CS202029B2 - Process and device for drying solids contained in liquids - Google Patents

Description

Vynález se týká jednak způsobu sušení pevných látek obsažených v kapalinách, při němž se část usušené hmoty smíchá s kapalinou obj^É^J^v^ující pevné látky a pak se přivede do odpařovací sušárny, v níž se kapalina působením horkého plynu odpaří, načež se usušená hmota oddělí od brýdových par vzniklých z kapaliny, jednak zařízení k provádění tohoto způsobu, kteréžto zařízení obsahuje odpařovací sušárnu s přívodním kanálem pro kapalinu s pevnou látkou a sušicí horké plyny, cyklónový odlučovač k oddělování usušené hmoty od brýdových par, míchadlo na míchání části usušené hmoty s kapalinou určenou k sušení, spojovací potrubí, dávkovači a dopravní ústrojí.

Je známo sušení kalu z odpadních vod, anebo sušení pevných látek obsažených v moČůvce, při němž se brýdové páry oddělené od usušené hmoty vypouštějí , bezprostředně do ovzduší.- Aby se odstranil jejich pronikavý zápach, musí se brýdové páry ohřát na teplotu kolem 800 ^,CC nutnou pro rozklad zapáchajících složek. Takovéto ohřívání všech oddělovaných brýdových par vyžaduje ale velkou spotřebu paliva a proto je velmi neekonomické.

Vynálezem se odstraní všechny závažné nedostatky známého stavu techniky v tomto oboru a dosáhne se navíc dalších výhod.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se proud brýdových par odváděných ze sušárny rozděluje na dvě části, z nichž jedna část se nejprve ohřívá na teplotu rozkladu zapáchajících složek a potom se zbavená pachu vede do protiproudu se směsí druhé části těchto par se vzduchem, jíž odevzdává část tepla a takto ochlazená se vypouští do ovzduší, zatímco předehřátá směs druhé části par se vzduchem se ještě dále ohřívá, načež se horký plyn vede do odpařovací sušárny, kde působí jako sušicí médium pro další kapalinu. Ve výhodném provedení se proud brýdových par odváděných z odpařovací sušárny rozděluje v poměru 55 k 45 % až 65 k 35 °/o, přičemž se doporučuje, aby se první část brýdových par odváděných ze sušárny ohřívala na teplotu v rozmezí 750 až 850 °C a směs druhé části brýdových par se vzduchem se před vstupem do sušárny ohřívala na , teplotu v rozmezí 650 až 750 °C.

Podstata zařízení podle vynálezu k provádění uvedeného způsobu spočívá v tom, že před přívodním kanálem je opatřeno jednak hlavní spalovací komorou pro ohřev první části brýdových par, kterážto hlavní spalovací komora vyúsťuje do ovzduší ' prostřednictvím ohřívacího prostoru výměníku tepla, jednak vedlejší spalovací komorou pro ohřev směsi druhé části brýdových par se vzduchem, kterážto vedlejší spalovací komora vyúsťuje do odpalovací sušárny prostřednictvím přívodního kanálu, a za cyklónovým odlučovačem je opatřeno výstupním potrubím pro odvod brýdových par, které je rozvětveno na hlavní potrubí, spojené přímo s hlavní spalovací komorou, a na vedlejší potrubí spojené s vedlejší spalovací komorou prostřednictvím ohřívaného prostoru výměníku tepla, kterýžto ohřívací prostor je napojen na přívod čerstvého vzduchu.

Značné úspory tepla a tím podstatného zvýšení hospodárnosti při využívání vynálezu se dosáhne tím, že se jen jedna část brýdových par ohřívá na vysokou teplotu nutnou pro rozklad zapáchajících složek, přičemž se navíc část jejího tepla využívá pro předehřátí ve výměníku tepla druhé části brýdových par, která po dodatečném ohřátí, tentokrát již s poměrně nízkým teplotním rozdílem, může být opět využita v témže zařízení jako sušicí médium v odpařovací sušárně při sušení další dávky kapaliny.

Ve výhodném provedení zařízení podle vynálezu hlavní spalovací komora, opatřená u první čelní stěny hlavním hořákem, má spalovací prostor ohraničený klenbou, nad kterou je upravena vodorovná vodicí deska, která přečnívá za klenbu a mezi níž a klenbou prochází první čelní stěnou dovnitř hlavní spalovací komory hlavní potrubí, přičemž za klenbou je pod přečnívající částí vodicí desky směšovací prostor pro míšení spalných plynů a brýdových par a jejich dodatečné spalování, kterýžto směšovací prostor je propojen prostorem u druhé čelní stěny a prostorem hlavní spalovací komory nad vodicí deskou s výstupním otvorem hlavní spalovací komory uspořádaným u první čelní stěny pod spodní deskou výměníku tepla.

Další úspory tepla a tím zvýšení hospodárnosti zařízení se dosáhne tím, že hlavní spalovací komora je oddělena od vedlejší spalovací komory svislou mezistěnou ve společné dvojité peci. Uspořádáním této kompaktní společné pece pro obě spalovací komory se tepelné ztráty sníží na minimum.

Předmět vynálezu je patrný z popisu a schematického výkresu, na němž jsou znázorněny:

na obr. 1 — celkové schéma příkladného provedení zařízení podle vynálezu v pohledu ze strany s částečnými řezy, na obr. 2 — příkladné provedení dvojité pece ve svislém řezu rovinou II—II z obr. 4, na obr. 3 — svislý řez rovinou III—III z obr. 2 a na obr. 4 — vodorovný řez rovinou IV—IV z obr. 3.

Zařízení znázorněné na obr. 1 je určeno pro sušení pevných látek obsažených v kapalinách — odpadních vodách nebo v močůvce, kde množství pevných látek činí pouze přibližně 6 až 8 % celkového množství kapaliny.

Podle obr. 1 je vstupní zásobník 2 kapaliny 1 spojen prostřednictvím sacího potrubí 4, čerpadla 3 a výtlačného potrubí 5 s prvním dávkovacím ústrojím 6, z něhož vede zpět přímo к vstupnímu zásobníku 2 zpětné potrubí 8 pro přebytečnou kapalinu 1. První dávkovači ústrojí 6 je napojeno na dvouhřídelové míchadlo 7, které vyúsťuje do vyzděného přívodního kanálu 18 upraveného mezi dvojitou pecí 20, která bude podrobně popsána dále, a odpařovací sušárnou 19 tvořenou např. rotačním sušicím bubnem. Na dvouhřídelové míchadlo 7 je kromě prvního dávkovacího ústrojí 6 napojeno prostřednictvím šnekového dopravníku 9 druhé dávkovači ústrojí 15 pro přivedení části již usušené hmoty 11 z výstupního zásobníku 10 zařízení a tím pro zvýšení obsahu pevných látek v kapalině určené к usušení, čímž se zvýši intenzita sušení.

Za odpařovací sušárnou 19 je ventilátor 21, který ji spojuje s cyklónovým odlučovačem 22 určeným pro oddělování usušené práškové hmoty-11 od brýdových par. Z horní části cyklcnového odlučovače 22 vyúsťuje výstupní potrubí 24 pro brýdové páry a pod cylónovým odlučovačem 22 je uspořádán šikmý dopravní šnek 23 pro vedení usušené hmoty 11 do výstupního zásobníku

10.

Ve výstupním zásobníku 10 je upravena svislá trubka 12, která je dole otevřená a je opatřena svislým dopravním šnekem 13 pro vedení části usušené hmoty 11 к hornímu konci šikmé výstupní trubky 14 vyúsťující ze svislé trubky 12. Spodní konec výstupní trubky 14 je nad shora již uvedeným druhým dávkovacím ústrojím 15. Výstupní zásobník 10 je kromě toho opatřen vyúsťujícím z jeho stěny šikmým plnicím nástavcem 16 pro plnění pytlů 17 usušenou hmotou 11.

Výstupní potrubí 24 cyklónového odlučovače 22 se rozvětvuje na hlavní potrubí 25 a vedlejší potrubí 27. V místě rozvětvení je výkyvné uložena stavitelná klapka 31 pro seřízení vzájemného poměru množství brýdových par proudících do obou uvedených potrubí 25 a 27. Hlavní potrubí 25 je spojeno přímo s hlavní spalovací komorou 26 dvojité pece 20 opatřenou hlavním hořákem 32. Vedlejší potrubí 27 je spojeno s vedlejší spalovací komorou 30 prostřednictvím výměníku 28 tepla a spojovacího potrubí 29. Vedlejší spalovací komora 30, která je opatřena vedlejším hořákem 33, vyúsťuje do odpařovací sušárny 19 prostřednictvím vyzděného přívodního kanálu 18. Spalovací komory 26 a 30 jsou v dvojité peci 20 odděleny od sebe mezistěnou 44.

Výměník 28 tepla sestává z válcového vnějšího pláště 37, do něhož vyúsťuje vedlejší potrubí 27 a z válcového vnitřního pláště 35 souosého s vnějším pláštěm 37. Vnější plášť 37 je shora uzavřen horní deskou 38 a zdola je pod kuželovitou přírubou 40 otevřen, takže prstencový prostor mezi vnějším pláštěm 37 a vnitřním pláštěm 35 je napojen na přívod čerstvého vzduchu označený šipkou 41. Vnitřní plášť 35 má svůj horní okraj v určité vzdálenosti pod horní deskou 38, takže vnitřní prostor vnitřního pláště 35, který, jak je zřejmé· z dalšího popisu, je ohřívaným prostorem 34‘ výměníku 28 tepla je spojen s prstencovým prostorem mezi plášti 35 a 37, jak ukazuje šipka 42. Ohřívaný prostor 34‘ je opatřen perforovanými vložkami 43. Zdola je vnitřní plášť 35 uzavřen spodní deskou 35 a z jeho boční stěny vyúsťuje zde již zmíněné spojovací potrubí 29. Ohřívací prostor 34 · výměníku 28 tepla je tvořen trubkami, které procházejí jak spodní deskou 36, tak i horní deskou 38 a spojují takto· hlavní spalovací komorou 26 s odváděcím nástavcem 39, kterým je výměník 28 tepla na svém horním konci spojen s ovzduším.

Funkce popsaného zařízení znázorněného , na obr. 1 je tato:

Kapalina 1, obsahující přibližně 6 až 8 % pevných látek a 92 až 94 % vody, je ze vstupního zásobníku 2 tlačena čerpadlem 3 do prvního dávkovacího ústrojí 6 a z něj se dávka kapaliny 1 vede do dvouhřídelového míchadla 7. Přebytečná kapalina 1 se zpětným potrubím 8 vrací do vstupního zásobníku 2. Do dvouhřídelového míchadla 7 současně přivádí šnekový dopravník 9 z výstupního zásobníku 10 část usušené hmoty 11, která je dávkována druhým dávkovacím ústrojím 15. Obě dávkovači ústrojí 6 a 15 jsou nastavena tak, že směs vytvořená v dvouhřídelovém míchadle 7 obsahuje přibližně již jen 50 % vody.

Z dvojité pece 20, resp. z vedlejší spalovací komory 30 proudí do odpařovací sušárny 19 horký plyn o teplotě přibližně 700 °C, přičemž v přívodním kanále 18 strhává s sebou do sušárny 19 směs vedenou od míchadla 7. V sušárně 19 se z této směsi odpaří voda, načež práškovitá usušená hmota spolu se vzniklými brýdovými parami se odsaje ventilátorem 21 a vede se do cyklónového odlučovače 22. Zde usušená hmota padá dolů na šikmý dopravní šnek 23, který ji dopravuje do výstupního zásobníku 10. Z výstupního zásobníku 10 se usušená hmota 11 plní nástavcem 16 do pytlů 17. Současně svislý dopravník 13 vede část usušené hmoty 11 svislou trubkou 12 nahoru k výstupní trubce 14, kterou se tato část usušené hmoty 11 vede do druhého dávkovacího· ústrojí 15.

Brýdové páry odpařené · v sušárně 19 proudí z cyklónového odlučovače 22 výstupním potrubím 24, načež se v poměru množství nastaveném klapkou 31 rozdělují na dvě části. Jedna část brýdových par — s výhodou 55 až 65 % — proudí hlavním potrubím 25 přímo do hlavní spalovací komory 26 dvojité pece 20, kde se hlavním hořákem 32 ohřívá na teplotu přibližně 800 °C, při které nastává rozklad zapáchajících složek. Zbavená pachu se takto první část brýdových par vede do trubek ohřívacího prostoru 34 výměníku 28 tepla a z něj se nástavcem 39 odvádí do ovzduší již ochlazena, což je zřejmé z dalšího popisu:

Druhá část brýdových par proudí totiž vedlejším potrubím 27 do prstencového prostoru mezi vnějším pláštěm 37 a vnitřním pláštěm 35 výměníku · 28 tepla, kde se mísí s čerstvým vzduchem proudícím v tomto prostoru zdola. Směs této druhé části brýdových par se vzduchem proudí dále směrem šipek 42 do ohřívaného prostoru 34‘ výměníku 28 tepla, kterýžto prostor 34‘ obklopuje trubky ohřívaného prostoru 34. Zatímco, jak již bylo řečeno, první část brýdových par, ohřátá v hlavní spalovací komoře 26, proudí zdola nahoru trubkami ohřívacího prostoru 34, podstatně chladnější směs druhé části brýdových par se vzduchem proudí shora dolů ohřívaným prostorem 34‘ k spojovacímu potrubí 29 v protiproudu k horké první části brýdových par. Horká první část brýdových par odevzdává takto chladnější směsi druhé části brýdových par · se vzduchem podstatnou část svého tepla a proto opouští výměník 28 tepla již ochlazena. Naproti tomu směs druhé části brýdových par se vzduchem opouští výměník 28 tepla ohřátá teplem získaným od první části brýdových par · přibližně na teplotu 530 až 580 °C a vstupuje do vedlejší spalovací komory 33. Zde se takto předehřátý plyn dále ohřívá vedlejším hořákem 33 přibližně · o 120 až 170 °C na teplotu kolem 700 °C potřebnou pro provoz odpařovací sušárny 19. Přívodním kanálem 18 proudí horký plyn do odpařovací sušárny 19, kde působí jako sušicí médium.

Výhodné provedení dvojité pece je znázorněno na obr. 2 až 4.

Jak je zřejmé z obr. 4, má dvojitá pec · 2!) pravoúhlý půdorys a je rozdělena na hlavní spalovací komoru 26 a vedlejší spalovací komoru 30 svislou mezistěnou 44 probíhající podél dvojité pece 20 přibližně uprostřed.

Spalovací prostor 47 (obr. 2 a 3) hlavní spalovací komory 26 je ohraničen poloválcovou klenbou 46, která začíná u první čelní stěny 45 (obr. 3) dvojité pece 20 a končí přibližně v polovině hlavní spalovací komo-ry 26. Ve spalovacím prostoru 47 se vytváří plamen zde neznázorněného hlavního hořáku 32, který je namontován na vnější straně první čelní · stěny · 45 u jejího hlavního kuželového · otvoru 48. V určité vzdálenosti nad klenbou 46· je upravena vodorovná vodicí deska 49, která je delší než klenba 46 a má na svém volném konci svisle dolů usměrněnou příčku 50. Hlavní potrubí 25, jehož průřez je pravoúhlý, prochází první čelní stěnou 45 mezi klenbou 46 a vodicí deskou 49, aby se první část brýdových par mísila se spalinami hlavního hořáku 32 ve směšovacím prostoru 51, nacházejícím se pod vodicí deskou 49 u · příčky 50. Zde nastává dodatečné spalování způsobené určitým obsahem vzduchu v brýdových parách.

Jak je naznačeno na obr. 3 obloukovitými šipkami, spaliny, jejichž teplota činí přibližně 800 °C, proudí nad vodicí deskou 49 v protiproudu k brýdovým parám, proudícím pod vodicí deskou 49, až k výstupnímu otvo202029 ru 52, nad nímž je uložena zde neznázorněná spodní deska 36 výměníku 28 tepla.

Z obr. 2 a 4 je zřejmé provedení vedlejší spalovací komory · 30. V čelní stěně 45 je vedlejší kuželový otvor 53, před nímž je namontován zde neznázorněný vedlejší hořák 33. Vyzděný přívodní kanál 18, vedoucí k odpařovací sušárně 19, vyúsťuje z druhé čelní stěny 54 dvojité pece 20 a je souosý s vedlejším kuželovým otvorem 53. Zde neznázorněné spojovací potrubí 29, které vede z výměníku 28 tepla, ústí do vedlejší spalovací komory 30 vstupním otvorem 55 nacházejícím se v blízkosti vedlejšího kuželového otvoru 53. Jak je zřejmé z obr. 2, je vedlejší kuželový otvor umístěn poněkud níže, než vodicí deska 49 hlavní spalovací komory 26.

Kompaktním spojením obou spalovacích komor 26, 30 do společné dvojité pece 20 a jejich popsaným provedením a ' uspořádáním se dosáhne vysoké hospodárnosti využitím paliva. Vedlejší hořák 33 potřebuje zpravidla pouze asi Ve až V7 paliva spotřebovaného hlavním hořákem 32. Horáky 32, 33 mohou být olejové, plynové, případně se může zařízení upravit i pro spalování pevných paliv.

Claims (7)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Způsob sušení pevných látek obsažených v kapalinách, při němž se část usušené hmoty smíchá s kapalinou obsahující pevné látky a pak se přivede do odpařovací sušárny, v níž se kapalina působením horkého plynu odpaří, načež se usušená hmota oddělí od brýdových par vzniklých z kapaliny, vyznačující se tím, že se proud brýdových par odváděných ze sušárny rozděluje na dvě části, z nichž jedna část se nejprve ohřívá na teplotu rozkladu zapáchajících složek a potom se zbavená pachu vede do protiproudu se směsí druhé část těchto par se vzduchem, jíž odevzdává část tepla a takto ochlazená se vypouští do ovzduší, zatímco předehřátá směs druhé částí par se vzduchem se ještě dále ohřívá, načež se horký plyn vede do odpařovací sušárny, kde působí jako sušicí médium pro další kapalinu.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se proud brýdových par odváděný z odpařovací sušárny rozděluje v poměru 55 k 45 % až 65 k 35 %.
3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2 vyznačujících se tím, že se první část brýdových par odváděných z odpařovací sušárny ohřívá na teplotu v rozmezí 750 až 850 % a směs druhé části brýdových par se vzduchem se před vstupem do· odpařovací sušárny ohřívá na teplotu v rozmezí 650 až 750 %.
4. 4. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 až 3, obsahující odpařovací sušárnu s přívodním kanálem pro kapalinu s pevnou látkou a sušicí horké plyny, cyklónový odlučovač k oddělování usušené hmoty od brýdových par, míchadlo na míchání části usušené hmoty s kapalinou určenou k sušení, spojovací potrubí, dávkovači a dopravní ústrojí, vyznačující se tím, že před přívodním kanálem (18) je opatřeno jednak hlavní spalovací komorou (26) pro ohřev první části brýdových par, kterážto hlavní spalovací komora (26) vyúsťuje do ovzduší prostřednictvím ohřívacího prostoru (34) výměníku (28) tepla, jednak vedlejší spalovací komorou (30) pro ohřev směsi druhé části brýdových par se vzduchem, kterážto vedlejší spalovací komora (30) vyúsťuje do· odpařovací sušárny (19) prostřednictvím přívodního kanálu (18), a za cyklónovým odlučovačem (22) je opatřeno· výstupním potrubím (24) pro odvod brýdových par, které je rozvětveno· na hlavní potrubí (25), spojené přímo s hlavní spalovací komorou (26), a na vedlejší potrubí (27) spojené s vedlejší spalovací komorou (30) prostřednictvím ohřívaného prostoru (34‘) výměníku (28) tepla, kterýžto ohřívaný prostor (34‘) je napojen na přívod čerstvého vzduchu.
5. 5. Zařízení podle bodu 4, vyznačující se tím, že hlavní spalovací komora (26), 0patřená u první čelní stěny (45) hlavním hořákem (32), má · spalovací prostor (47) ohraničený klenbou (46), nad kterou je upravena vodorovná vodicí deska (49), která přečnívá za klenbu (46) a mezi níž a · · klenbou (46) prochází první čelní stěnou (45) dovnitř hlavní spalovací komory (26) hlavní potrubí (25), přičemž za klenbou (46) je pod přečnívající částí vodicí desky (49) směšo> vací prostor (51) pro míšení spalných plynů a . brýdových par a jejich dodatečné spalování kterýžto směšovací prostor (51) je propojen prostorem u druhé čelní stěny (54) a prostorem hlavní · spalovací komory (26) nad vodicí deskou (49) s výstupním otvorem (52) hlavní spalovací komory (26) uspořádaným u první čelní stěny (45) pod spodní deskou (36) výměníku (28) tepla.
6. 6. Zařízení podle bodů 4 nebo· 5, vyznačující se tím, že hlavní spalovací komora (26) je oddělena od vedlejší spalovací komory (30) svislou mezistěnou (44) ve společné dvojité peci (20).
7. 7. Zařízení podle bodu 6, vyznačující se tím, že dvojitá pec (20) má pravoúhlý půdorys.