ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности, к процессам сушки полезного ископаемого.
Известна теплоэнергетическая газогенераторная установка, включающая газотурбинный двигатель, предназначенный для привода основного генератора и получения горячих уходящих газов, содержащая теплопроизводящую систему - паровой котел, энергопроизводящую систему и систему автоматизированного управления [1].
Известен так же энерготехнологический модуль, включающий газовую турбину в качестве газогенераторной установки для сушки полезного ископаемого в сушильном барабане уходящими газами и дожигающим устройством [2] - прототип.
Недостатком прототипа является значительный расход энергоресурсов, связанный с необходимостью обеспечения температуры смеси уходящих газов газовой турбины и продуктов горения дожигающего устройства - сушильного агента на уровне 700-800°С.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение энергетической эффективности процесса сушки полезного ископаемого.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в энерготехнологическом комплексе, включающем газотурбинную установку, напорный и вытяжной газоходы, дымосос, сушильную установку с решеткой, с устройствами загрузки и выгрузки полезного ископаемого, газотурбинная установка посредством напорного газохода соединена с сушильной установкой, связанной вытяжным газоходом с дымососом, при этом уходящие газы газотурбинной установки с температурой 500-600°С направлены в подрешеточную часть сушильной установки и используются одновременно в качестве сушильного агента и сжижающей среды, создающей псевдосжиженный слой полезного ископаемого в сушильной установке, разрежение в надрешеточной части сушильной установки создается дымососом посредством вытяжного газохода, а герметизация устройств загрузки и выгрузки обеспечивается созданием запирающего слоя полезного ископаемого.
На фигуре изображен энерготехнологический комплекс, который включает газотурбинную установку 1, напорный газоход 2, сушильную установку 3, решетку 4, на которую загружается полезное ископаемое 5, и разделяющую сушильную установку на две части - подрешеточную 6 и надрешеточную 7, вытяжной газоход 8, дымосос 9, устройства загрузки 10 и выгрузки 11 полезного ископаемого 5.
Энерготехнологический комплекс работает следующим образом.
Уходящие газы после газотурбинной установки 1 с температурой 500-600°С посредством напорного газохода 2 подаются в подрешеточную часть 6 сушильной установки 3. При прохождении через решетку 4 уходящие газы воздействуют на полезное ископаемое 5 и переводят его в состояние псевдосжиженного слоя, при этом между уходящими газами и полезным ископаемым 5 происходит интенсивный тепло- и массообмен в результате которого полезное ископаемое 5 осушается, а уходящие газы охлаждаются и увлажняются. Далее под воздействием разрежения создаваемого дымососом 9 уходящие газы через вытяжной газоход 8 отсасываются и направляются на очистку от уносимых частиц осушенного полезного ископаемого 5. Влажное полезное ископаемое 5 через устройство загрузки 10 подается на решетку 4, осушается в псевдосжиженном слое, после чего посредством устройства выгрузки 11 выгружаются из надрешеточной части 7 сушильной установки 3 и далее подается на склад. Необходимое разрежение в надрешеточной части 7 создается дымососом 9 и поддерживается на требуемом уровне за счет прохождения уходящих газов и осушаемого полезного ископаемого 5 по тракту без присосов воздуха. При этом герметизация устройств загрузки 10 и выгрузки 11 обеспечивается созданием запирающего слоя полезного ископаемого 5. Величина разрежения в надрешеточной части 7 и вытяжном газоходе 8 определяется экспериментальным или расчетным путем в зависимости от характеристик газовой турбины 1 и полезного ископаемого 5, в том числе, от давления уходящих газов за газовой турбиной 1, гранулометрического состава, плотности полезного ископаемого 5.
Пример.
В производстве хлористого калия галургическим или флотационным способом заключительной стадией получения концентрата хлористого калия является сушка хлористого калия. Энергетическая эффективность данного процесса может быть повышена за счет использования тепла уходящих газов газовой турбины в сушильных установках с псевдосжиженным слоем в одном энерготехнологическом комплексе, например для сушки хлористого калия с гранулометрическим составом, характеризуемым эффективным диаметром частиц 0,5±0,05 мм.
Уходящие газы после газотурбинной установки 1 с температурой 500-600°С, поступают в подрешеточную часть 6 сушильной установки 3. Проходя через решетку 4 с псевдосжиженным слоем осушаемого хлористого калия уходящие газы охлаждаются до 100-120°С и увлажняются. Затем из надрешеточной части 7 сушильной установки 3 под воздействием разрежения создаваемого дымососом 9 через вытяжной газоход 8 уходящие газы отсасываются и направляются на очистку от уносимых частиц осушенного хлористого калия, при этом доля уноса хлористого калия составляет не более 2%.
Хлористый калий при температуре 5-40°С и влажностью до 10% через устройство загрузки 10 подается на решетку 4 сушильной установки 3, где в псевдосжиженном слое происходит его сушка. Через устройство выгрузки 11 осушенный хлористый калий с температурой 100-120°С и конечной влажностью до 0.1% выгружается из сушильной установки 3 и далее подается на склад.
Таким образом решается задача повышения энергетической эффективности процесса сушки полезного ископаемого. За счет использования уходящих газов газовой турбины одновременно в качестве сушильного агента и сжижающей среды, создающей псевдосжиженный слой полезного ископаемого в сушильной установке, характеризующийся интенсивным тепло- и массообменном, на 200°С, по сравнению с прототипом, снижается требуемая для сушки полезного ископаемого температура сушильного агента, соответственно уменьшается расход тепла и топлива на сушку и тем самым повышается энергетическая эффективность.
Источники информации
1. Патент RU №2266414, МПК F02C 6/18, F01K 23/10, опубл. 20.12.2005.
2. Патент BY №5468, МПК F02C 6/00, опубл. 30.08.2009 - прототип.