлежащего сушке сырья, на выходе которого установлен питатель плунжерного типа для подачи сырья в герметичную обогреваемую сушильную камеру. Обогрев сушильной камеры производится теплоносителем с температурой 300-350°C, получаемым за счет сжигания топлива в топке и смешения дымовых газов с отработанным теплоносителем, подаваемым из сушильной камеры с помощью дымососа в смесительную камеру топки.
Высушенная биомасса из сушильной камеры выдается в бункер, оборудованный измельчителем, где биомасса измельчается и подается в бункер готового продукта, из которого посредством шлюзового питателя производится выдача готового продукта потребителям.
Выпариваемая из биомассы влага и выделяющиеся газы отсасываются из сушильной камеры насосом в вакуумную систему, где проходят через систему фильтров для очистки от пыли и подаются в теплообменник, охлаждаемый воздухом, продуваемым через него вентилятором. В теплообменнике производится конденсация влаги, которая стекает в насос, на выходе из которого во влагоотделителе производится отделение газов от влаги. Влага в виде конденсата стекает в емкость, а газы подаются во всасывающий патрубок дутьевого вентилятора, подающего воздух на горение топлива в топку.
Сушильная камера устройства представляет собой вакуумную полость, оборудованную двумя шнеками, перемещающими подсушиваемую массу вдоль оси камеры к окну разгрузки. Шнеки оборудованы электроприводом, позволяющим менять скорость вращения. Обогрев поверхности производится циркуляцией теплоносителя в рубашке, образованной в корпусе сушильной камеры.
(см. патент РФ 2042657, кл. C05F 3/00, 1995 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что нагрев сырья при его работе осуществляется циркуляцией теплоносителя в рубашке корпуса сушильной камеры, что не позволяет обеспечить равномерный прогрев сырья по всему объему камеры, так как прогрев осуществляется, в основном, по наружной поверхности камеры, а в центральной части камеры сырье прогревается недостаточно, что препятствует эффективному отбору влаги из него вакуумной системой. Кроме того, при транспортировке высоковлажного и пастообразного сырья по камере шнеками, оно уплотняется, что также усложняет выделение влаги из него. Налипание сырья на шнеки требует периодической чистки камеры. При этом, известное устройство весьма энергоемко, что обусловлено необходимостью использования топки и бункера-измельчителя.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение эффективности сушки высоковлажного и/или вязкого сырья за счет обеспечения его равномерного прогрева и постоянного ворошения с одновременным вакуумированием сырья в процессе его сушки в сушильной камере, а также снижение энергетических затрат при сушке.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в установке для сушки, содержащей устройство подачи сырья на сушку, теплообменник, связанный с теплогенератором, сушильную камеру с устройством выдачи осушенного продукта на ее выходе, а также систему вакуумирования сушильной камеры, новым является то, что теплообменник размещен между устройством подачи сырья на сушку, с которым связан своим входом и сушильной камерой, оснащенной установленным в ее корпусе устройством ворошения сырья и расположенной вертикально, вход сушильной камеры связан с выходом механизма подачи сырья, установленного на выходе теплообменника, система вакуумирования сушильной камеры выполнена в виде гидравлического эжектора, вход которого посредством коллектора связан с полостью сушильной камеры, а выход с устройством охлаждения и очистки воды, соединенным с баком для воды, а бак трубопроводом, в котором установлен нагнетательный насос, связан с входом гидравлического эжектора, при этом, бак имеет выход для отвода газов, на котором установлен фильтр.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема установки для сушки.
Установка для сушки высоковлажных и вязких продуктов содержит устройство 1 подачи сырья на сушку, выход которого связан с теплообменником 2. Теплообменник может быть выполнен известным образом, например, спирального типа. Он содержит корпус, в который помещена спираль, которая имеет замкнутую стенками полость, вход и выход для циркуляции по ней теплоносителя и зазоры между витками спирали, которые служат для прохода осушаемого продукта. Спираль теплообменника связана с теплогенератором 3, оснащенным баком 4 для теплоносителя. Циркуляция теплоносителя по контуру «теплогенератор-спираль» осуществляется насосом 5, установленным в одном из трубопроводов связи теплообменника и теплогенератора. На выходе теплообменника 2 установлен механизм 6 подачи нагретого сырья 6 в сушильную камеру 7. Сушильная камера 7 может быть выполнена различным известным образом, например, в виде вертикально установленного цилиндрического корпуса, в котором смонтировано устройство ворошения сырья, выполненное в виде вала (позицией не обозначен), кинематически связанного с двигателем 8. На валу закреплены полки 9 с прорезями, а на внутренней поверхности корпуса камеры 7 - сбрасыватели 10.
На выходе сушильной камеры 7 установлено устройство 11 выдачи осушенного продукта, (выполненное, например, шлюзового типа). Установка оснащена системой вакуумирования камеры, выполненной в виде коллектора 12, имеющего несколько входов (патрубков), связанных с полостью сушильной камеры, а выходом связанного с входом гидравлического эжектора 13, соединенного выходом с устройством охлаждения и очистки воды (например, градирней) 14. Выход устройства охлаждения и очистки связан с баком 15 сбора очищенной воды. Бак имеет: выход, на котором установлен фильтр 16; сливной патрубок 17; второй выход, на котором установлен водяной насос 18, выход которого связан с гидравлическим эжектором 13.
Конструкция узлов и агрегатов установки, не раскрытая в данной заявке, является известной и не составляет предмета патентной охраны.
Установка для сушки работает следующим образом.
Устройством 1, например, растворонасосом или винтовым насосом высоковлажное и вязкое сырье, например, куриный помет, подается по трубопроводу в теплообменник 2 и перемещается через кольцевые зазоры между витками спирали сверху вниз, постепенно нагреваясь. Весьма важно, что нагрев сырья осуществляется без смешивания его с теплоносителем, что позволяет многократно использовать теплоноситель без его очистки. Нагретое сырье обладает меньшей вязкостью, следовательно, облегчается его транспорт и ворошение в сушильной камере и влага более полно удаляется из сырья. Теплообменник 2 включают в работу одновременно с включением устройства 1 или немного раньше для обеспечения разогрева теплоносителя. Из теплогенератора 3 теплоноситель, например, термомасло в нагретом состоянии за счет работы насоса 5 циркулирует по спирали теплообменника 2 и через стенку спирали эффективно передает тепло сырью, разогревая его. Охлажденное термомасло насосом 5 подается в теплообменник теплогенератора 3 для его подогрева, а нагретое сырье механизмом подачи 6, например, пресс-элеватором, по трубопроводу подается в верхнюю часть сушильной камеры 7. Включают систему вакуумирования камеры и двигатель 8 вращения вала устройства ворошения сушильной камеры. В процессе перемещения в камеру сырье попадает на самую верхнюю из закрепленных на вращающемся валу полок 9 с прорезями, при этом прорезь на каждой нижеследующей полке развернута в плоскости полки относительно прорези на вышележащей полке на 45-180 градусов (в зависимости от скорости вращения полок) и за счет неподвижно укрепленных на корпусе камеры плужков 10, которые также развернуты в горизонтальной плоскости нижележащие относительно вышележащих (как и прорези полок) при этом нижний край плужков имеет длину равную ширине полок и расположен выше полок на 1-3 мм, что обеспечивает полный сброс сырья через прорези вращающихся полок с вышележащих на нижележащие полки и таким образом масса сырья постоянно находится в камере в подвижном разрыхленном состоянии и под вакуумом, что способствует интенсивному удалению из нее паров воды, которые через патрубки и коллектор 12 за счет создаваемого вакуума поступают в гидравлический эжектор 13. Пары воды смешиваются в гидравлическом эжекторе 13 с водой, нагнетаемой водяным насосом 18. Пароводяная смесь охлаждается и очищается в градирне 14, пары конденсируются и вместе с водой поступают в сборный бак 15. Неконденсированные газы из бака 15 через фильтр 16 выбрасываются в атмосферу. Фильтр для очистки неконденсированных газов 16, например, может быть в виде биофильтра или фильтра включающего сорбент ПФП-50. Излишки воды из бака 15 посредством гидравлического клапана (не показан) сбрасывается через слив 17 на дальнейшее использование. Из бака 15 вода водяным насосом 18 подается на гидравлический эжектор для вакуумирования сушильной камеры.
Конструкция установки позволяет снизить вязкость продукта за счет эффективного нагрева продукта и интенсивно выделять из нагретого продукта в сушильной камере пары
воды, которые, попадая в гидравлический эжектор, конденсируются и охлаждаются в градирне.
Опытная эксплуатация установки на сушке куриного помета с влажностью 80% в течение 60 суток подтвердила надежную работу всех узлов и агрегатов, при этом была достигнута производительность по исходному продукту 6 т/час, по осушенному продукту 1,6 т/час, и затраты тепловой энергии на испарение одной тонны влаги составили 0,63 Гкал, что на 25% ниже затрат тепловой энергии, чем на лучших известных сушильных установках при сушке аналогичных продуктов.
1. Установка для сушки, содержащая устройство подачи сырья на сушку, теплообменник, связанный с теплогенератором, сушильную камеру с устройством выдачи осушенного продукта на ее выходе, а также систему вакуумирования сушильной камеры, отличающаяся тем, что теплообменник размещен между устройством подачи сырья на сушку, с которым связан своим входом и сушильной камерой, оснащенной установленным в ее корпусе устройством ворошения сырья и расположенной вертикально или наклонно, вход сушильной камеры связан с выходом механизма подачи сырья, установленного на выходе теплообменника, система вакуумирования сушильной камеры выполнена в виде гидравлического эжектора, вход которого посредством коллектора связан с полостью сушильной камеры, а выход - с устройством охлаждения и очистки воды, соединенным с баком для воды, а бак трубопроводом, в котором установлен нагнетательный насос, связан с входом гидравлического эжектора.
2. Установка для сушки по п.1, отличающаяся тем, что бак имеет выход для отвода газов, на котором установлен фильтр.
