BR202017015361U2 - Trocador de calor de duplo estágio para fornecimento de ar quente para secadores de grãos - Google Patents

Abstract

a presente patente de modelo de utilidade refere-se a um inovador equipamento de secagem indireta através do fornecimento de ar quente para secadores de grãos utilizando uma caldeira para queima de biomassa, tubulação de vapor e trocadores de calor que fazem o aquecimento do ar, sendo todo dimensionado de acordo com energia térmica e vazão de ar de cada tipo de secador, podendo ser instalado em qualquer modelo de qualquer fabricante. o presente invento é basicamente composto por um trocador de calor de dois estágios(1) com feixes de tubos aletados que, no primeiro estágio, recebe pela tubulação(2) o vapor oriundo da caldeira, alimentando as tubulações de entrada(3) que introduzem o vapor dentro do dito trocador(1) que se condensa e sai pela tubulação de saída(4), sendo purgado por um purgador(5), quando tem sua pressão reduzida, resultando numa reevaporação de parte do condensado (de 12 a 16,1%), denominada de vapor flash que, junto ao condensado de descarga, é conduzido por uma tubulação(6) para entrar no segundo estágio pra pré-aquecer o ar que nele entra, sendo então transportado pela tubulação de saída(7) para a entrada de ar do secador de grãos.

Description

“TROCADOR DE CALOR DE DUPLO ESTÁGIO PARA FORNECIMENTO DE AR QUENTE PARA SECADORES DE GRÃOS”.

[001] A presente Patente de Modelo de Utilidade refere-se a um inovador equipamento de secagem indireta através do fornecimento de ar quente para secadores de grãos utilizando uma caldeira para queima de biomassa, tubulação de vapor e trocadores de calor que fazem o aquecimento do ar, sendo todo dimensionado de acordo com energia térmica e vazão de ar de cada tipo de secador, podendo ser instalado em qualquer modelo de qualquer fabricante.

[002] O estado da técnica referente ao presente assunto é representado pelos mais diversos tipos e modelos de secadores de grãos, além de trocadores de calor que trabalham com vapor flash, mas utilizam um tanque de separação do vapor flash do condensado, chamado de tanque de reevaporação ou tanque flash. Sendo assim, nenhum dos citados com as características técnicas tão inovadoras e superiores como no presente projeto, alvo deste pedido de patente.

[003] No presente processo, a energia térmica é gerada em uma caldeira através da queima de biomassa (cavaco de madeira, sabugo de milho, casca de arroz, etc) em uma grelha de avanço (reciprocante). Os gases quentes gerados pela queima da biomassa passam pela fornalha aquatubular (com 3 passes dos gases) de paredes com revestimento na parte interna em tijolos refratários e com tubos aletados. Na saída da fornalha é instalado um corpo flamotubular onde os gases fazem a troca de calor por convecção em dois passes. Na saída do corpo flamotubular os gases passam por um economizador, em seguida por um pré-aquecedor de ar, por um multiciclone e finalmente por um exaustor conectado à chaminé. Na dita caldeira, a energia da queima da biomassa é convertida em vapor d'água saturado, sendo este o fluido utilizado para transporte da energia térmica até os pontos de consumo.

[004] O vapor gerado na caldeira é então conduzido por tubulações até os trocadores de calor. Os trocadores de calor são construídos com feixes de tubos aletados e são instalados na entrada de ar dos secadores de grãos de modo que o ar de secagem passe através dos trocadores de calor. O fluido que

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2/3 circula internamente nos tubos é o vapor, e externamente o ar. Dessa forma, o ar e o vapor trocam calor, aquecendo o ar e condensando o vapor.

[005] Visando superar e se diferenciar do estado da técnica é que foi desenvolvido o presente “TROCADOR DE CALOR DE DUPLO ESTÁGIO PARA FORNECIMENTO DE AR QUENTE PARA SECADORES DE GRÃOS” o qual, no intuito de facilitar a leitura do texto será, a partir de então, abreviadamente citado de forma bastante simplificada apenas por “TROCADOR”.

[006] A seguir, será descrito o desenho o qual será posteriormente detalhado.

[007] A Fig. 1 mostra o funcionamento do presente “TROCADOR” através de um desenho esquemático.

[008] De acordo com os desenhos, o presente “TROCADOR” é basicamente composto por um trocador de calor de dois estágios(1) com feixes de tubos aletados que, no primeiro estágio, recebe pela tubulação(2) o vapor oriundo da caldeira, alimentando as tubulações de entrada(3) que introduzem o vapor dentro do dito trocador(1) que se condensa e sai pela tubulação de saída(4), sendo purgado por um purgador(5), quando tem sua pressão reduzida, resultando numa reevaporação de parte do condensado (de 12 a 16,1%), denominada de vapor flash que, junto ao condensado de descarga, é conduzido por uma tubulação(6) para entrar no segundo estágio pra préaquecer o ar que nele entra, sendo então transportado pela tubulação de saída(7) para a entrada de ar do secador de grãos. Assim, o ar de secagem passa forçosamente através do trocador de calor(1). Como o fluido que circula no interior das tubulações é o vapor e externamente é o ar, ocorre naturalmente a troca de calor entre ambos, aquecendo o ar a ser introduzido no secador e condensando o vapor. Ainda pode-se afirmar que nesse processo com a utilização do presente “TROCADOR” chega-se a uma economia de 12 a 16% em relação aos trocadores atuais que utilizam apenas vapor saturado.

[009] O presente “TROCADOR” é equipado com automação e instrumentos que permitem controle e monitoramento da secagem e proporcionam uma série de vantagens descritas a seguir. A válvula de controle

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3/3 eletropneumática controla a vazão de vapor que alimenta os trocadores de calor e com isso faz o controle da temperatura do ar de secagem com grande estabilidade no controle da temperatura, melhorando o desempenho do secador de grãos e diminuindo o stress térmico no grão; o medidor de vazão de vapor (tipo placa de orifício) permite a medição da vazão de vapor e, portanto, o consumo de vapor dos trocadores e os medidores de temperatura de vapor na entrada e condensado (tipo PT-100) que, juntamente com o medidor de vazão, permitem que o operador saiba com precisão o consumo energético do secador de grãos e possa monitorar a condição de operação dos secadores, custo por tonelada de grão seco, dentre outras condições do processo.

[010] Em conclusão, pode-se afirmar que o presente “TROCADOR DE

CALOR DE DUPLO ESTÁGIO PARA FORNECIMENTO DE AR QUENTE PARA SECADORES DE GRÃOS”, por suas inovações tecnológicas, reúne totais condições para pleitear a concessão da Patente de Modelo de Utilidade.

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÃO

   1^a)“TROCADOR DE CALOR DE DUPLO ESTÁGIO PARA FORNECIMENTO DE AR QUENTE PARA SECADORES DE GRÃOS” caracterizado por ser basicamente composto por um trocador de calor de dois estágios(1) com feixes de tubos aletados que, no primeiro estágio, recebe pela tubulação(2) o vapor oriundo da caldeira, alimentando as tubulações de entrada(3) que introduzem o vapor dentro do dito trocador(1) que se condensa e sai pela tubulação de saída(4), sendo purgado por um purgador(5), quando tem sua pressão reduzida, resultando numa reevaporação de parte do condensado (de 12 a 16,1%), denominada de vapor flash que, junto ao condensado de descarga, é conduzido por uma tubulação(6) para entrar no segundo estágio pra pré-aquecer o ar que nele entra, sendo então transportado pela tubulação de saída(7) para a entrada de ar do secador de grãos.