установка для сушки жома

Формула изобретения

Установка для сушки жома, содержащая высокотемпературную и низкотемпературную сушилки с патрубками подвода и отвода теплоносителя, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, содержащий линию выброса отработанного теплоносителя в атмосферу с теплообменником-утилизатором, снабженным патрубками подвода и отвода атмосферного воздуха, последний из которых подключен к патрубку подвода теплоносителя низкотемпературной сушилки, трубопровод выброса отработанного теплоносителя в атмосферу после низкотемпературной сушилки с теплообменником-утилизатором, снабженным патрубком подвода атмосферного воздуха и патрубком отвода атмосферного воздуха, подключенным к патрубку подвода атмосферного воздуха теплообменника-утилизатора высокотемпературной сушилки, вентилятор, отличающаяся тем, что теплообменник-утилизатор высокотемпературной сушилки выполнен двухсекционным, причем вторая секция снабжена патрубками подвода и отвода конденсата ретурного пара, патрубком подвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки и патрубком отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, а первая секция снабжена патрубком подвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, подключенным к патрубку отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки второй секции и патрубком отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки в атмосферу, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки дополнительно содержит трубопровод циркуляции части отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки с теплообменником, снабженным патрубком подвода ретурного пара и патрубком отвода конденсата ретурного пара, подключенным к патрубку подвода конденсата ретурного пара теплообменника-утилизатора высокотемпературной сушилки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для использования на сахарных заводах для сушки жома.

Известна барабанная сушилка ПСА-2 для жома [Гребенюк С.М. Технологическое оборудование сахарных заводов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, с.426-428], содержащая барабан, внутри которого установлены насадки. Барабан установлен на роликовых опорах и снабжен приводом для вращения. Сушилка имеет устройство для загрузки влажного и выгрузки сухого жома, вентиляторы, циклон. В барабан непрерывно загружают предварительно отжатый жом и подают топочные газы с температурой около 750°С. Топочные газы и высушиваемый жом перемещаются в одном направлении. Благодаря наличию насадок жом сушится в пересыпающемся слое. Начальная влажность жома составляет 84%, конечная - 12...14%. Отработавшие топочные газы с температурой 120°С при помощи вентиляторов (дымососов) отводят из барабана в циклон, где происходит их очистка, и далее через вытяжные трубы выбрасывают в атмосферу.

Недостатками данной сушилки является то, что теплота отработанного теплоносителя не утилизируется, имеются значительные потери и низкое качество сухого жома, вследствие высокой температуры топочных газов и их непосредственного контакта с жомом.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является сушильная установка, применяемая для сушки зерна и маслосемян. Она содержит высокотемпературную и низкотемпературную сушилки с патрубками подвода и отвода теплоносителя, трубопроводы подвода атмосферного воздуха, подключенные к высокотемпературной и низкотемпературной сушилкам, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, содержащий линию выброса отработанного теплоносителя в атмосферу с теплообменником-утилизатором, снабженным патрубками подвода и отвода атмосферного воздуха, последний из которых подключен к патрубку подвода теплоносителя низкотемпературной сушилки, трубопровод выброса отработанного теплоносителя в атмосферу после низкотемпературной сушилки с теплообменником-утилизатором, снабженным патрубком подвода атмосферного воздуха и патрубком отвода атмосферного воздуха, подключенным к патрубку подвода атмосферного воздуха теплообменника-утилизатора высокотемпературной сушилки, вентилятор [А.С. №1562644, F 26 В 21/04, публ. 07.05.90, Бюл. №17].

Описанная установка имеет следующие недостатки. Она не обладает универсальностью и не может быть использована для сушки жома, так как при использовании в качестве сушильного агента атмосферного воздуха с параметрами, указанными в известной установке, процесс сушки будет слишком продолжительным вследствие того, что отжатый жом содержит большое количество влаги, которую необходимо испарить. Нагрев же атмосферного воздуха до температуры топочных газов (порядка 750°С) потребует значительных затрат энергии. Кроме того, процесс сушки атмосферным воздухом протекает более медленно, чем, например, перегретым паром, при тех же режимных параметрах [Михайлов Ю.А. Сушка перегретым паром. - М.: Энергия, 1967, с.22].

Технической задачей изобретения является интенсификация процесса сушки, снижение энергозатрат на сушку жома, уменьшение его потерь и повышение качества.

Поставленная задача достигается тем, что в сушильной установке, содержащей высокотемпературную и низкотемпературную сушилки с патрубками подвода и отвода теплоносителя, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, содержащий линию выброса отработанного теплоносителя в атмосферу с теплообменником-утилизатором, снабженным патрубками подвода и отвода атмосферного воздуха, последний из которых подключен к патрубку подвода теплоносителя низкотемпературной сушилки, трубопровод выброса отработанного теплоносителя в атмосферу после низкотемпературной сушилки с теплообменником-утилизатором, снабженным патрубком подвода атмосферного воздуха и патрубком отвода атмосферного воздуха, подключенным к патрубку подвода атмосферного воздуха теплообменника-утилизатора высокотемпературной сушилки, вентилятор, новым является то, что теплообменник-утилизатор высокотемпературной сушилки выполнен двухсекционным, причем вторая секция снабжена патрубками подвода и отвода конденсата ретурного пара, патрубком подвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки и патрубком отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, а первая секция снабжена патрубком подвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки, подключенным к патрубку отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки второй секции и патрубком отвода конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки в атмосферу, трубопровод отвода отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки дополнительно содержит трубопровод циркуляции части отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки с теплообменником, снабженным патрубком подвода ретурного пара и патрубком отвода конденсата ретурного пара, подключенным к патрубку подвода конденсата ретурного пара теплообменника-утилизатора высокотемпературной сушилки.

Предлагаемая установка схематично изображена на чертеже.

Установка для сушки жома содержит соединенные последовательно высокотемпературную сушилку 1 для окончательной сушки жома и низкотемпературную сушилку 2 для подсушки жома. Высокотемпературная сушилка 1 содержит трубопровод 3 циркуляции отработанного теплоносителя с теплообменником 4 для перегрева теплоносителя и вентилятор 5 для нагнетания теплоносителя и снабжена двухсекционным теплообменником-утилизатором 6 для подогрева атмосферного воздуха перед подачей его в низкотемпературную сушилку 2 вторичным паром сушилки 1 и конденсатом ретурного пара из теплообменника 4.

Низкотемпературная сушилка 2 содержит вентилятор 7 для нагнетания теплоносителя и при необходимости может содержать теплообменник-утилизатор 8 для предварительного нагрева атмосферного воздуха отработавшим теплоносителем низкотемпературной сушилки 2 с последующей подачей его в двухсекционный теплообменник-утилизатор 6.

Патрубок 9 отвода отработанного теплоносителя сушилки 1 трубопроводом 10 отвода отработанного теплоносителя соединен с патрубком 11 подвода отработанного теплоносителя второй секции двухсекционного теплообменника-утилизатора 6. Вторая секция двухсекционного теплообменника-утилизатора 6 снабжена патрубком 12 отвода конденсата отработанного теплоносителя сушилки 1, который трубопроводом 13 соединен с патрубком 14 подвода конденсата отработанного теплоносителя к первой секции двухсекционного теплообменника-утилизатора 6. Патрубок 15 отвода конденсата ретурного пара теплообменника 4 трубопроводом 16 соединен с патрубком 17 подвода конденсата ретурного пара второй секции двухсекционного теплообменника-утилизатора 6.

Патрубок 18 отвода подогретого воздуха двухсекционного теплообменника-утилизатора 6 соединен трубопроводом 19 через вентилятор 7 с патрубком 20 подвода теплоносителя сушилки 2.

Трубопроводом 21 с запорно-регулирующей арматурой соединены патрубок 22 отвода предварительно подогретого атмосферного воздуха теплообменника-утилизатора 8 с патрубком 23 подвода атмосферного воздуха двухсекционного теплообменника-утилизатора 6. Трубопровод 24 предназначен для выпуска в атмосферу отработанного теплоносителя сушилки 2, минуя теплообменник-утилизатор 8.

Трубопровод 25 предназначен для подачи отработанного конденсата ретурного пара из второй секции двухсекционного теплообменника-утилизатора 6 в парогенератор ТЭЦ. Трубопровод 26 предназначен для выпуска конденсата отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки 1 в атмосферу. Циклон 27 служит для очистки отработанного теплоносителя сушилки 1 от различных примесей и пыли.

Установка работает следующим образом.

В высокотемпературную сушилку 1 поступает подсушенный жом из низкотемпературной сушилки 2 с влажностью W_п=75%. В высокотемпературной сушилке осуществляется окончательная сушка жома до влажности W_к=12% перегретым паром с давлением 0,1 МПа. Выходящий из высокотемпературной сушилки отработанный теплоноситель с температурой 105°С проходит через циклон 27, и далее часть пара в количестве, равном испаренной влаге из жома в высокотемпературной сушилке, поступает по трубопроводу 10 отвода отработанного теплоносителя сушилки 1 во вторую секцию двухсекционного теплообменника-утилизатора 6, где происходит его конденсация, а остальная часть по трубопроводу 3 циркуляции отработанного теплоносителя в теплообменник 4, где осуществляется перегрев пара за счет теплоты конденсации ретурного пара, направляемого из турбины противодавления ТЭЦ с давлением 0,36 МПа и температурой 140°С. Экономически целесообразно использовать ретурный пар для перегрева пара, применяемого в сушилке 1, так как пар после турбины противодавления является относительно дешевым источником тепла. Вентилятором 5 перегретый пар нагнетается в сушилку 1. Конденсат ретурного пара с температурой 136°С из теплообменника 4 по трубопроводу 16 поступает во вторую секцию двухсекционного теплообменника-утилизатора 6, где охлаждается до температуры 100°С, после чего по трубопроводу 25 отводится в парогенератор ТЭЦ. Таким образом, во второй секции осуществляется подогрев атмосферного воздуха за счет теплоты конденсации отработанного теплоносителя сушилки 1 и теплоты охлаждения конденсата ретурного пара. Причем вторая секция двухсекционного теплообменника-утилизатора 6 конструктивно выполнена таким образом, что не происходит смешивания отработанного теплоносителя сушилки 1 и конденсата ретурного пара.

Конденсат отработанного теплоносителя сушилки 1 с температурой 100°С из второй секции по трубопроводу 13 поступает в первую секцию двухсекционного теплообменника-утилизатора 6, где охлаждается до температуры 40°С, после чего по трубопроводу 26 отводится в атмосферу. В первой секции подогрев атмосферного воздуха осуществляется за счет теплоты охлаждения конденсата отработанного теплоносителя сушилки 1.

Атмосферный воздух, имеющий на входе в первую секцию двухсекционного теплообменника-утилизатора 6, например, температуру 10°С и относительную влажность 80%, подогревается в его секциях и по трубопроводу 19 вентилятором 7 нагнетается в низкотемпературную сушилку 2, где отдает часть своей теплоты на подсушку жома от влажности W_н=84% до влажности W_п=75%, после чего с температурой 50°С и относительной влажностью 80% по трубопроводу 24 отводится в атмосферу. Если теплоты отработанного теплоносителя высокотемпературной сушилки 1 и теплоты ретурного пара недостаточно для подогрева в двухсекционном теплообменнике-утилизаторе 6 подаваемого в низкотемпературную сушилку 2 атмосферного воздуха, то отработанный теплоноситель низкотемпературной сушилки 2 поступает в теплообменник-утилизатор 8, где подогревает атмосферный воздух, после чего с температурой 20-30°С и относительной влажностью 90-95% отводится в атмосферу. Подогретый в теплообменнике-утилизаторе 8 атмосферный воздух по трубопроводу 21 поступает в первую секцию теплообменника-утилизатора 6.

Ниже приведены расчетные данные, характеризующие работу установки производительностью G=2 т/ч сухого жома с влажностью W=12 % при влажности подсушенного жома W_п=75% и начальной влажности W_н=84%.

Количество выпариваемой влаги в низкотемпературной сушилке G_НС, т/ч - 3,93.

Количество выпариваемой влаги в высокотемпературной сушилке _ВС, т/ч - 5,04.

Расход ретурного пара с давлением 0,36 МПа D_Р, т/ч - 6,26.

Расход атмосферного воздуха в низкотемпературной сушилке L, т/ч - 58,67.

Количество теплоты, потребляемое низкотемпературной сушилкой Q_НС, кВт - 3584.

Количество теплоты, отдаваемое вторичным паром и конденсатом ретурного пара в секциях теплообменника-утилизатора Q, кВт - 3946.

Как видно из расчетных данных, количество теплоты, выделяемое в секциях теплообменника-утилизатора, достаточно для подсушки жома в низкотемпературной сушилке.

Таким образом, предлагаемая установка для сушки жома имеет следующие преимущества:

- использование в высокотемпературной сушилке перегретого пара в качестве теплоносителя позволяет интенсифицировать процесс сушки жома;

- перегрев пара в теплообменнике ретурным паром, направляемым из турбины противодавления ТЭЦ, позволяет снизить энергозатраты на сушку жома;

- наличие теплообменников-утилизаторов позволяет практически полностью утилизировать теплоту отработанного теплоносителя и теплоту ретурного пара и тем самым уменьшить затраты энергии на проведение процесса сушки;

- исключение контакта жома с топочными газами позволяет уменьшить потери жома и повысить его качество.