Способ и устройство для утилизации газов в сушильной установке


 


Владельцы патента RU 2568360:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а также к химической и пищевой отрасли. Способ утилизации газов в сушильной установке включает сжигание топлива в камере сгорания, подачу продуктов сгорания в сушильную камеру и рециркуляцию продуктов сгорания. Часть продуктов сгорания после сушильной камеры направляют в отводной газоход и удаляют в атмосферу с предварительным охлаждением и отделением конденсата, а другую часть направляют в контур рециркуляции, где также происходит конденсация водяных паров с их удалением, причем управление этими потоками продуктов сгорания происходит автоматически, в зависимости от показаний газоанализатора, которым измеряют содержание кислорода в контуре рециркуляции. Устройство для утилизации газов в сушильной установке включает теплообменник, конденсатор, газоходы, причем в контур рециркуляции включены конденсатор-экономайзер, в нижней части которого находится резервуар для сбора конденсата, и рекуперативный теплообменник для подогрева воздуха, поступающего в камеру сгорания. Предлагаемые способ и устройство предназначены для снижения тепловых потерь в процессе сушки, а также уменьшения загрязнения окружающей среды за счет частичного удаления газообразных продуктов сгорания вместе с конденсатом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергосбережения при производстве строительных материалов, а также к химической и пищевой отрасли.

Известен способ утилизации тепла дымовых газов [Кудинов А.А. Энергосбережение в теплогенерирующих установках. Ульяновск, УЛГТУ, 2000, с. 34-35].

В данном случае применяют распределение потока продуктов сгорания по двум каналам и конденсацию водяных паров в поверхностном теплообменнике.

Недостатком данного технического решения является то, что распределение потока продуктов сгорания не зависит от их состава и несет вспомогательную функцию, а также используется при переходе на другое топливо. Тепло дымовых газов, уходящих из этого теплообменника, утилизируется недостаточно.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к заявляемому способу является способ сушки [Патент RU 2187770 от 20.08.2002. «Способ сушки». Автор Давыдкина Л.А.], который предполагает отделение влаги от сушильного агента, нагрев его до температуры сушки и рециркуляцию. При этом отделение влаги из отработанного сушильного агента осуществляется путем его непосредственного контакта с жидким поглотителем.

Недостатком указанного технического решения является то, что он применяется при косвенном нагреве сушильного агента и не может быть использован в том случае, когда через сушильную камеру непосредственно проходят продукты сгорания топлива. Кроме того, атмосферный воздух подается в контур рециркуляции без предварительного подогрева, что снижает энергетическую эффективность.

Прототипом предлагаемого устройства является техническое решение, описанное в патенте RU 2436011 от 10.12.2011 г. «Устройство утилизации тепла дымовых газов и способ его работы». Авторы: Беспалов В.И., Беспалов В.В. Данное устройство содержит газо-газовый теплообменник, конденсатор, инерционный каплеуловитель, газоходы, воздуховоды, вентилятор. При этом в качестве конденсатора установлен поверхностный газовоздушный теплообменник. Способ работы по этому устройству включает конденсацию водяных паров в поверхностном газовоздушном теплообменнике-конденсаторе, нагрев воздуха и использование его для покрытия потребности процесса горения.

Недостатком указанного технического решения является неудовлетворительная конденсация в газовоздушном теплообменнике из-за большой величины перепада температур в таких теплообменниках (мал коэффициент теплопередачи), что приводит к повышению температуры поверхности, на которой конденсируется пар.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы сушильной установки. Под этим подразумевается как снижение потерь тепла, так и уменьшение загрязнения окружающей среды.

Поставленная задача решается тем, что в способе утилизации газов в сушильной установке, включающем сжигание топлива в камере сгорания, подачу продуктов сгорания в сушильную камеру и рециркуляцию продуктов сгорания, согласно изобретению, часть продуктов сгорания после сушильной камеры направляют в отводной газоход и удаляют в атмосферу с предварительным охлаждением и отделением конденсата, а другую часть направляют в контур рециркуляции, где также происходит конденсация водяных паров с их удалением, причем управление этими потоками продуктов сгорания происходит автоматически, в зависимости от показаний газоанализатора, которым измеряют содержание кислорода в контуре рециркуляции. Удаление продуктов сгорания из отводного газохода происходит через конденсатор с оросителем, в котором происходит конденсация водяных паров с их удалением, а также охлаждение продуктов сгорания.

Указанная задача решается также тем, что в устройстве для утилизации газов в сушильной установке, включающем теплообменник, конденсатор, газоходы, согласно изобретению в контур рециркуляции включены конденсатор-экономайзер, в нижней части которого находится резервуар для сбора конденсата, и рекуперативный теплообменник для подогрева воздуха, поступающего в камеру сгорания.

Схема работы устройства для утилизации газов в сушильной установке представлена на фигуре.

Устройство, изображенное на чертеже, содержит сушильную камеру 1, камеру сгорания 2, вентилятор 3, рекуперативный теплообменник 4, конденсатор-экономайзер 5, сборник конденсата 6, конденсатор с оросителем 7, насадку 8, ороситель 9, дымососы 10 и 11, управляемые заслонки 12,13, газоанализатор 14, дополнительные горелки 15, основную горелку 16, отводной газоход 17.

Способ осуществляется следующим образом.

Как известно, в камерах сгорания и газоходах сушильных установок коэффициент избытка воздуха α значительно выше, чем в топках котельных агрегатов. Например, при температуре в сушильной камере 200-400°С он может иметь значения α=5-10. Поэтому в потоке продуктов сгорания достаточно кислорода, чтобы направить их в контур рециркуляции и снова сжигать топливо (фигура). Однако с течением времени (увеличение кратности рециркуляции) количество кислорода в потоке будет уменьшаться, и его может оказаться недостаточно как для основной горелки 16 в камере сгорания 2, так и дополнительных горелок 15. Поэтому на выходе из сушильной установки часть продуктов сгорания через управляемую заслонку 12 подают в отводной газоход 17, через который проходит продувка сушильной камеры и газоходов.

В цикле работы такой установки можно выделить два периода. В первом, более протяженном, основная часть влажных продуктов сгорания, выходящих из сушильной камеры через регулируемую заслонку 13, поступает в контур рециркуляции, проходит через конденсатор-экономайзер 5 и направляется на вход сушильной камеры 1 (непосредственно или через камеру сгорания 2). При этом в конденсаторе 5 из продуктов сгорания отделяется вода с частично растворенным в ней углекислым газом. Нагретая вода из второго контура экономайзера поступает в рекуперативный теплообменник 4 и служит для нагрева атмосферного воздуха, направляемого с помощью вентилятора 3 в камеру сгорания 2. В течение этого периода небольшая часть продуктов сгорания отводится через заслонку 12 в отводной газоход 17. Это необходимо, чтобы компенсировать дополнительное количество продуктов сгорания, образующихся во время рециркуляции, другими словами выполнить условие постоянства массового расхода во всей системе газоходов.

Во втором, менее протяженном периоде, основную часть влажных продуктов сгорания через регулируемую заслонку 12 направляют через отводной газоход в конденсатор с оросителем 9 и насадкой 8 (например, кольца Рашига) для максимального охлаждения и очистки продуктов сгорания перед выбросом в атмосферу. При необходимости для этого включают дымосос 10. Переход на этот период происходит в автоматическом режиме, в соответствии с показателями газоанализатора 14, т.е. при минимальном содержании кислорода. Таким образом, в этот период происходит продувка сушильной камеры и газоходов с целью очистки их от негорючих газов (СО2, СО, NOx, N2 и т.п.). Затем цикл повторяется. Конденсат из сборников 6 постоянно удаляют и возвращают в технологический процесс или на переработку.

Использование предлагаемого способа и устройства имеют следующие преимущества перед прототипом:

- снижение расхода топлива и подаваемого воздуха в процессе сушки;

- уменьшение температуры удаляемого воздуха, т.е. снижение теплового загрязнения окружающей среды;

- удаление вместе с конденсатом некоторых продуктов сгорания (например, частично растворенный CO2 в конденсате), что позволяет снизить объемы выбросов в атмосферу указанного газа, являющегося «парниковым».

1. Способ утилизации газов в сушильной установке, включающий сжигание топлива в камере сгорания, подачу продуктов сгорания в сушильную камеру и рециркуляцию продуктов сгорания, отличающийся тем, что часть продуктов сгорания после сушильной камеры направляют в отводной газоход и удаляют в атмосферу с предварительным охлаждением и отделением конденсата, а другую часть направляют в контур рециркуляции, где также происходит конденсация водяных паров с их удалением, причем управление этими потоками продуктов сгорания происходит автоматически, в зависимости от показаний газоанализатора, которым измеряют содержание кислорода в контуре рециркуляции.

2. Способ утилизации газов в сушильной установке по п. 1, отличающийся тем, что удаление продуктов сгорания из отводного газохода происходит через конденсатор с оросителем, в котором происходит конденсация водяных паров с их удалением, а также охлаждение продуктов сгорания.

3. Устройство для утилизации газов в сушильной установке, включающее теплообменник, конденсатор, газоходы, отличающееся тем, что в контур рециркуляции включены конденсатор-экономайзер, в нижней части которого находится резервуар для сбора конденсата, и рекуперативный теплообменник для подогрева воздуха, поступающего в камеру сгорания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий строительной керамики (кирпич, дренажные трубы и т.п.).

Данное изобретение относится к способу сушки влажного вещества в виде частиц, а высушенное вещество в виде частиц представляет собой белый минерал, имеющий яркость Ry, по меньшей мере, 65%, который образуется посредством сушки в сушилке с непосредственным нагревом перегретым паром, при котором вводят, по меньшей мере, один поток (1) влажного вещества в контакт с перегретым паром (6) внутри, по меньшей мере, одной сушильной камеры (40) со смесительной системой и выпускают высушенное вещество в качестве, по меньшей мере, одного потока (10) продукта для получения высушенного вещества.

Способ и пропариватель предназначены для производства круп в мукомольно-крупяной промышленности. Для гидротермической обработки зерно предварительно прогревают, пропаривают и сушат в вертикальном пропаривателе непрерывного действия и охлаждают.

Изобретение относится к способам управления сушкой зерна и семян и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, в системе хлебопродуктов и хранения зерна и смежных отраслях промышленности.

Способ сушки может быть использован в сельском хозяйстве, преимущественно для селекционных семян. Способ сушки семян заключается в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, нагревают до предельно допустимой температуры, зависящей от длительности процесса, сушат, охлаждают и разгружают.

Изобретение относится к устройствам и способам нагрева и может быть использовано для сушки преимущественно внутренней поверхности длинномерных труб. .

Изобретение относится к химико-технологическим процессам и может быть использовано при сушке влажной гранулированной сажи с применением отходящих газов процесса сажеобразования в качестве топлива.

Изобретение относится к технике сушки сыпучих зернистых материалов с использованием горячего воздуха и может быть использовано в области сельского хозяйства для сушки зерна.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано в лесной промышленности для повышения эффективности сушки древесины, в сельском хозяйстве для сушки овощей, в медицинской промышленности для сушки препаратов.

Изобретение относится к устройствам тепловой обработки термочувствительных материалов, например зерна. .

Изобретение относится к химической и сельскохозяйственной промышленности, к области энергетики и может быть использовано для сушки сыпучего материала, например зерна, и получения кокса.

Изобретение относится к сушильной установке для сушки древесной стружки с топкой и изготовлению древесностружечной плиты. Сушильная установка для сушки древесной стружки (18) с топкой (12) содержит сушилку (16) для древесной стружки (18) и возвратное устройство (56) для возврата паровоздушной смеси (34) в сушилку (16), причем возвратное устройство (56) содержит нагреватель (42) паровоздушной смеси, а сушильная установка (10) для сушки древесной стружки одновременно обеспечивает сокращение органических соединений, имеющихся в паровоздушной смеси (34) перед возвратом в сушилку (16).

Изобретение относится к конструкции генераторов горячего газа, предназначенных для оснащения установок, используемых для сушки сыпучих продуктов в кипящем слое.

Изобретение касается сушильной установки для продуктов измельчения древесины, в частности для древесной щепы, древесной стружки или древесного волокна, содержащей котел (12) для сжигания, который включает устройство (14) для сжигания древесных отходов и дополнительную топку (16), трубопровод (22) дымовых газов для отвода образующихся при сгорании дымовых газов (20) и сушилку для продуктов измельчения древесины, которая питается от трубопровода (22) дымовых газов, причем между котлом (12) для сжигания и сушилкой расположена по меньшей мере одна комбинированная радиационно-конвективная часть (24), служащая для нагрева проходящего через нее термомасла, причем комбинированная радиационно-конвективная часть (24) снабжена радиальным внутренним подъемным каналом (26) и охватывающим подъемный канал (26) в радиальном направлении опускным каналом (32), согласно изобретению между котлом для сжигания (12) и комбинированной радиационно-конвективной частью (24) расположена радиационная часть, в радиационной части дымовой газ течет сверху вниз, комбинированная радиационно-конвективная часть (24) выполнена так, что скорость (v) потока дымового газа (20) перед входом в комбинированную радиационно-конвективную часть (24) составляет свыше 22 м/с, комбинированная радиационно-конвективная часть (24) выполнена так, что скорость (v) потока дымового газа (20) в опускном канале (32) составляет менее 19 м/с, так что возможно эффективное улавливание золы, комбинированная радиационно-конвективная часть (24) работает как золоулавливатель и снабжена автоматическим устройством золоудаления, и по меньшей мере одна комбинированная радиационно-конвективная часть (24) выполнена так, что дымовой газ (20) течет сначала вертикально вверх, а затем вертикально вниз, при этом дымовой газ (20) охлаждается, а термомасло нагревается, а затем проходит через конвективную часть, так что дымовой газ (20) продолжает охлаждаться, а термомасло - нагреваться, и затем производят направление дымового газа (20) в сушилку.

Настоящее изобретение относится, в основном, к установкам для сушки различных измельченных продуктов, например, измельченных продуктов в сахарной промышленности, или являющихся результатом перегонки крахмалосодержащих продуктов (зерновые) или свеклы, или в лесной промышленности.

Изобретение относится к сушилке для окрасочной установки. Сушилка содержит корпус (12) сушилки, в котором осуществляется принудительная циркуляция нагретого воздуха, вытяжной трубопровод (20) для отвода отводимого воздуха из корпуса (12) сушилки, подсоединенный к вытяжному трубопроводу (20) сжигающим устройством (14), которое служит для термической последующей обработки отводимого воздуха из корпуса (12) сушилки, а также для подачи горячего воздуха в теплообменник (18), при этом теплообменник (18) выполнен для снабжения корпуса (12) сушилки подогретым свежим воздухом, и при этом с корпусом (12) сушилки соотнесено, по меньшей мере, одно нагревательное устройство (16) для нагрева принудительно циркулирующего в корпусе (12) сушилки воздуха.

Изобретение относится к способу непрерывной сушки сыпучих материалов, в особенности древесных волокон и древесных стружек, в сушильной установке (сушилке), причем выделяющиеся при сушке пары отводят в сушильный контур, в котором они подвергаются непрямому нагреву в теплообменнике с повторной подачей в сушилку.

Изобретение относится к оборудованию для сушки растительного сырья и может быть использовано в пищевой промышленности. .

Изобретение относится к конструкции генераторов горячего газа, в частности генераторов горячего газа, предназначенных для оснащения установок, используемых для дегидратации или сушки различных материалов.

Изобретение относится к процессам термической обработки материала в печи и, более конкретно, к процессу для обработки такого органического материала, как древесина.

Данное изобретение относится к способу сушки влажного вещества в виде частиц, а высушенное вещество в виде частиц представляет собой белый минерал, имеющий яркость Ry, по меньшей мере, 65%, который образуется посредством сушки в сушилке с непосредственным нагревом перегретым паром, при котором вводят, по меньшей мере, один поток (1) влажного вещества в контакт с перегретым паром (6) внутри, по меньшей мере, одной сушильной камеры (40) со смесительной системой и выпускают высушенное вещество в качестве, по меньшей мере, одного потока (10) продукта для получения высушенного вещества.
Наверх