способ непрерывной сушки древесных стружек, древесного волокна и других сыпучих материалов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ непрерывной сушки древесных стружек, древесного волокна и других сыпучих материалов в среде перегретого пара, циркулирующего по замкнутому контуру, при котором производят нагрев в теплообменнике отводимых из сушильной камеры вторичного пара теплом дымовых газов, выходящих из топочной камеры, и в которую на сжигание подают топливо и воздух и подачу нагретого до рабочей температуры пара на вход в сушильную камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и повышения надежности работы, часть вторичного пара отводят из замкнутого контура и подают в топочную камеру.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отвод упомянутой части вторичного пара производят перед подачей пара на нагрев.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что из замкнутого контура после нагрева пара отводят дополнительную часть пара в топочную камеру.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что общее количество отводимого из замкнутого контура пара меньше остающегося циркулирующего в контуре пара.

5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что в качестве топлива в топочной камере используют нефть, предпочтительно легкую нефть, газ или пылевидное топливо как отдельно, так и в виде смесей.

6. Способ по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что охлажденные в теплообменнике дымовые газы подвергают очистке сухим способом.

7. Способ по пп. 1 - 6, отличающийся тем, что в топочную камеру подают воздух, подогретый охлажденными дымовыми газами.

8. Способ по пп. 1 - 7, отличающийся тем, что циркулирующий в контуре вторичный пар нагревают до 400 - 600^oС.

9. Устройство для непрерывной сушки древесных стружек, древесного волокна и других сыпучих материалов, содержащее топочную камеру, подключенную к воздушной магистрали, сушильную камеру с приспособлением для подачи высушиваемого материала и транспортирующими средствами для отвода высушенного материала и вторичного пара, а также разделительные циклоны, подключенные к магистрали отвода вторичного пара, отличающееся тем, что магистраль отвода вторичного пара подключена к сушильной камере и содержит поверхностный теплообменник, часть каналов которого сообщена с упомянутой магистралью, а смежные каналы сообщены посредством трубопровода для отвода дымовых газов с топкой, причем на участке магистрали между циклонами и теплообменником расположен ответвляющий трубопровод, сообщенный с топочной камерой.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что трубопровод для отвода дымовых газов на выходе из указанных смежных каналов теплообменника снабжен вентилятором и фильтрующим элементом и дымовой трубой.

11. Устройство по пп. 9 и 10, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде сухого фильтра, например рукавного фильтра.

12. Устройство по пп.9 - 11, отличающееся тем, что между фильтром и дымовой трубой расположен дополнительный поверхностный теплообменник, часть каналов которого сообщена с трубопроводом дымовых газов, а смежные каналы - с воздушной магистралью топочной камеры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу и установке для непрерывной сушки древесных стружек, древесного волокна или других сыпучих материалов, по которому тепло образующихся в топочной камере дымовых газов используется в сушилке, загруженной высушиваемым материалом. При этом дымовые газы вводятся непосредственно в сушилку.

Известна сушильная установка с сушилкой с прямым обогревом дымовыми газами, которые образуются в подключенной перед сушилкой топочной камере. Выходящая из сушилки смесь дымовых газов и вторичного пара с содержащимися в ней вредными веществами очищается в пылеотделительном циклоне и затем разделяется на два потока, один из которых возвращается в топочную камеру и вводится через сопло в наиболее горячую зону для сжигания вредных веществ. В результате происходит интенсивное смешение.

Известен способ высокотемпературной сушки древесины [2].

Задачей изобретения является создание способа, с помощью которого с меньшими затратами можно было бы добиться снижения выброса вредных веществ ниже предписываемого значения, тем самым повысив КПД.

Это достигается тем, что вторичный пар, содержащий вредные вещества, но не содержащий дымовых газов, возвращают снова в сушилку и в качестве сушильного агента используют для прямого обогрева ее. Необходимое для этого теплосодержание его обеспечивается за счет непрямого нагрева вторичного пара перед входом в сушилку дымовыми газами, образующимися в топочной камере.

Топочная камера одновременно играет роль шлюза для той части вторичного пара, которую для сохранения материального баланса в циркуляционном контуре необходимо отводить из него, т.е. вредное вещество может быть отведено из циркуляционного контура только через топочную камеру, в которой они сгорают, обеспечивая таким образом часть необходимой для нагрева циркулирующего потока энергии.

В циркуляционном контуре, в котором циркулирует при прохождении через сушилку вторичный пар, благодаря полному отсутствию в нем дымовых газов содержится очень небольшое количество кислорода, вследствие чего резко снижается взрывоопасность.

Кроме того, низкое содержание кислорода позволяет добиться близкого к стехиометрическому сжиганию, благодаря чему обеспечивается высокая степень использования топлива, а следовательно, и высокий коэффициент полезного действия.

Часть потока вторичного пара перед непрямым нагревом выводится из циркуляционного контура, благодаря этому уменьшается количество подогреваемого вторичного пара и одновременно возникает дополнительный к используемому первичному топливу носитель энергии для получения дымовых газов.

В случае возникновения трудностей, связанный с введением в горячую топочную камеру относительно холодного частичного потока вторичного пара, можно после непрямого нагрева циркулирующего потока отвести из него еще часть вторичного пара и направить ее в топочную камеру. Поскольку эта часть вторичного пара является нагретой, она лучше смешивается с дымовыми газами. В этом случае для сохранения в циркуляционном контуре материального баланса первую часть частичного потока вторичного пара следует уменьшить на объем второй части частичного потока.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для непрерывной сушки древесных стружек, древесных волокон и т.п. материалов.

Установка состоит из соединенных трубопроводами и образующих контур сушилки 8, пылеуловителя 10, вентилятора 11, одного или нескольких циклонов 12 и рекуперативного теплообменника 7. Конструктивно установка должна быть собрана таким образом, чтобы утечки в контуре были минимальными.

Кроме того, в указанной установке имеется топочная камера 1 с горелкой 2, которая со стороны дымовых газов соединена с теплообменником 7, но не входит в циркуляционный контур. С горелкой 2 соединены трубопроводы для подвода воздуха 3, легкой нефти или газа 4 и древесной пыли 5. Указанные виды топлива могут сжигаться по отдельности или будучи смешанными друг с другом в любом соотношении.

Высушиваемый материал вводят в циркуляционный контур в точку между теплообменником 7 и сушилкой 8 через шлюз, например ячейковый шлюз, и далее - по трубопроводу 9. Можно вводить материал и непосредственно во входную часть сушилки 8, которая может быть выполнена в виде распылительной, одноходовой, многоходовой, барабанной или другого типа сушилки.

От трубопровода 13, связывающего циклон или циклоны 12 c сушилкой 8, предназначенного для возврата вторичного пара в сушилку 8, в направлении потока перед теплообменником 7 отходит трубопровод 6, соединенный с топочной камерой 1.

Установка работает следующим образом.

Образующиеся в топочной камере 1 дымовые газы направляются в теплообменник 7, в котором между горячими дымовыми газами и циркулирующим в контуре относительно холодным вторичным газом происходит непрямой теплообмен. В результате вторичный пар нагревается до необходимой для сушки высушиваемого материала рабочей температуры.

Нагретый в теплообменнике горячий поток вторичного пара по части трубопровода 13, соединяющего теплообменник 7 с сушилкой 8, подается в сушилку 8 для ее прямого нагрева. В процессе сушки из высушиваемого материала выделяется вторичный пар и вредные вещества, которые вместе с высушенным материалом отводятся из сушилки 8. В соединенном с сушилкой пылеуловителе отделяются крупные фракции высушенного материала.

Остающиеся во вторичном паре мелкие фракции высушенного материала вместе с паром с помощью вентилятора 11 направляются в циклон или циклоны 12, где происходит их осаждение. В выходящем из циклона или циклонов вторичном паре содержатся мелкие частицы пыли и образующиеся в процессе сушки вредные вещества. По трубопроводу 13 они возвращаются в сушилку 8, причем по дороге проходят через теплообменник 7 и нагреваются. Таким образом, создается замкнутый, практически инертный циркуляционный контур по вторичному пару.

Поскольку в процессе сушки в циркуляционном контуре постоянно образуются новые количества вторичного пара, содержащего вредные вещества, для сохранения в нем материального баланса необходимо все время сокращать циркулирующее в контуре количество вторичного пара. Для этой цели служит ответвляющий трубопровод 6, по которому часть вторичного пара отводится в топочную камеру 1 и тем сжигается. В том случае, если смешение относительно холодного потока вторичного пара с горячими дымовыми газами топочной камеры происходит недостаточно эффективно, в топочную камеру 1 может быть заведен второй ответвляющий трубопровод 14, выходящий из циркуляционного контура после теплообменника 7. Подаваемый по нему нагретый вторичный пар легче смешивается с горячими дымовыми газами топочной камеры. Для сохранения материального баланса суммарное количество обоих указанных частичных потоков вторичного пара все время должно быть постоянным.

Выходящие из теплообменника 7 охлажденные дымовые газы вентилятором 15 подаются в фильтрующее устройство 16, представляющее собой сухой фильтр и выполненное в виде рукавного фильтра или фильтра аналогичной конструкции, где происходит их очистка. При использовании беззольного топлива наличие такого фильтрующего устройства необязательно. После очистки дымовые газы подаются в теплообменник 17, где они используются для подогрева необходимого для сжигания воздуха, который по трубопроводу 19 подается в горелку 2. После теплообменника 17 дымовые газы через дымовую трубу 18 сбрасываются в атмосферу.

Изобретение не ограничивается сушкой только древесных стружек, древесных волокон и др. аналогичных материалов, оно может использоваться и для сушки других сыпучих материалов таких, например, как рыбная мука, торф, уголь, зерновые и образующийся при очистке сточных вод ил.