PL217485B1 - Sposób suszenia biomasy drzewnej w suszarni taśmowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób suszenia biomasy drzewnej w suszarni taśmowej, w którym zassane z otoczenia przez wentylatory powietrze ogrzewa się w zainstalowanych nad komorą suszenia wymiennikach ciepła zasilanych energią cieplną wytwarzaną w biomasowej kotłowni, wilgotną biomasę drzewną dostarcza się w sposób ciągły do komory suszenia, w której w trakcie przesuwania warstwy biomasy drzewnej na perforowanym taśmowym przenośniku miesza się ją i suszy ogrzanym powietrzem przechodzącym przez warstwę biomasy drzewnej od góry do dołu.

Suszenie jest jednym z etapów produkcji peletów. Do produkcji peletów wykorzystywane są odpady drzewne, tj. trociny, wióry, zrzyny, słoma zbóż, słoma rzepaku, rośliny energetyczne. Na stronie internetowej http://www.paliwadrzewne.pl/index.php?dzid=29&did=33 podaje się, że przygotowanie surowca do produkcji peletów drzewnych wymaga, oprócz rozdrobnienia i oczyszczenia, jego wys uszenia do około 8% wilgotności. W procesie suszenia nie liczy się jedynie szybkość wysuszenia trocin, bardzo ważna jest ich jakość po wysuszeniu, bezpieczeństwo oraz wysokość kosztów obsługi suszarni. Na stronie tej w rozdziale „Suszarnie taśmowe trocin i zrębki” ujawniono istotę suszenia tego materiału w suszarniach taśmowych:

„Istota rozwiązania sprowadza się do budowania jedno lub wielopoziomowych tuneli z surowcem systematycznie nasypywanym na przesuwającą się, perforowaną taśmę stalową. W wielu punktach tuneli nadmuchiwane jest na nią z góry lub z dołu gorące powietrze. Złoże może być dodatkowo wzbudzane dzięki ruchom wibracyjnym taśmy. Główną zaletą suszarni taśmowych jest możliwość znacznego wydłużenia drogi suszenia oraz bezpośredni przedmuch gorącego powietrza przez złoże trocin czy zrębki. Pozwala to na obniżenie temperatury suszenia, dzięki czemu wzrasta jakość suszonego surowca. Wibracyjno taśmowy przesuw trocin daje możliwość połączenia suszenia z segregacją i czyszczeniem.”

W publikacji „Aparatura procesowa i chemiczna. Suszarki - aparatura do suszenia” autorstwa Łukasza Szalewicza i Łukasza Uruskiego: Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Energetyki i Paliw, Kraków 2010: home.agh.edu.pl/~balys/APA/referaty/Suszarki.pdf, wskazano, że suszenie ma na celu wytworzenie produktu lub półproduktu o odpowiednich właściwościach użytkowych, zwiększenie trwałości materiału. Istnieje wiele różnych sposobów klasyfikacji suszarek. Z uwagi na rozwiązania konstrukcyjne suszarki dzieli się na komorowe, tunelowe, taśmowe, bębnowe, walcowe, pneumatyczne, rozpyłowe, wibracyjne itp. O okresowości lub ciągłości suszenia decyduje strumień masy suszonego materiału. Proces ciągły zapewnia bardziej równomierne suszenie i w zależności od kierunku wzajemnego ruchu czynnika suszącego i suszonego materiału (surowca) wyróżnia się suszarki: współprądowe, przeciwprądowe, o przepływie krzyżowym. Z opracowania tego znana jest budowa suszarki taśmowej. Zasadniczymi elementami suszarki taśmowej są urządzenia do zasilania materiału wilgotnego i rozładunku materiału suchego, taśma wraz z konstrukcją napędową i nośną, urządzenia uszczelniające, wentylatory dostarczające czynnik grzejny i odsysające powietrze zużyte, grzejniki oraz odpowiednio zainstalowana obudowa komory suszarniczej. Ponadto mogą być dodatkowo zainstalowane urządzenia do czyszczenia taśmy, przemieszczania materiału na taśmie w toku suszenia i kontroli automatycznej. Przenośniki wykonuje się w postaci siatki metalowej, perforowanej taśmy z metalu lub z innych tworzyw. Suszarki taśmowe z jednym przenośnikiem wykonuje się zazwyczaj jako wielosekcyjne. Tak np. dla bardziej równomiernego suszenia czynnik suszący podawany jest w jednej sekcji pod warstwą materiału, a w następnej przepuszczany jest od góry do dołu. Tego rodzaju sekcje mogą różnić się nie tylko kierunkiem ruchu gazu, ale także temperaturą, wilgotnością oraz prędkością przepływu czynnika suszącego złoże. Zazwyczaj dla materiału wilgotnego stosuje się większe prędkości przepływu gazu niż dla materiału podsuszonego.

Z powyższego opracowania wiadomo, że przy zmiennym kierunku ruchu gazu w stosunku do materiału stosuje się zazwyczaj przepływ od dołu do góry dla sekcji zawierającej materiał wilgotny oraz przepływ odwrotny dla materiału suchego. Pozwala to na wyeliminowanie lub zmniejszenie unoszenia z gazem drobniejszych cząstek materiału. Materiał wykazuje wówczas działanie filtrujące, zatrzymując cząstki pyłu podczas jego przepływu przez złoże. Taśma zazwyczaj usytuowana jest poziomo i przesuwa się z prędkością ok. 5-8 mm/s. Powietrze przepływa przez złoże z prędkością - liczoną na powierzchnię taśmy - ok. 1 do 1,5 m/s. Jako czynnik suszący stosuje się gorące powietrze, gazy paleniskowe, względnie parę przegrzaną.

PL 217 485 B1

Suszarki taśmowe można podzielić na następujące rodzaje:

1) suszarki taśmowe z nawiewem poprzez materiał (z przepływem czynnika suszącego przez warstwę materiału spoczywającego na perforowanej taśmie),

2) suszarki taśmowe konwekcyjne, w których taśma nie jest przepuszczalna dla czynnika suszącego; jest on natomiast przesyłany nad materiałem,

3) suszarki taśmowe kontaktowe, w których nieperforowana taśma przesuwa się nad gorącą powierzchnią; ciepło wymagane do prowadzenia procesu suszenia jest przenoszone od ogrzewanej taśmy do materiału przez przewodzenie.

W suszarkach taśmowych z przepływem gazu przez materiał otrzymywane są duże szybkości suszenia. W wyniku tego, że warstwa materiału, spoczywającego na ruchomej taśmie, jest stosunkowo płytka, zazwyczaj w granicach od 25 do 250 mm, i droga przepływu materiału jest krótka, proces suszenia przebiega równomiernie. Ponadto ruchome złoże, poruszające się z taśmą, znajduje się w stanie spoczynku i nie występuje wzajemne ścieranie się cząstek materiału, prowadzące do pogorszenia wyglądu produktu i tworzenia pyłu.

Dla dużej produkcji oraz w przypadku gdy zachodzi konieczność zmniejszenia powierzchni przeznaczonej na zainstalowanie suszarki, stosuje się suszarki wielotaśmowe.

Ze strony internetowej http://www.stela-dryingtechnology.de/pl/produkty 001/suszarki taśmowe/ znana jest niskotemperaturowa suszarka taśmowa oraz proces suszenia w tej suszarni. Produkt wilgotny doprowadzany jest w sposób ciągły do instalacji suszącej. Dwa ślimaki transportowe równomiernie rozprowadzają i wyrównują materiał na całej szerokości taśmy. Wysokość nasypu jest ustawialna dowolnie i może w szybki, prosty sposób zostać optymalnie dopasowana do wymogów danego produktu. Rozdzielony produkt doprowadzony zostaje do obszaru suszenia. W środku tunelu suszarki nasyp materiału poddany zostaje działaniu podgrzanego powietrza. Ciepłe powietrze wytwarzane jest za pomocą wymienników ciepła z ogrzewnicy. Podczas oddziaływania ciepłego powietrza wilgotność zostaje konwektywnie osuszana i oddawana do strumienia powietrza, który przez powstałą utratę ciepła ulega schłodzeniu. Powietrze suszące może być dokładnie dozowane na całej długości produktu i dzięki temu optymalnie dopasowane do poszczególnych odcinków procesu suszenia. Kilka wentylatorów promieniowych troszczy się o dokładne dozowanie powietrza na całej długości suszarki. Warstwa materiału zostaje poddana oddziaływaniu powietrza od góry do dołu. Elementy drobne zostają samoistnie odrzucone przez produkt, w sposób podobny do działania maty filtrującej. Taśma transportująca dodatkowo filtruje powietrze odlotowe. W celu uzyskania możliwie homogennego produktu nasyp po przebyciu połowy długości suszarki poddany zostaje kontroli za pomocą mechanizmu zawracającego. Warstwy nasypu ulegają przy tym przełożeniu i przemieszaniu. Dzięki temu następuje wyrównanie stopnia wilgotności bardziej suchej warstwy górnej z nieco wilgotniejszą warstwą dolną. Po przebyciu procesu suszenia produkt zostaje zrzucony z taśmy transportowej na urządzenie ślimakowe przenoszące materiał do dalszej obróbki. W instalacji znajduje się automatyka regulująca stopień wilgotności. Stałe pomiary stopnia wilgotności produktu końcowego pozwalają na regulację i kontrolę procesu suszenia. Prędkość taśmy ustawiana jest przy tym przez bezstopniowy napęd przekładniowy o zmiennej prędkości obrotowej i dopasowywana do różnych stopni wilgotności początkowych. W przypadku dużej wilgotności prędkość taśmy, a co za tym idzie przepustowość instalacji ulegają redukcji, z kolei przy niskich stopniach wilgotności początkowej prędkość taśmy i przepustowość urządzenia odpowiednio rosną.

Z opisu zgłoszeniowego WO 2009001136 znane są urządzenie i sposób suszenia rozdrobnionej biomasy, w tym drzewnej. W opisie tym wskazano, że biomasa drzewna dla przydatności przemysłowej musi być wysuszona do około 10% wilgotności. Gorące powietrze ogrzewa biomasę od dołu do góry. Temperatura dostarczanego powietrza zależy od wymogów biomasy, ale z reguły jest ona pomiędzy 50°C a 110°C, zwłaszcza pomiędzy 70°C a 100°C. Im cieplejsze jest powietrze, tym szybciej paruje woda z biomasy i szybciej przebiega proces suszenia. Jednak powietrze powyżej 100°C powoduje ryzyko wysuszenia biomasy do wilgotności dużo niższej niż 10%, co nie jest pożądane w produkcji peletów. Najlepszy efekty uzyskuje się gdy suszony materiał ma wysokość od 5 do 10 cm przy podgrzewaniu od dołu. Wg sposobu proces suszenia może być zautomatyzowany, może przewidywać urządzenia do odzysku energii, sekcje materiału mogą być suszone powietrzem o różnej temperaturze. Sposób zakłada także mieszanie suszonego materiału - materiał z góry przekłada się na dół. Umożliwia to budowa stołu, na którym leży materiał - wyposażony jest on w listwy z przerwami na gorące powietrze, które poruszając się wzruszają materiał.

PL 217 485 B1

Z opisu zgłoszeniowego WO 2010029045 znany jest sposób suszenia w suszarni wielosekcyjnej, gdzie medium suszące, którym jest gorące powietrze o zmiennym kierunku przepływu, ma temperaturę pomiędzy 30°C a 200°C, korzystnie od 35°C do 100°C, a najlepiej od 40°C do 60°C. W sposobie tym powietrze jest podawane od dołu za pomocą rur nadmuchowych umieszczonych na stole, sposób zakłada suszenie wstępne materiału. Wysuszony produkt ma wilgotność od 10% do 30%, a korzystnie od 15% do 20%.

Z polskiego zgłoszenia patentowego PL 388 508 znany jest sposób suszenia biomasy włóknistej uformowanej w baloty, przez które przetłacza się czynnik suszący w postaci oczyszczonych spalin o temperaturze 50°C-160°C.

W opisie zgłoszeniowym WO 2010010585 ujawniono różnego rodzaju suszarki. Wyróżniono wśród nich suszaki taśmowe zawierające perforowaną taśmę, na której układany jest suszony materiał. Gorące powietrze przechodzi przez taśmę susząc materiał. Czas przebywania surowca na taśmie jest krótki - ok. godziny, a temperatura suszenia gorącym powietrzem wynosi od 100°C do 200°C.

Żeby uzyskać lepszą jakość surowca optymalizuje się w tych suszarniach przepływ ciepłego powie₃ trza. Suszarnie taśmowe są z reguły suszarniami średniej wielkości od 100 do 200 m³, o przepływie ₃ materiału 10 m³/h. Przedmiotem wynalazku w ww. opisie zgłoszeniowym jest mała suszarnia o wysokiej jakości suszenia, w której używa się niskich temperatur - do 100°C. W suszarni tej gorące powietrze podaje się od dołu, jest ona suszarnią przeponową. Powietrze jest ogrzewane w komorze powietrza ciepłem dostarczanym z kilku różnych źródeł.

Z opisu patentowego US 4564368 znany jest sposób suszenia, w którym biomasę suszy się gorącym powietrzem o temperaturze od 50 F do 600 F, tj. od 10°C do 315°C, korzystnie pomiędzy 200 F a 350 F, tj. od 93°C do 175°C, żeby wysuszyć ją do wilgotności 5%-35%. Wynalazek ujawnia też aparat do suszenia zastrzeżoną metodą.

Znane sposoby suszenia materiału drzewnego w suszarniach taśmowych nie eliminują problemów związanych z suszeniem biomasy na skalę przemysłową dla celów peletowania. W szczególności suszenie znanymi sposobami powoduje dość wysokie zużycie energii i uzyskanie materiału o niewystarczającej jakości. Standardowo stosowane temperatury suszenia nie pozwalają na uzyskanie lepszych parametrów wysuszonej biomasy przy suszeniu jej ogrzanym powietrzem od góry do dołu. Powyższe rozwiązania nie rozwiązują ponadto problemu optymalnego suszenia biomasy drzewnej na skalę przemysłową w niskiej temperaturze w dużej suszarni taśmowej z jednym przenośnikiem taśmowym, w której gorące powietrze podawane jest od góry do dołu i przechodzi przez wilgotną, nie osuszoną wstępnie warstwę biomasy drzewnej. Przepływ powietrza suszącego od dołu do góry stosowany w większości rozwiązań wykorzystuje naturalne właściwości rozchodzenia się gazów, dlatego też suszenie w ten sposób jest łatwiejsze.

Celem wynalazku jest zapewnienie większej wydajności procesu suszenia biomasy drzewnej na potrzeby produkcji peletów na skalę przemysłową przy zastosowaniu niskiej temperatury w dużej suszarni jednotaśmowej z jednym przenośnikiem taśmowym oraz uzyskanie przy tym pożądanych parametrów wysuszonego surowca, w tym uzyskanie pożądanej niższej wilgotności i wysokiej jednorodności surowca, przy zachowaniu szybkości suszenia. Ponadto wynalazek ma na celu zmniejszenie kosztów zużycia energii cieplnej wykorzystywanej w procesie suszenia.

Sposób suszenia biomasy drzewnej w suszarni taśmowej zaopatrzonej w urządzenia do zasilania materiału wilgotnego i rozładunku materiału suchego, perforowany taśmowy przenośnik, wentylatory zasysające powietrze i odsysające powietrze zużyte, wymienniki ciepła, komorę suszenia wraz z obudową oraz urządzenia do czyszczenia taśmowego przenośnika, mieszania materiału na taśmowym przenośniku w toku suszenia, urządzenia do automatycznej kontroli procesu suszenia, zwłaszcza prędkości przesuwu taśmowego przenośnika w zależności od wilgotności materiału na końcu procesu suszenia, oraz wlotowe kominy, w którym zassane z otoczenia przez wentylatory powietrze ogrzewa się w zainstalowanych nad komorą suszenia wymiennikach ciepła zasilanych energią cieplną wytwarzaną w biomasowej kotłowni, wilgotną biomasę drzewną dostarcza się w sposób ciągły do komory suszenia, w której w trakcie przesuwania warstwy biomasy drzewnej na perforowanym taśmowym przenośniku miesza się ją i suszy ogrzanym powietrzem przechodzącym przez warstwę biomasy drzewnej od góry do dołu, charakteryzuje się według wynalazku tym, że powietrze z otoczenia zassane przez wentylatory usytuowane na obudowie komory suszenia poniżej taśmowego przenośnika ogrzewa się wstępnie w zależności od jego temperatury o 10°C do 20°C w pierwszej grupie wymienników ciepła zasilanych energią cieplną odzyskiwaną przez instalację odzysku ciepła z gazów spalinowych wytworzonych w procesie spalania w biomasowej kotłowni, a następnie ogrzane powietrze

PL 217 485 B1 przepuszcza się przez odpowiadającą liczbowo pierwszej grupie wymienników ciepła i połączoną z nią drugą grupę wymienników ciepła zasilanych energią cieplną wytwarzaną bezpośrednio w biomasowej kotłowni doprowadzaną do tych wymienników w postaci podgrzanej mieszaniny wodno-glikolowej, w których przy temperaturze mieszaniny wodno-glikolowej na wejściu wynoszącej od 65°C do 75°C, a na wyjściu od 45°C do 55°C ogrzewa się powietrze do temperatury od 55°C do 64°C, po czym powietrzem tym w komorze suszenia suszy się od góry do dołu przemieszczającą się na taśmowym przenośniku warstwę biomasy drzewnej o wysokości 10 cm, którą po przemieszaniu wyrównuje się ponownie do wysokości 10 cm za pomocą dwóch przeciwbieżnych śrubowych przenośników zamontowanych nad taśmowym przenośnikiem za urządzeniami mieszającymi biomasę. W sposobie według wynalazku każdy wymiennik ciepła z pierwszej grupy połączony jest z usytuowanym pod nim wymiennikiem ciepła z drugiej grupy. Wymienniki z każdej grupy rozmieszczone są równomiernie nad całą długością taśmowego przenośnika.

Dołożenie dodatkowego źródła energii, jakim jest system odzysku ciepła ze spalin wytwarzanych w biomasowej kotłowni w procesie spalania biomasy drzewnej, nie wymagający dodatkowego paliwa, pozwala na zmniejszenie różnic w wydajności pracy suszarni zależnej od pory roku. Bez instalacji odzysku ciepła wyższą wydajność można osiągnąć latem przy niższej wilgotności paliwa, tj. spalanej w kotłowni biomasy drzewnej, a zimą wydajność ta jest dużo niższa z uwagi na wysoką wilgotność paliwa. Paliwo spalane w biomasowej kotłowni ma naturalną wilgotność w zależności od pory roku od 30% do 60% - czyli zawiera stałą ilość suchej biomasy drzewnej o określonej wartości energetycznej i wody określającej wilgotność tego paliwa. W trakcie procesu spalania spala się sucha masa drzewna dająca określoną ilość energii, której część wykorzystywana jest w procesie spalania do odparowania wody - im bardziej wilgotne paliwo, tym więcej energii jest wykorzystywane do odparowania wody. Bez systemu odzysku ciepła ze spalin energia potrzebna do odparowania wody z paliwa jest uwalniana do atmosfery w postaci gazów spalinowych, a im bardziej jest wilgotne paliwo, tym większa ilość tej energii jest uwalniana do atmosfery przez komin. Po zainstalowaniu systemu odzysku ciepła z gazów spalinowych możliwe jest odzyskiwanie części tej energii - im bardziej wilgotne paliwo, tym więcej energii można odzyskać. Zatem z uwagi na wyższą wilgotność paliwa w okresie zimowym, największą ilość energii cieplnej można odzyskać w tym okresie. Sposób według wynalazku pozwala na zapewnienie dużej wydajności w suszarni jednotaśmowej. Sposób ten pozwala na szybkie suszenie biomasy drzewnej przy niskiej temperaturze gorącego powietrza w komorze suszenia suszącego biomasę drzewną od góry do dołu, eliminując konieczność zastosowania suszarni wielotaśmowej, wielosekcyjnej albo zmian kierunku przepływu powietrza w suszarni. Dzięki niskiej temperaturze w komorze suszenia zmniejszono ryzyko zapalenia się suszonego materiału. Sposób ten zapewnia zatem duże bezpieczeństwo w procesie suszenia. Mimo niskiej temperatury suszenia gorącym powietrzem od góry do dołu sposób pozwala na osiągnięcie pożądanych dla produkcji peletów parametrów jakościowych biomasy drzewnej, tj. jednorodności i wilgotności, co w efekcie przekłada się na lepsze właściwości fizyczne peletów jako produktu końcowego. Przy zastosowaniu niskiej temperatury w komorze suszenia zachowano szybkość suszenia, bez doprowadzania do przesuszenia biomasy. Osiągnięto to dzięki instalacji odzysku energii cieplnej ze spalin wytwarzanych w biomasowej kotłowni. Dwie grupy wymienników ciepła i instalacja odzysku ciepła zasilająca jedną z grup wymienników odzyskaną energią cieplną pozwalają na ogrzewanie wstępne powietrza, co usprawnia suszenie w okresie jesiennym, zimowym i wiosennym umożliwiając zachowanie pożądanych parametrów wysuszonej biomasy. Dwie współpracujące ze sobą grupy wymienników ciepła skutkują zwiększeniem wydajności suszarni nawet przy niskich temperaturach zewnętrznych i dużej wilgotności suszonej biomasy drzewnej. Ponadto dzięki odzyskowi energii ze spalin rozwiązanie to pozwala na obniżenie kosztów suszenia surowca do produkcji peletów.

Reasumując, sposób według wynalazku pozwala na zastosowanie niskiej temperatury powietrza suszącego biomasę drzewną od góry do dołu w dużej suszarni jednotaśmowej oraz uzyskanie pożądanych parametrów procesu i surowca, w tym uzyskanie pożądanej wilgotności biomasy przy zachowaniu wysokiej jednorodności. Ponadto według sposobu, mimo niskiej temperatury suszenia, nie jest konieczne wstępne podgrzewanie surowca, tj. osuszanie go z wilgoci - co z reguły wymaga zużycia dodatkowej energii i zwiększa koszty suszenia.

Wynalazek został przedstawiony w przykładach wykonania, nie ograniczających jego zakresu, w tym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia suszarnię taśmową na schemacie blokowym, fig. 2 przedstawia suszarnię taśmową z wymiennikami ciepła i wentylatorami, natomiast fig. 3 przedstawia suszarnię taśmową z dwoma przeciwbieżnymi taśmowymi przenośnikami.

PL 217 485 B1

Przedstawiona na fig. 1 suszarnia taśmowa wyposażona jest w dwa transportowe ślimaki 1 podające wilgotną biomasę drzewną do komory suszenia 2 i rozprowadzające ją na poziomym perforowanym taśmowym przenośniku 3, znajdującym się wewnątrz komory suszenia 2. Na obudowie 4 komory suszenia 2 poniżej taśmowego przenośnika 3 usytuowanych jest pięć wentylatorów 5, które zasysają powietrze z otoczenia. Suszarnia połączona jest rurami 6 z biomasową kotłownią 7 stanowiącą źródło ciepła. Suszarnia wyposażona jest w pierwszą grupę ośmiu wymienników ciepła 8 zasilanych energią cieplną odzyskiwaną przez instalację odzysku ciepła 9 z gazów spalinowych wytworzonych w procesie spalania w biomasowej kotłowni 7 oraz w połączoną z pierwszą grupą wymienników ciepła 8 drugą grupę ośmiu wymienników ciepła 10 zasilanych energią cieplną wytwarzaną bezpośrednio w biomasowej kotłowni 1 i doprowadzaną do tych wymienników 10 w postaci podgrzanej mieszaniny wodno-glikolowej. Każdy wymiennik ciepła 8 z pierwszej grupy połączony jest z usytuowanym pod nim wymiennikiem ciepła 10 z drugiej grupy. Wymienniki 8, 10 rozmieszczone są równomiernie nad całą długością taśmowego przenośnika 3. Instalacja odzysku ciepła 9 z gazów spalinowych współpracuje z systemem odprowadzania spalin usytuowanym na spalinowym kominie 11 biomasowej kotłowni 7. W suszarni zainstalowane są urządzenia do czyszczenia taśmy 12 w postaci myjki ciśnieniowej, a także łopatki 13 do mieszania biomasy drzewnej na taśmowym przenośniku 3 w toku suszenia oraz umieszczone nad taśmowym przenośnikiem 3 za łopatkami 13 na wysokości 10 cm dwa przeciwbieżne śrubowe przenośniki 14 wyrównujące warstwę przemieszanej biomasy. Suszarnia wyposażona jest w ślimakowe urządzenie 15 przenoszące wysuszoną biomasę do dalszej obróbki. Suszarnia zaopatrzona jest w system automatycznej kontroli procesu suszenia 16, zwłaszcza prędkości przesuwu taśmy w zależności od wilgotności materiału na końcu procesu suszenia.

Pokazana na fig. 2 suszarnia taśmowa wyposażona jest w pierwszą grupę ośmiu wymienników ciepła 8 oraz w połączoną z pierwszą grupą wymienników ciepła 8 drugą grupę ośmiu wymienników ciepła 10. Każdy wymiennik ciepła 8 z pierwszej grupy połączony jest z usytuowanym pod nim wymiennikiem ciepła 10 z drugiej grupy. Wymienniki 8, 10 rozmieszczone są równomiernie nad całą długością taśmowego przenośnika 3 znajdującego się w komorze suszenia 2. Poniżej taśmowego przenośnika 3 usytuowanych jest pięć wentylatorów 5, które zasysają powietrze z otoczenia. W suszarni zainstalowane są urządzenia do czyszczenia taśmy 12 w postaci myjki ciśnieniowej, łopatki 13 do mieszania biomasy drzewnej na taśmowym przenośniku 3 w toku suszenia oraz dwa przeciwbieżne śrubowe przenośniki 14 wyrównujące warstwę przemieszanej biomasy. Suszarnia wyposażona jest w ślimakowe urządzenie 15 przenoszące wysuszoną biomasę do dalszej obróbki.

Na fig. 3 przedstawiono zainstalowane w suszarni taśmowej dwa przeciwbieżne śrubowe przenośniki 14 wyrównujące warstwę przemieszanej biomasy. Pod pierwszą grupą wymienników ciepła 8 usytuowana jest połączona z nią druga grupa wymienników ciepła 10. Suszarnia wyposażona jest w ślimakowe urządzenie 15 przenoszące wysuszoną biomasę do dalszej obróbki.

P r z y k ł a d 1

W sposobie według wynalazku biomasę drzewną w postaci trocin drzewnych oraz zrębek drzewnych o wilgotności 56,56% dostarcza się za pośrednictwem dwóch transportowych ślimaków 1 do suszarni taśmowej i rozprowadza na perforowanym taśmowym przenośniku 3 na wysokość 10 cm. Suszenie odbywa się na taśmowym przenośniku 3, który porusza się z prędkością 2,47 m/min., automatycznie regulowaną na podstawie uzyskiwanej na wyjściu z suszarni wilgotności biomasy drzewnej. Za pomocą pięciu wentylatorów 5 zasysa się z atmosfery powietrze o temperaturze 14°C i doprowadza je do pierwszej grupy ośmiu wymienników ciepła 8, gdzie ogrzewa się to powietrze wstępnie o 10°C i doprowadza do drugiej grupy ośmiu wymienników ciepła 10, połączonych z pierwszą grupą wymienników ciepła 8. Temperatura mieszaniny wodno-glikolowej na wejściu każdego z wymienników ciepła 10 z drugiej grupy wynosi 75°C stopni, a na wyjściu 55°C. Powietrze ogrzewa się w tych wymiennikach 10 do temperatury 61°C, a następnie suszy się nim od góry do dołu przemieszczającą się na taśmowym przenośniku 3 warstwę biomasy drzewnej. Powietrze przechodzi przez perforowany taśmowy przenośnik 3 z biomasą drzewną na całej jego długości i jest wyrzucane na zewnątrz wraz z parą wodną, która powstaje w procesie suszenia. W połowie długości komory suszenia 2 biomasę drzewną miesza się za pomocą łopatek 13, które odwracają biomasę na taśmowym przenośniku 3 zwiększając szybkość suszenia. Następnie warstwę biomasy wyrównuje się ponownie do wysokości 10 cm za pomocą dwóch przeciwbieżnych śrubowych przenośników 14 zamontowanych nad taśmowym przenośnikiem 3 za łopatkami 13. Zastosowanie śrubowych przenośników 14 pozwala na zwiększenie szybkości suszenia i poprawę jednorodności wysuszonej biomasy drzewnej. Po przebyciu długości taśmowego przenośnika 3 wysuszoną biomasę drzewną o wilgotności 9,9% zrzuca się na ślimakowe

PL 217 485 B1 urządzenie 15 przenoszące wysuszoną biomasę do dalszej obróbki. Proces suszenia biomasy drzewnej trwa 12,1 min. Przy powyższych parametrach osiąga się wydajność 10 t/h, zużycie energii na wysuszenie 1 tony biomasy wynosi 1,00 MWh; zużycie energii cieplnej na wysuszenie 1 tony biomasy o 1% - 0,0214 MWh/t.

P r z y k ł a d 2

W sposobie według wynalazku biomasę drzewną w postaci trocin drzewnych o wilgotności 55% dostarcza się za pośrednictwem dwóch transportowych ślimaków 1 do suszarni i rozprowadza na perforowanym taśmowym przenośniku 3 na wysokość 10 cm. Suszenie odbywa się na taśmowym przenośniku 3, który porusza się z prędkością 2,47 m/min., automatycznie regulowaną na podstawie uzyskiwanej na wyjściu z suszarni wilgotności biomasy drzewnej. Za pomocą pięciu wentylatorów 5 zasysa się z atmosfery powietrze o temperaturze 8°C i doprowadza je do pierwszej grupy ośmiu wymienników ciepła 8, gdzie ogrzewa się to powietrze wstępnie o 15°C i doprowadza do drugiej grupy ośmiu wymienników ciepła 10, połączonych z pierwszą grupą wymienników ciepła 8. Temperatura mieszaniny wodno-glikolowej na wejściu każdego z wymienników ciepła 10 z drugiej grupy wynosi 65°C stopni, a na wyjściu 45°C. Powietrze ogrzewa się w tych wymiennikach 10 do temperatury 55°C, a następnie suszy się nim od góry do dołu przemieszczającą się na taśmowym przenośniku 3 warstwę biomasy drzewnej. Powietrze przechodzi przez perforowany taśmowy przenośnik 3 z biomasą drzewną na całej jego długości i jest wyrzucane na zewnątrz wraz z parą wodną, która powstaje w procesie suszenia. W połowie długości komory suszenia 2 biomasę drzewną miesza się za pomocą łopatek 13, które odwracają biomasę na taśmowym przenośniku 3 zwiększając szybkość suszenia. Następnie warstwę biomasy wyrównuje się ponownie do wysokości 10 cm za pomocą dwóch przeciwbieżnych śrubowych przenośników 14 zamontowanych nad taśmowym przenośnikiem 3 za łopatkami 13. Po przebyciu długości taśmowego przenośnika 3 wysuszoną biomasę drzewną o wilgotności 9,1% zrzuca się na ślimakowe urządzenie 15 przenoszące wysuszoną biomasę do dalszej obróbki. Proces suszenia biomasy drzewnej trwa 12 min. Przy powyższych parametrach osiąga się wydajność 8 t/h, zużycie energii na wysuszenie 1 tony biomasy wynosi 1,21 MWh; zużycie energii cieplnej na wysuszenie 1 tony biomasy o 1% - 0,0259 MWh/t.

Claims (1)

1. Sposób suszenia biomasy drzewnej w suszarni taśmowej zaopatrzonej w urządzenia do zasilania materiału wilgotnego i rozładunku materiału suchego, perforowany taśmowy przenośnik, wentylatory zasysające powietrze i odsysające powietrze zużyte, wymienniki ciepła, komorę suszenia wraz z obudową oraz urządzenia do czyszczenia przenośnika taśmowego, mieszania materiału na taśmowym przenośniku w toku suszenia, urządzenia do automatycznej kontroli procesu suszenia, zwłaszcza prędkości przesuwu taśmowego przenośnika w zależności od wilgotności materiału na końcu procesu suszenia, oraz wlotowe kominy, w którym zassane z otoczenia przez wentylatory powietrze ogrzewa się w zainstalowanych nad komorą suszenia wymiennikach ciepła zasilanych energią cieplną wytwarzaną w biomasowej kotłowni, wilgotną biomasę drzewną dostarcza się w sposób ciągły do komory suszenia, w której w trakcie przesuwania warstwy biomasy drzewnej na perforowanym taśmowym przenośniku miesza się ją i suszy ogrzanym powietrzem przechodzącym przez warstwę biomasy drzewnej od góry do dołu, znamienny tym, że powietrze z otoczenia zassane przez wentylatory (5) usytuowane na obudowie (4) komory suszenia (2) poniżej taśmowego przenośnika (3) ogrzewa się wstępnie w zależności od jego temperatury o 10°C do 20°C w pierwszej grupie wymienników ciepła (8) zasilanych energią cieplną odzyskiwaną przez instalację odzysku ciepła (9) z gazów spalinowych wytworzonych w procesie spalania w biomasowej kotłowni (7), a następnie ogrzane powietrze przepuszcza się przez odpowiadającą liczbowo pierwszej grupie wymienników ciepła (8) i połączoną z nią drugą grupę wymienników ciepła (10) zasilanych energią cieplną wytwarzaną bezpośrednio w biomasowej kotłowni (7) doprowadzaną do tych wymienników (10) w postaci podgrzanej mieszaniny wodno-glikolowej, w których przy temperaturze mieszaniny wodno-glikolowej na wejściu wynoszącej od 65°C do 75°C, a na wyjściu od 45°C do 55°C ogrzewa się powietrze do temperatury od 55°C do 64°C, po czym powietrzem tym w komorze suszenia (2) suszy się od góry do dołu przemieszczającą się na taśmowym przenośniku (3) warstwę biomasy drzewnej o wysokości 10 cm, którą po przemieszaniu wyrównuje się ponownie do wysokości 10 cm za pomocą dwóch przeciwbieżnych śrubowych przenośników (14) zamontowanych nad taśmowym przenośnikiem (3) za urządzeniami mieszającymi biomasę.