СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, РАБОТАЮЩАЯ НА ПЕРЕГРЕТОМ ПАРЕ

Предметом полезной модели является сушильная установка, работающая на перегретом паре.
Уровень техники
При сушке, в том числе при сушке осадка и жидкости, проблемой часто является большое потребление энергии. В этом случае работа установки неэффективна из-за большого количества потребляемой энергии. Потребление энергии удалось уменьшить, например, используя в сушилке перегретый пар вместо воздуха. В этом случае проблемой остается относительно большое количество энергии, потребляемое на нагревание высушиваемого материала и испарение воды, а также большие тепловые потери в установке и с выпаривающимся паром.
Раскрытие полезной модели
Предлагается сушильная установка, работающая на перегретом паре, отличающаяся особой эффективностью работы по отношению к потреблению энергии.
Для достижения этой цели полезная модель характеризуется признаками, которые изложены в независимом пункте формулы. В зависимых пунктах содержатся признаки, характеризующие предпочтительные модификации полезной модели.
На сушильной установке, выполненной согласно полезной модели, имеется не менее двух последовательно установленных сушилок, к которым подключен один или более перегревателей. Из указанных сушилок одна является сушилкой высокого давления, а вторая - сушилкой низкого давления. Испаряющийся из сушилки высокого давления пар используется в качестве греющего пара перегревателя сушилки низкого давления. Давление греющего пара низкого давления можно повысить, например, при помощи парового эжектора или путем механического компримирования пара. Перегреватель сушилки высокого давления можно нагревать, например, паром или другим газом или жидкостью с достаточно высокой температурой. Представляется существенным, что на сушилке низкого давления можно использовать пар, испаряющийся из сушилки высокого давления.
Согласно одной из особенностей полезной модели перегреватель может быть разделен на несколько частей таким образом, что начальная часть перегревателя нагревается менее теплым греющим агентом, а конечная часть - горячим греющим агентом для достижения достаточно высокой температуры перегрева.
3
3
Согласно одной из особенностей полезной модели, на начальную часть сушилки подается мокрый материал, к которому может прилипнуть пыль. В этом случае на сушилке отдельный пылеотделитель не требуется. Но с другой стороны, в сушилке низкого давления давление настолько низкое, что пыль не удаляется. В сушилке низкого давления давление может быть 150-250 мбар. Например, плотность воздуха составляет примерно 1,2 кг/м, а плотность пара при 200 мбар - 0,13 кг/м. Кроме того, сушилка высокого давления включает в себя материал более высокой влажности. Таким образом, по схеме согласно полезной модели достигается особое преимущество также при удалении пыли.
Согласно одной из особенностей полезной модели, с целью удаления высушенного материала сушилки к выпускному патрубку низкого давления подсоединена камера компенсации давления, в которой при помощи вакуум-насоса можно создать разрежение более высокое, чем при закрытой сушилке и камере. После этого в камеру можно пустить существующее атмосферное давление, что позволяет вывезти продукт из сушилки.
Согласно одной из особенностей полезной модели, пар, испаряющийся из выпарного аппарата, конденсируется в смесительном конденсаторе, который предназначен для обработки пара, содержащего пыль, аммиак и/или алкоголь. Инертные газы высасываются из смесительного охладителя. Целесообразным способом инертные газы высасываются из сушилки при помощи вакуум-насоса.
Согласно одной из особенностей полезной модели, на сушильной установке имеется не менее двух смесительных охладителей. Из одного из охладителей получается более теплая охлаждающая вода, а из второго - холодная. Более теплую охлаждающую воду целесообразно использовать в тепловой сети. В одном из охладителей регулируется давление кипения в сушилке высокого давления, а во втором - давление кипения в сушилке низкого давления.
Согласно одной из особенностей полезной модели, по меньшей мере часть паров, испаряющихся из сушилки высокого давления, удаляется в охладитель низкого давления через сушилку низкого давления. При этом газ отдает часть своего тепла в сушилку низкого давления.
Согласно одной из особенностей полезной модели, эжекторами сушилки можно всасывать пар, испаряющийся из сушилки высокого давления, таким образом, чтобы эжектор низкого давления повышал давление меньше, в результате чего его коэффициент всасывания будет лучше, чем коэффициент всасывания эжектора высокого давления. Соответственно эжектор высокого давления повышает давление меньше, в результате чего его коэффициент всасывания получается более низким. Таким образом, с использованием двух эжекторов, можно оптимизировать количество используемого пара.
Согласно одной из особенностей полезной модели, в основном, все пары, испаряющиеся из сушилки высокого давления, используются на перегревателе сушилки низкого давления. При этом количество воздуха, всасываемого потенциальным механическим компрессором, можно оптимизировать. В ряде случаев эжектор или компрессор не нужны для повышения давления в перегревателе низкого давления, а пар в сушилке высокого давления можно подводить прямо в перегреватель.
Согласно одной из особенностей полезной модели, в сушилку низкого давления также подаются один или несколько высушиваемых материалов. Этот дополнительно подаваемый материал может быть аналогичным тому, который подается в сушилку высокого давления, что позволяет оптимально регулировать общую производительность установки. Дополнительно подаваемый материал может быть и другим материалом, например, добавкой, которая предназначена для изменения состава и/или структуры высушиваемого материала. Также такая схема установки позволяет улучшить ее работу.
Согласно одной из особенностей полезной модели, перегреватель разделен на две или несколько частей, начальные части которых нагреваются более холодным материалом, чем конечные части. Это делает работу перегревателя еще более многосторонней и эффективной.
Согласно одной из особенностей полезной модели, сушилка разделена на две или несколько частей, и высушиваемый материал и/или добавка подается во вторую часть или в часть за нею. Это делает работу установки еще более многосторонней и эффективной.
Согласно одной из особенностей полезной модели, сушилку можно наклонять во время работы. Это позволяет повлиять на время задержки материала внутри сушильной камеры, и таким образом оптимизировать процесс сушки.
Согласно одной из особенностей полезной модели, функцию рециркуляционного вентилятора сушилки выполняет центробежный вентилятор. Газ отсасывается из канала тангенциально, благодаря чему создаваемый вентилятором поток всасывания получается прямым. Это позволяет избежать возникновения вращающегося потока во всасывающем конусе вентилятора, и вентилятор работает оптимально также с коротким всасывающим каналом.
Согласно одной из особенностей полезной модели, давление внутри одной или несколько сушилок можно постоянно циклично снижать/повышать во время сушки. Это позволяет способствовать, например, выходу воды из клетки. Колебания давления могут быть, например +/- 50 бар. Продолжительность цикла может быть, например, в пределах 15 сек - 15 мин. Цикл может быть, например, следующим: снижение 1 мин. - повышение 3 мин. - равномерное давление 5 мин. Например, давление в сушилке высокого давления может быть 900-1013 мбар, а давление в сушилке низкого давления - 150-250 мбар.
Согласно одной из особенностей полезной модели, торец/торцы бака сушилки являются конусами, вогнутыми вовнутрь. Преимущество состоит в том, что невысушенный материал легко отделяется от них, так как смеситель при медленном вращении скоблит также и конусы. Скорость вращения можно установить подходящей из расчета того, что высушиваемый материал перемешивается и «стекает» равномерно, покрывая внутренний отсек бака сушилки. Скорость вращения смесителя полезно держать такой низкой, чтобы из высушиваемого материала не выделялась пыль.
Согласно одной из особенностей полезной модели, газ, входящий внутрь бака и выходящий из него, тангенциально подводится к краю бака сушилки. Таким образом, газ эффективно приводится во вращение, особенно вблизи входного и выходного отверстия. Преимущество состоит в том, что края бака сушилки содержатся в чистоте и газовый поток внутри становится равномерным, благодаря чему процесс сушки получается более эффективным, и уменьшается потребность в техническом обслуживании.
Согласно одной из особенностей полезной модели, вводы вентилятора и мешалки обладают повышенной плотностью. В этом случае в процесс попадает минимальное количество воздуха из окружающей среды. Воздух также снижает эффективность перемешивающего охладителя. В связи с этим обеспечение плотности делает работу установки существенно более эффективной и уменьшает риск взрыва пыли.
Согласно одной из особенностей полезной модели, конденсат, выходящий из перегревателя, используется на нагревание материала в баке сушилки при помощи нагревательной рубашки. Это позволяет улавливать тепло из возвращающегося конденсата. Как правило, конденсат полезно охлаждать до температуры не более 105°С.
Краткое описание графических материалов
На фиг.1 представлена сушильная установка D, выполненная согласно полезной модели.
Осуществление полезной модели
Представленная на фиг.1 сушильная установка D имеет две сушилки D1, D2, из которых одна является сушилкой высокого давления D1, а вторая - сушилкой низкого давления D2. С целью отстаивания пыли давление р2 в сушилке низкого давления D2 целесообразно установить до значения 150-250 мбар. Давление р1 в сушилке D1 высокого давления целесообразно установить до значения 900-1013 мбар. Сушилки снабжены вентиляторами F1, F2, перегревателями Sh1, Sh2 и охладителями С1, С2, а также подключенными к ним тепловыми/охлаждающими установками КI1, KI2. В охладителе С1 регулируется давление кипения в сушилке высокого давления, а в охладителе С2 - давление кипения в сушилке низкого давления. Перегреватель высокого давления Sh1 нагревается паром S. Пар Н1, испаряющийся из сушилки D1 высокого давления р1, используется посредством клапана Х1 в качестве греющего пара перегревателя Sh2 сушилки D2 низкого давления р2. С целью улавливания пыли высушиваемый материл Т подается через Ph0 подогревателя к начальной части D1a сушилки высокого давления D1. На подогревателе Ph0 имеется теплообменник Lv0, в который можно подавать греющий пар из перегревателя высокого давления Sh1. Частично высушенный материал TJ подается к началу D2a сушилки низкого давления с конца D1b сушилки высокого давления. В конце D2b сушилки D2 имеется камера компенсации давления S1, служащая для удаления высушенного материала J. Для подвода пара к перегревателю Sh2 подключен термический паровой насос TVR или механический паровой насос MVR. Перегреватель Sh2 разделен на две части, из которых начальная часть нагревается испаряющимся паром Н1, т.е. более холодным материалом, чем последняя часть, которую можно нагревать более горячим материалом, т.е. паром S. Торцы сушилки D1, D2 вогнуты вовнутрь. Для регулирования прохода материала Т, TJ, J сушилки D1, D2 снабжены устройствами наклона (не показаны на фиг.1). Для тангенциального ввода и вывода сушильного газа сушилки D1, D2 снабжены тангенциальными направляющими устройствами, а на рециркуляционных вентиляторах F1, F2 имеется тангенциальный всасывающий патрубок из всасывающего канала (не показан на фиг.1). Сушилка D2 имеет теплообменную поверхность Lv2, на которую с целью нагрева продукта направляется конденсат L, выходящий из перегревателя низкого давления Sh2. По меньшей мере часть паров Н1, испаряющихся из сушилки высокого давления D1, можно удалять в охладитель низкого давления С2 через сушилку низкого давления D2.