Способ искусственной сушки торфа

 

Класс 10с, б

X 50478

K АВТОРСИОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫБ,"-1ЫБО1.:,У ЯАРОДЯЫИ КО =.1ИCI:APNATQM ТЯЖЕЛОЙ ПРОИЫЯЛЕИНОСТИ.оарегиси. ироеано а Гос;дарсииеиво.к оюро пос.re3yrou, и регис::.ра:,ии изобрепек; . при Госи.еан С;,о

П. f1. Мочалов.

СпосОб HcKvccT86HH0;."1 cvEfh .H ToPQR.

3. явлено 1 апреля 1936 года аа % 190592.

Опубликовано 28 февраля 1937 года.

Известные до сих пор методы искусственной сушки сырого торфа оказываются не всегда рентабельными. Так, сушка сырца в сушильных, барабанах является невыгодной из-за ,большого расхода тепла. Даже сушильный барабан, работающий на дымовых газах с непосредственным обогревом материала газом путем контакта, не дает желаемого результата из-за большого уноса и расхода тепла, а именно 700 — 900 калорий на

1 кг испаренной влаги.

Трубчатые паровые сушилки мало подходят для данной цели из за, плохой теплопередачи торфа и заби- наем ости трубок влажной массой сырца.

Известны также способы сушки торфа, основанные на широком использовании водяного пара и на автоклавном оборудовании завода.

Эти способы также имеют существенные неудобства, так как для получения пара необходимо создавать значительных размеров котельные и таким образом производить большие капиталовложения и затрачивать металл на котлы, экономайзеры, топки и пр.

Пар, отдаваемый котельной авто- клавному хозяйству, не возвращается обратно, так как конденсат этого пара смешан с конденсатом исходного сырца и загрязнен растворенными в нем фракциями сырца (гумусом и пр.).

Таким образом, для получения пара практически приходится применять все время новую воду, проводя все количество воды через водоочистку, в связи с чем снова создаютея затруднения и увеличиваются капиталовложения.

Кроме того, график расхода пара при системе автоклавов носит крайне неравномерный характер и потому при котельной приходится иметь аккумуляторы, чем затрудняется применение данного способа в промышленности.

Лишь при большом числе автоклавов и, главное, строгой последовательности в процессе, можно избежать больших неравномерностей в потреблении пара.

Сам по себе автоклавный процесс в том виде, как он практикуется сейчас, страдает также тем существенным недостатком, что при операциях загрузки и разгрузки происходят значительные потери тепла, а самый процесс прерывается и потому непрерывность, поточность, как основной путь к массовому производству, отсут-: ( ств с ют.

J 1 (Таким образом, чтобы получить сколько-нибудь мощную уста|:овку, приходится пользоваться большим количеством автоклавов, так как размеры каждого автоклава-выпарителя ограничены из-за значительно- сти требуемых давлений (примерно

10 — 20 атм.).

8 результате создаются крайне громоздкие установки с большой затра-, той металла и массой тепловых по -ерь.

Предлагаемый способ искусственной 1 сушки торфа с применением автокла- l вов дает возможность ь первую оче- редь избавиться от применения пара, как основного агента автоклавного процесса, а потому не создавать ко- . тельных со значительным капиталовложением и затратой металла. Пред-, ложение вводит также в автоклавный процесс элементы механизации. . la чертеже изображена схема установки для осуществления предлагае- мого способа искусственной сушки l торфа.

Поставленные специально опыты пропарки в автоклавах ряда материалов (уголь, торф и пр.), а также практика автаклавных установок, показывают, что водяной пар, вводимый

B автоклавы с давлением примерно

10 — 20 атм., не играет какой-либо специфической роли, кроме передачи материалу своего тепла и доведения давлений в автоклавах до указанных величин.

Вся роль водяного пара, таким образом, заключается в придании массе, лежащей в автоклаве, определенной температуры и давления как за счет собственно пропарки, так (в начале) и за счет некоторой конденсации введенного в автоклав пара. По освобождении автоклава от этого давления (при разобщении от парового котла) находящаяся в материале влага начинает частично испаряться, причем этот процесс происходит, видимо, ;-лубоко в самом материале, в каждой его частице и в результате частицы материала легко отдают свою влагу.

Водяной пар создает при своем входе в автоклав и некоторую напряженность, так как, конденсируясь, он несколько увеличивает общую влажность исходного материала, который, между тем, должен подвергаться сушке.

Кроме того, собираясь в автоклаве в форме гор,очего конденсата, и".о увеличивает потерю сухой массы торфа, переводя в раствор часть вещества торфа (гумус).

Приведенные соображения говорят за то, что водяной пар может быть с успехом заменен другой греющеи и создающей давление средой, если получение этой среды не связано со столь значительными осложениями, потерями и затратами, как это имеет место в случае генерации водяного пара в котель п.

Прежде всего в таком случае дол жпо быть обращено внимание íà Нрпосредственное генерирование тепла под давлением прямо из топлива и подач этого тепла в форме горячей газовой среды с определенным давлением в автоклав.

Генерация горячих газов при требуемом давлении может быть офор млена разными способами и не представляет никаких технических затруднений.

В частности, в качестве топлива могут быть применены пылевидное топливо и различные виды жидкого топлива (торфяная смола, торфяные масла, а на первое время †моторн нефть); зажигание топлива возможно от отдельного источника (электриче ство, накал груши и пр.). В результате можно получить любое строго определенное количество горячих газов требуемого давления, и ничто не мешает направить эти газы в актоклавы, где физическое тепло газов и их давление сделают то же дело, которое выполняет сейчас водяной пар.

Такая замена пара газом избавляет от неизбежных и значительных потерь тепла, связанных с превращением одного вида энергии в другой (энергия топлива — энергия газов„являющихся продуктами горения,— энергия водяного пара). Кроме того, газовая среда не создает того увлажнения массы в автоклавах, которое имеет место при пользовании паром. |

Кроме того, подачу должного ко- l личества газов в автоклав организовать гораздо легче, чем подачу пара, В качестве отдельного случая соче- i тания автоклавного хозяйства с гене- рацией горячих газов может служить следующая схема процесса.

Торф-сырец с влажностью 75 — 80, поступает по ленточному транспор-, теру к верхнему всегда открытому, отверстию шахты 7. Так как влажная

i îðôÿная масса будет прилипать к полотну ленточного транспортера и плохо отставать при свале торфяной массы в шахту, то при верхней го-, ловке ленты устанавливаются как ооычный скребок, так и специальные щетки для тщательной очистки и спуска торфяной массы в шахту.

Шахта 7 может быть оформлена в виде несколько расширяющегося книзу конуса с тем, чтобы относительно легкая масса торфа-сырца могла свободно спускаться книзу к вращающе-, муся на вертикальной оси дну 2. Фор-, ма дна 2 напоминает форму решетки газогенератора, но служит здесь для равномерного заполнения шахты, избежания в ней пустот и образования нормального угла откоса торфяной массы в пространстве между вращающимся дном-подом шахты и нижней кромкой ее.

С вращающегося пода масса-сырец очищается лемехами 3, установленными над дном.

Таких лемехов может быть как один, так и несколько, смотря по производительности установки (на схеме показан один лемех).

Опытами установлено, что загруженный в автоклав торф-сырец представляет собой рыхлую массу, которая, затем, при пропарке занимает объем, почти в два раза меньший (сильная „усадка"), и потому около половины объема автоклава не используется. Чтобы парализовать столь неприятное явление в автоклаве, предлагается производить первичную пропарку сырца уже B нижней части шахты с давлением примерчо от 1 до,, атм., во всяком случае так, чтобы пар не выбивался поверх высокой заполненной торфом шахты. Таким образом, нижняя часть шахты и ее расширение, в месте рас —.оложения лемехов, находятся по:; некоторым чебольшпм давлением.

Сбрасываемый лемехом 3 сырец поступает в небольшой:тромежуточный бункер 4, который вместе со шнеком 5 служи-. проокой, препятствующей проникновению паря в помещение.

Прямое назначение шнека 5 заключается в подаче пропаренной массы торфа в подставленный под его кочец я втo клав б.

Когда яв. Оклав б зацолиеч торфом и закрыта его крышка, его отодвигают по рельсовому пути 7 из - под шнека, а на его место подставляется следующий уже опорожненный автокла". Все имеюцтиеся автоклавы движутся по карусельному кругу около вертикальной осп вместе с труаопроводом 75 для подачи газа из двигателя в автоклавы и вращаются около своих горизонтальных осей, опрокидываясь для опорожнения н выдачи массы на пресс.

Загруженный и закрытый автоклав подвергается прогреву сначала за счет перепуска в него газов и паров, наполнявших другой автоклав, а затем прогревается отходящими газами двигателя внутреннего горения, и, наконец, ставится на прямое соединение с камерой горения двигателя, причем давление в автоклаве доводится примерно до 10 — 18 атм., смотря по материалу и принятому режиму производства.

Таким образом, в данном случае является целесообразным использовать небольшой двигатель 8 внутреннего горения с давлением сжатия, примерно, около 10 атм. и давлением вспышки в пределах 18 — 20 атм, Такой двигатель может доставить для автоклавного процесса необходимое количество горячих газов с давлением примерно 10 — 18 атм. за счет отбора горячих газов из самой камеры горения двигателя. Двигатель снабжается соответствующим клапаном 9 для нагнетания продуктов горения в автоклав, причем эта конструкция клапана аналогична уже имеющимся, конструкциям для нагнетания газов в пусковые баллоны двигателей.

Все отходящие газы двигателя направляются в глушитель 10 и оттуда, как общее правило, направляются в две ветви: одна ветвь идет к дымососу 11, который поставляет газы с тем и ературой 375 — 400 в а втоклавы,; ( загруженные свежим торфом вторичный прогрев), по трубопроводу 15, поворотному вместе с автоклавом около вертикальной оси, причем остывшие газы и часть паров удаля- ются в атмосферу, другая ветвь газов, поступает в паровой котел-утилизатор

12 низкого давления, а затем дымососом 13 удаляется в трубу.

Полученный в котле пар идет по, пропарку торфа - сырца в нижней части шахты 1.

Питательная вода для котла подо- гревается в рубашке двигателя внутреннего горения и затем уже по-, ступает в котел через насос 14.

Механическая энергия двигателя необходима для приведения в действие ленточного транспортера, дна 2 пода, 1 шахты, шнекового питателя, автоклавов, дымососов, питательных насосов, вакуум-установки и прессов для от-, жатия до готовой продукции.

Приведенные соображения и опи-, санный здесь пример установки по-,, казываю-., наско.лько полно и удачно можно скомбинировать автоклавное, 1 и теплосиловое хозяйство, если пойти по линии отказа от использования пара, как основного агента, от сооружения дорогих, громоздких и не экономных в эксплоатации паровых котельных, заменяя их компактными, экономными и недорогими установками двигателей внутреннего горения.

Последние, как видно из предыдущего, могут предоставить автоклавной установке необходимое количество тепла для прогрева массы ав-, токлава до 100 за счет утилизации в, автоклавах тепла отходящих из двигателя при температуре примерно 400= газов, дать требующееся автоклаву количество горячих газов под значительным давлением (10 — 18 атм.), чтобы окончательно прогреть масс в

У автоклаве под указанным давлением, а сбросив это давление, испарить часть влаги массы торфа.

Кроме того, производится пар низкого давле",èÿ из котла-утилизатора для первичного прогрева массы в шахте и получается механическая энергия для приведения в действие механизмов установки.

Процесс в автоклавах предполагается заканчивать иостановкой автоклавов под вакуум примерно около б00 лл водяного столба, осуществляемый водоструйным эжектором.

Затем автоклав перевертывается, подобно реторте Бессемера, и торфяная масса поступает на транспортерную ленту, а далее на пресс для окончательного отжатия и выпуска готовой продукции.

Итак, предлагаемый способ искусственной сушки торфа состоит в основном: в термической обработке торфа-сырца в автоклавах горячими газами, получаемыми в процессе сгорания различных топлив в цилиндрах двигателей внутреннего горения, а турбинах внутреннего горения или иных аналогичных устройствах; в разделении этой обработки на две фазы, причем первая фаза подогрева протекает при низком давлении, близком к атмосферному, и ведется, главным образом, отходящими газами двигателя, тогда как вторая фаза окончательного нагрева и доведения давления в автохлаве до 10 — 18 атм, производится непосредственным соединением камеры горения двигателя с автоклавом; в первичном подогреве в шахте торфяной массы для ее усадки паром из котла-утилизатора, работающего на отходящих газах двигателя; в использовании упомянутого двигателя для приведения в действие всех механизмов установки; в использовании для отгона влаги в виде пара вакуумной установки в конце термической обраоотки; в последовательном и быстром подводе автоклавов под погрузку и выгрузку с механизацией этих операций и в отжатии термичес1-;и обработанной массы в специальных прессах.

Предмет изобретения.

1. Способ искусственной сушки торфа с применением гвтоклавов, отличающийся тем, что торф подвергагот подогреву в газовой среде в начале обработки при низком давлении, а г конце — прп повышенном давлении.

2. Устройство для выполнения спо соба по п. 1, отлич11 ощеесл тем. что в качестве генератора р" .áî÷åé газовой соеды применен двпга гель внутреннего горения.

3. Форма выполнешгя устрой:тва по 1. 2 отлича1ощияся тРл1 1то тл

:;одачи газа пз двигателя в а:-;.оклавь прп..1енен труоопровод 15, поворотный вместе с автокл вами око 10 вер, тикальной оси,