PL211435B1 - Sposób suszenia i domielenia materiałów, zwłaszcza węgli brunatnych i kamiennych (54) oraz urządzenie do suszenia i domielenia materiałów, zwłaszcza węgli brunatnych i kamiennych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób suszenia i domielenia materiałów zwłaszcza węgli brunatnych i kamiennych i urządzenie do suszenia i domielenia materiałów zwłaszcza węgli brunatnych i kamiennych. Rozwiązanie wedł ug wynalazku ma zastosowanie w suszarnictwie dla potrzeb energetyki.

Znane są urządzenia do suszenia materiałów silnie zawilgoconych, w szczególności węgli brunatnych, w których czynnikiem osuszającym są gorące spaliny (400 do 1000°C). Proces bezprzeponowego suszenia realizowany jest w suszarkach bębnowych lub rurosuszarkach współprądowych. Przykładowe zastosowania rurosuszarek to suszarka z pneumatycznym obiegiem węgla (miałów i pył ów wę glowych) w postaci wygię tej w kształ cie litery U rury suszą cej; suszarka pionowa systemu Lurgi dla węgli brunatnych przeznaczonych do brykietowania oraz zbliżona w konstrukcji dla węgli brunatnych dla celów energetycznych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 193830 sposób suszenia i transportu węgla brunatnego polegający na ogrzewaniu surowca węglowego, mieleniu i cyrkulacji ciepła, w którym wstępnie zmielony i podsuszony uprzednio gorącymi spalinami węgiel, doprowadza się we współprądzie z czynnikiem suszą cym do mł yna, a po zmieleniu do ś rednicy poniż ej 0,5 mm, odseparowuje od spalin zmieszanych z oparami i transportuje do paleniska kotła pyłowego przy pomocy wysuszonych recyrkulowanych spalin, stosowanych w ilości identycznej do pobieranej do suszenia z komory. Odseparowaną mieszaninę wilgoci i spalin dostarcza się do suszarki w regulowanej, od zadanej temperatury i końcowej wilgoci węgla ilości, a ciepło odzyskiwane ze schłodzenia i kondensacji nadmiaru wykorzystuje się do podnoszenia temperatury powietrza do spalania lub wody zasilającej. Węgiel brunatny według opisu patentowego suszy się gorącymi spalinami pobieranymi z komory paleniskowej kotła pyłowego oraz zawracanymi z separatora, a zmielony i odseparowany pył węglowy transportuje do paleniska kotła pyłowego przy pomocy wysuszonych recyrkulowanych spalin z wymiennika ciepła.

Z polskiego patentu nr 177359 znany jest układ doprowadzania mieszanki paliwowej zawierającej wodę do suszarki ciśnieniowej. W suszarce paliwo odwadnia się, po czym oddzielona woda jest odprowadzana z suszarki w postaci pary wodnej. Wytworzoną parę wodną oddziela się od strumienia paliwa wypływającego z suszarki i kieruje się do turbiny gazowej jako parę wtryskową. Część pary wodnej odprowadzonej ze strumienia paliwa wypływającego z suszarki doprowadza się do paliwa wpływającego do suszarki albo do wymiennika ciepła używanego do podgrzewania strumienia paliwa, paliwo o wyższej wilgotności doprowadza się do suszarki, albo alternatywnie, zwiększa się wilgotność paliwa w celu polepszenia jego podawania.

Znany jest także z polskiego opisu zgłoszeniowego nr 382610 młyn elektromagnetyczny do domielenia materiałów drobnoziarnistych posiadający komorę roboczą z zamocowaną wewnątrz przysłoną zabezpieczającą jej mielniki przed wypadaniem ze strefy roboczej oraz wzbudnik do wytwarzania pola elektromagnetycznego. Młyn posiada możliwość regulowania kąta nachylenia komory roboczej i zmiany prędkości podawania nadawy.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu oraz urządzenia do efektywnego i szybkiego usuwania wody z węgli brunatnych i kamiennych podczas ich domielenia dla uzyskania paliwa do kotłów elektrowni zawodowych podwyższających ich sprawność.

Sposób według wynalazku polega na tym, że wilgotną nadawę doprowadza się do komory roboczej objętej działaniem pola elektromagnetycznego, w której poddaje się ją jednocześnie zachodzącym procesom suszenia, domielenia i aktywacji oraz modyfikacji zawartej w niej wody na skutek działania pola elektromagnetycznego, a po usunięciu wyparów produkt dosusza się w temperaturze do 110°C w warunkach podciśnienia, a następnie produkt odbiera się grawitacyjnie, bądź za pomocą podajnika.

Korzystnym jest, jeśli czynnik podsuszający ma wilgotność do 10%.

Istota urządzenia według wynalazku polega na tym, że komora robocza posiada co najmniej jeden otwór wlotowy dla czynnika podsuszającego umieszczony w jej górnej części, w pobliżu otworu zasypowego oraz otwór odbioru wyparów usytuowany poniżej przysłony mielników, przy czym przysłona zaopatrzona jest w otwory przepływu wyparów, natomiast jedna z par przeciwległych biegunów wzbudnika zasilanych prądem o tej samej fazie jest usytuowana w płaszczyźnie pionowej przechodzącej przez oś symetrii komory roboczej, a ponadto na wyjściu komory roboczej, poniżej otworu odbioru wyparów, znajduje się segment odbiorczy produktu.

Korzystnym jest, gdy komora robocza pomiędzy przysłoną, a segmentem odbiorczym ma ścianki z izolacją termiczną.

PL 211 435 B1

Korzystnym jest, gdy segment odbiorczy produktu ma kształt kolanowy.

Korzystnym jest również, gdy segment odbiorczy produktu ma ścianki z izolacją termiczną.

Dalsze korzyści można uzyskać jeśli segment odbiorczy jest podgrzewany.

Także korzystnym jest, jeśli segment odbiorczy posiada łącznik do szczelnego połączenia z pojemnikiem odbioru produktu.

Rozwiązanie według wynalazku podwyższa znacznie sprawność kotłów elektrowni oraz obniża emisję CO2 do atmosfery. W warunkach pracy urządzenie według wynalazku jest efektywnym wymiennikiem ciepła i masy w procesie suszenia, a także umożliwia fluidyzację.

W porównaniu z powszechnie stosowanymi w suszarnictwie rozwią zaniami technicznymi proces suszenia uległ wielokrotnemu przyspieszeniu.

Wykorzystanie pól energetycznych, w szczególności cieplnego z dużym gradientem w stosunku do czynnika podsuszającego w części wlotowej spowodowało zintensyfikowanie procesu suszenia i domielenia poprzez dyspersję nadawy na skutek jednoczesnego i kompleksowego oddziaływania zmiennych fizycznych tych pól.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do suszenia i domielenia materiałów zwłaszcza węgli brunatnych i kamiennych, a fig. 2 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny komory roboczej urządzenia.

Urządzenie według wynalazku posiada komorę roboczą 1 z umieszczonymi wokół niej parami biegunów 2 wzbudnika do wytwarzania pola wirującego, przy czym jedna z par przeciwległych biegunów 2 wzbudnika zasilanych prądem o tej samej fazie jest usytuowana w płaszczyźnie pionowej przechodzącej przez oś symetrii komory roboczej 1. Wewnątrz komory roboczej 1 znajdują się mielniki w postaci pręcików wykonanych ze stali o własnościach ferromagnetycznych. Mielniki te wirują i cyrkulują w złożu pod wpływem rotacji pola magnetycznego oraz kolidują wzajemnie jak również ze ściankami komory roboczej 1, a także z poddaną procesowi suszenia i dyspersji nadawą, z intensywnością zależną od kwadratu wartości indukcji magnetycznej. W wyniku tak prowadzonego procesu w komorze roboczej 1 występują lokalne mikroobszary pulsującego ciśnienia wywieranego przez mielniki na nadawę. Mielniki zabezpieczone są przed napadnięciem z komory roboczej 1 za pomocą nieferromagnetycznej przysłony 3 zamocowanej do górnej części ścianki komory roboczej 1, poniżej obszaru oddziaływania pola elektromagnetycznego wzbudnika. Przysłona 3 zaopatrzona jest w otwory 4 przepływu wyparów powstałych podczas procesu suszenia w komorze roboczej 1. W górnej części komory roboczej 1, w pobliżu otworu zasypowego 5, znajduje się otwór wlotowy 6 dla czynnika podsuszającego. Czynnik podsuszający stanowić mogą: suchy gaz, suche spaliny bądź suche powietrze o temperaturach poniżej 110°C. W dolnej części komory roboczej 1, poniżej przysłony 3, znajduje się otwór 7 odbioru wyparów do ich wysysania. Na wyjściu komory roboczej 1 zamocowany jest kolanowy segment odbiorczy 8 o ściankach z izolacją termiczną 9, w celu uniemożliwienia kondensacji pary wodnej. Izolację termiczną 9 posiada także dolna część komory roboczej 1 znajdująca się pomiędzy przysłoną 3, a segmentem odbiorczym 8 wraz z otworem 7 odbioru wyparów. Dla zintensyfikowania procesu suszenia segment odbiorczy 8 jest dodatkowo podgrzewany. Segment odbiorczy 8 ma łącznik 10 do szczelnego połączenia z pojemnikiem odbioru produktu dla zabezpieczenia przed wtórną adsorbcją.

Do komory roboczej 1 urządzenia doprowadza się wilgotną nadawę otworem zasypowym 5 i jednocześ nie we współprądzie podaje się jej otworem wlotowym 6 czynnik dosuszający korzystnie o temperaturze do 110°C i wilgotnoś ci do 10%, a nast ę pnie nadawę poddaje się jednoczesnemu suszeniu, domieleniu i aktywacji oraz modyfikacji wody przez pole magnetyczne związanej z utratą jej zdolności adsorpcyjnej co intensyfikuje proces jej odparowania w komorze roboczej 1. Wypary powstałe w trakcie procesów zachodzących w efekcie działania pola elektromagnetycznego są odprowadzane ze strefy oddziaływania pola elektromagnetycznego komory roboczej 1 przez otwory 4 w przysł onie 3. Wypary z wę gli kopalnych usuwane są z komory roboczej 1 otworem odbioru 7 wyparów usytuowanym poniżej przysłony 3 mielników. Odbiór wyparów umożliwia układ utrzymujący podciśnienie w strefie odbioru wyparów w segmencie odbiorczym 8 zapobiegając adsorpcji wilgoci w produkcie. Nachylenie komory roboczej 1 w stosunku do poziomu umożliwia przejście grawitacyjne materiału do segmentu odbiorczego 8, w którym zachodzi dalsze dosuszanie produktu bez domielenia. Odbioru produktu dokonuje układ odbiorczy, który musi zapewniać niezbędną szczelność strefy odbioru wyparów.

Claims (8)

1. Sposób suszenia i domielenia materiałów zwłaszcza węgli brunatnych i kamiennych polegający na doprowadzeniu wstępnie zmielonej nadawy we współprądzie z czynnikiem podsuszającym do komory roboczej urządzenia do suszenia i domielenia materiałów, mieleniu i usuwaniu wyparów z nadawy, znamienny tym, ż e wilgotną nadawę doprowadza się do komory roboczej objętej działaniem pola elektromagnetycznego, w której poddaje się ją jednocześnie zachodzącym procesom suszenia, domielenia i aktywacji oraz modyfikacji zawartej w niej wody, a po usunięciu wyparów produkt dosusza się w temperaturze do 110°C w warunkach podciśnienia, a następnie produkt odbiera się grawitacyjnie, bądź za pomocą podajnika.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czynnik podsuszający ma wilgotność do 10%.

3. Urządzenie do suszenia i domielenia materiałów zwłaszcza węgli brunatnych i kamiennych posiadające komorę roboczą z zamocowaną wewnątrz przysłoną zabezpieczającą jej mielniki przed wypadaniem ze strefy roboczej oraz wzbudnik do wytwarzania pola elektromagnetycznego, znamienne tym, że komora robocza (1) posiada co najmniej jeden otwór wlotowy (6) dla czynnika podsuszającego umieszczony w jej górnej części, w pobliżu otworu zasypowego (5) oraz otwór odbioru wyparów (7) usytuowany poniżej przysłony (3) mielników, przy czym przysłona (3) zaopatrzona jest w otwory (4) przepływu wyparów, natomiast jedna z par przeciwległych biegunów (2) wzbudnika zasilanych prądem o tej samej fazie jest usytuowana w płaszczyźnie pionowej przechodzącej przez oś symetrii komory roboczej (1), a ponadto na wyjściu komory roboczej (1), poniżej otworu odbioru wyparów (7), znajduje się segment odbiorczy (8) produktu.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że komora robocza (1) pomiędzy przysłoną (3), a segmentem odbiorczym (8) ma ścianki z izolacją termiczną (9).

5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że segment odbiorczy (8) produktu ma kształt kolanowy.

6. Urządzenie według zastrz. 3 albo 5, znamienne tym, że segment odbiorczy (8) produktu ma ścianki z izolacją termiczną (1).

7. Urządzenie według zastrz. 5 albo 6, znamienne tym, że segment odbiorczy (8) jest podgrzewany.

8. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że segment odbiorczy (8) posiada łącznik (10) do szczelnego połączenia z pojemnikiem odbioru produktu.