CS204705B1

CS204705B1 - Method of and apparatus for drying wet materials

Info

Publication number: CS204705B1
Application number: CS421179A
Authority: CS
Inventors: Josef Ota; Zdenek Dvorak
Original assignee: Josef Ota; Zdenek Dvorak
Priority date: 1979-06-19
Filing date: 1979-06-19
Publication date: 1981-04-30

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení k sušení vlhkých látek cirkulujícím vzduchem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for the drying of humid substances by circulating air.

U dosavadních postupů se vlhké látky vysoušejí přímým nebo nepřímým ohřevem. Tepelná energie se u různých aplikací získává spalováním plynných nebo kapalných paliv, v menši míre také spalováním tuhých paliv. Kromě toho se v sušárnách využívá některých forem odpadní tepelné energie nebo i energie elektrické.In the prior art, wet materials are dried by direct or indirect heating. Thermal energy is obtained in various applications by the combustion of gaseous or liquid fuels, and to a lesser extent also by the combustion of solid fuels. In addition, some forms of waste heat energy or even electrical energy are used in driers.

Při procesu sušení, se hlavní podíl tepelné energie spotřebuje na krytí výparného tepla kapaliny, obsažené ve vlhké látce. Směs vzduchu a páry z odpařené kapaliny se pak odvádí mimo sušicí zařízení buď přímo, nebo přes výměník, kde se pouze částečně předehřívá vstupující vzduch. Způsoby, využívající kondenzační teplo odpařené kapaliny, doposud vyžadují nadměrné množství chladicí vody a celkové náročné vodní hospodářství. Tyto všechny způsoby jsou značně energeticky náročné.In the drying process, a major proportion of the thermal energy is consumed to cover the evaporative heat of the liquid contained in the moist substance. The mixture of air and steam from the vaporized liquid is then discharged outside the dryer either directly or through an exchanger where only the incoming air is partially preheated. So far, the methods utilizing the condensation heat of the vaporized liquid require excessive cooling water and overall demanding water management. All these methods are very energy intensive.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob sušení vlhkých látek cirkulujícím vzduchem. Jeho podstata spočívá v tom, že se vlhká látka podrobuje postupnému sušení příčně cirkulujícím vzduchem v kaskádních stupních s rozdílnými středními teplotami, kde se v každém kaskádním stupni cirkulující vzduch ohříváním vysušuje a ochlazováním zbavuje přebytečné vlhkosti a teplo mezi jednotlivými kaskádními stupni se sděluje vedením stěnami nebo teplovodními trubicemi. Podstata zařízení k provádění způsobu spočívá v tom, že mezi sušenou látkou jsou v podélném směru vysoušení upraveny pohyblivé mezistěny pro uzavření jedňotlivých kaskádních stupňů.According to the invention, the above-mentioned drawbacks are eliminated by the method of drying moist substances with circulating air. It consists in that the wet substance is subjected to successive drying by cross-circulating air in cascading stages with different mean temperatures, where in each cascading stage the circulating air is dried by heating and dehumidified by cooling and the heat between cascading stages is conveyed through the walls or hot water pipes. The essence of the apparatus for carrying out the method is that movable partitions are provided between the dried substance in the longitudinal drying direction to close the individual cascade stages.

Základní účinek způsobu a zařízení podle vynálezu spočívá v podstatném snížení celkového topného příkonu.The basic effect of the method and apparatus according to the invention is to substantially reduce the total heating input.

Rozdělením, celého procesu na kaskádní okruhy se dosáhne odvádění vlhkosti po částech, to při postupně stoupající střední teplotě cirkulujícího vzduchu. Teplo, potřebné pro sušení, přechází z jedné kaskády do další a tím se dostává na stále nižší teplotní úroveň. Množství tepla sděleného mezi kaskádami se postupně zmenšuje v důsledku spotřeby části tepla na ohřev materiálu a kondenzátu a na krytí tepelných ztrát. To způsobí, že nároky na chlazení v poslední sekci jsou minimální. Množství tepla přivedené z vnějšku soustavy činí pouze zlomek úhrnného tepla, potřebného k odpaření veškeré vlhkosti. Tuto skutečnost je mož204705 no vysvětlit tím, že přivedené množství tepla se využije několikanásobně, v každé kaskádě, při postupně nižší teplotní úrovni.By dividing the whole process into cascade circuits, moisture is discharged in portions, gradually increasing the mean circulating air temperature. The heat required for drying passes from one cascade to the next, bringing it to an ever lower temperature level. The amount of heat transmitted between the cascades decreases gradually as a result of the consumption of some heat to heat the material and condensate and to cover the heat loss. This causes the cooling requirements in the last section to be minimal. The amount of heat supplied from the outside of the system is only a fraction of the total heat needed to evaporate all moisture. This can be explained by the fact that the amount of heat applied is used several times, in each cascade, at a gradually lower temperature level.

Příkladné provedení vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném výkrese, kde značí obr. 1 kaskádovou sušárnu v podélném řezu, obr. 2 řez jedním kaskádním stupněm a obr. 3 diagram přibližného . teplotního profilu podél kaskádní sušárny pro střední teplotu cirkulačního vzduchu.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a cascade dryer in longitudinal section, Fig. 2 shows a section through one cascade step, and Fig. 3 shows an approximate diagram. temperature profile along the cascade dryer for medium circulating air temperature.

Sušárna je tvořena izolovanou· skříní 1, v níž je vytvořeno několik, v daném případě 6 kaskádových stupňů, Kl, K2, K3, K4, K5 a K6. Sušená látka 8 je posunována dopravníkem buď po přítržích, nebo kontinuálně. Pohyblivé mezistěny 2, které jsou součástí dopravníku oddělují jednak sušenou látku s různou vlhkostí a jednak uzavírají kaskádní stupně, aby se cirkulační vzduch mezi sousedními sekcemi nemísil. Izolační přepážky 3 zabraňují sdílení tepla v nežádoucím místě mezi sekcemi.The dryer comprises an insulated housing 1 in which several, in the present case 6, cascade steps are formed, K1, K2, K3, K4, K5 and K6. The dried substance 8 is conveyed by the conveyor either in stops or continuously. The movable partitions 2, which are part of the conveyor, separate both the dried substance with different moisture and close the cascade stages so that the circulating air does not mix between adjacent sections. The insulating partitions 3 prevent heat transfer at an undesired location between the sections.

V každé kaskádě je umístěn ventilátor 13, způsobující nucenou cirkulaci vzduchu mezi prvním výměníkem 7 a druhým výměníkem 8 a sušenou látkou 6, v rovině příčné na směr pohybu sušené látky 8.In each cascade there is a fan 13, causing forced air circulation between the first exchanger 7 and the second exchanger 8 and the dried substance 6, in a plane transverse to the direction of movement of the dried substance 8.

Sušená látka 6 prochází postupně kaskádními stupni Kl, K2, K3, K4, K5 a K6, v nichž je odenímána zkondenzovaná kapalina (voda) M_W1, M_w2, ... až M_w6. Do krajního kaskádového stupně K6 je přiváděno teplo Q_Tz vnějšku soustavy do prvního výměníku 7, který má v této sekci vyšší teplotu. Cirkulační vzduch je v tomto prvním výměníku ohříván, čímž se snižuje jeho relativní vlhkost. Průchodem vzduchu vlhkou sušenou látkou 6 se zvětší měrná vlhkost a v druhém výměníku 8, který je chladnější se zmenší měrná vlhkost vzduchu a do druhého výměníku 8 se předá kondenzační teplo. Ochlazený a vysoušený vzduch se opět ohřeje v teplejším prvním výměníku 7 a popsaný děj se znovu opakuje. Do chladnějšího druhého výměníku 8 je teplo přiváděno jednak nucenou konvekcí a jednak částečnou kondenzací. Toto teplo se převede stěnou, žebrovanou stěnou nebo teplovodními trubicemi 9 do sousedního kaskádního stupně K5 na třetí výměník 10, který je zde topný. V alternativním případě mohou být teplovodní trubice 9 nahrazeny pevnými stěnami, případně opatřenými žebry. Na chladném čtvrtém výměníku 11 pátého kaskádního stupně K5 se opět teplo sdílí nucenou konvekcí a částečnnou kondenzací. Teplo je stejným způsobem převáděno všemi sekcemi při stále nižší teplotě. Až v posledním kaskádním stupni Kl je z chladného pátého výměníku 12 zbylé teplo odváděno mimo soustavu. Na obr. 3 je znázorněn přibližný teplotní profil podél kaskádní sušárny pro střední teplotu cirkulačního vzduchu t_si, ts2,... až ts6The dried substance 6 passes sequentially through cascade stages K1, K2, K3, K4, K5 and K6, in which the condensed liquid (water) M _W1 , M _w2 , ... to M _{w6 is removed} . To the extreme cascade stage K6, heat Q _T is supplied from the outside of the system to a first exchanger 7 having a higher temperature in this section. The circulating air is heated in this first exchanger, thereby reducing its relative humidity. The passage of air through the moist dried substance 6 increases the specific humidity and in the second exchanger 8, which is colder, the specific air humidity is reduced and condensation heat is transferred to the second exchanger 8. The cooled and dried air is reheated in the warmer first exchanger 7 and the process described is repeated again. Heat is supplied to the colder second heat exchanger 8 by forced convection and partly by condensation. This heat is transferred through the wall, fin wall or hot water pipes 9 to the adjacent cascade stage K5 to the third heat exchanger 10, which is heated here. Alternatively, the heat pipes 9 may be replaced by solid walls, optionally with ribs. On the cold fourth heat exchanger 11 of the fifth cascade stage K5, heat is again shared by forced convection and partial condensation. Heat is transferred in the same way by all sections at an ever lower temperature. Only in the last cascade stage K1 the remaining heat is removed from the cooler exchanger 12 outside the system. FIG. 3 shows the approximate temperature profile along the cascade dryer for circulating air medium temperature T _a, TS2, ... to TS6

Vlhká sušená látka 6, která prochází všemi kaskádními stupni, se tak postupně vysušuje při stále vyšší střední teplotě cirkulačního vzduchu.The wet dried substance 6, which passes through all the cascade stages, is thus gradually dried at an increasingly higher mean circulating air temperature.

První a druhý pomocný výměník 4 a 5 jsou určeny pro spuštění a případnou regulaci kaskádního sušícího zařízení.The first and second auxiliary heat exchangers 4 and 5 are designed to start and possibly regulate the cascade dryer.

Využití tohoto způsobu je vhodné pro sušení libovolného druhu vlhkých látek, upravených tak, aby cirkulační vzduch mohl snadno procházet vrstvou sušeného materiá-The use of this method is suitable for drying any kind of damp substances treated so that the circulation air can easily pass through a layer of dried material.

Claims

SUBJECT

1. A method of drying moist substances by circulating air, characterized in that the moist substance is subjected to successive drying by cross-circulating air in cascade stages with different mean temperatures, wherein in each cascade stage the circulating air is dried and cooled to remove excess moisture and heat. Stage is communicated through walls or hot water pipes.

YNALEZU

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising an insulated tunnel, internally divided into cascade stages and equipped with heat exchangers and circulation fans, characterized in that movable partitions (2) are provided in the longitudinal drying direction between the dried substance (6). closure of individual cascade stages.