RU2086086C1 - Viscous material dehydration apparatus - Google Patents
Viscous material dehydration apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086086C1 RU2086086C1 SU5049680A RU2086086C1 RU 2086086 C1 RU2086086 C1 RU 2086086C1 SU 5049680 A SU5049680 A SU 5049680A RU 2086086 C1 RU2086086 C1 RU 2086086C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- desiccant
- evaporator
- cyclone
- burner
- installation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности для обезвоживания вязких материалов, например птичьего помета. The invention relates to the field of agriculture, in particular for the dehydration of viscous materials, such as bird droppings.
Известны установки для обезвоживания птичьего помета, содержащие теплогенератор, сушильный барабан, циклон, вытяжной вентилятор. В сушильном барабане осуществляется сушка птичьего помета теплоносителем с начальной температурой 800-900oC, что приводит наряду с испарением влаги помета к интенсивному нагреву органической части помета, сопровождающемуся его частичным термическим разложением и выделением токсичных, дурнопахнущих веществ, чья концентрация во много раз превышает нормы ПДК.Known installations for dewatering bird droppings containing a heat generator, a drying drum, a cyclone, an exhaust fan. In the drying drum, the bird droppings are dried with a coolant with an initial temperature of 800-900 o C, which leads, along with the evaporation of moisture of the droppings, to intensive heating of the organic part of the droppings, accompanied by its partial thermal decomposition and the release of toxic, odorous substances, whose concentration is many times higher than normal MPC.
Таким образом, недостатком установки является частичное термическое разложение птичьего помета и отсутствие в ней средств для очистки отходящих газов от дурнопахнущих, токсичных компонентов. Для исключения интенсивного нагрева, являющегося причиной термического разложения вязкого материала-помета, и выделения токсичных компонентов в практике используется метод капиллярного обезвоживания. Thus, the disadvantage of the installation is the partial thermal decomposition of bird droppings and the absence in it of means for cleaning exhaust gases from foul-smelling, toxic components. To exclude intense heating, which is the cause of the thermal decomposition of a viscous droppings, and the release of toxic components, capillary dehydration is used in practice.
Известна полупромышленная установка капиллярного обезвоживания вязкого материала керогена, которая работает следующим образом. В смеситель в заданном весовом соотношении дозаторами подаются порции влажного керогена и влагопоглотитель. В смеситель происходит перемешивание влагопоглотителя и керогена и под действием капиллярного потенциала происходит переток влаги из керогена в капилляры влагопоглотителя. Далее смесь высушенного керогена и влагопоглотителя поступает на сито грохота, где происходит отделение керогена от частиц влагопоглотителя (кероген нижний продукт, влагопоглотитель - верхний продукт грохочения). С грохота влажный влагопоглотитель поступает в сушилку кипящего слоя на регенерацию. Из сушилки кипящего слоя, а также из циклона высушенные частицы влагопоглотителя вновь подаются вместе с новыми порциями влажного керогена на обезвоживание в смеситель [1]
Установка выбрана в качестве прототипа к заявляемой установке. Недостатками прототипа, применительно использования его для обезвоживания вязкого материала птичьего помета являются отсутствие в ней системы газоочистки, а также низкое качество сушки (регенерации) влагопоглотителя, что в итоге приводит к высокой концентрации вредных токсичных компонентов в выбрасываемых в атмосферу газов и к ограничению производительности установки по обезвоживанию вязкого материала птичьего помета.Known semi-industrial installation of capillary dehydration of viscous kerogen material, which works as follows. Portions of wet kerogen and desiccant are fed into the mixer in a predetermined weight ratio. The desiccant and kerogen are mixed into the mixer and, under the action of the capillary potential, moisture flows from kerogen to the desiccant capillaries. Next, the mixture of dried kerogen and desiccant enters a screen, where the kerogen is separated from the particles of desiccant (kerogen is the lower product, desiccant is the upper screening product). From the screen, the wet desiccant enters the fluidized bed dryer for regeneration. From the fluidized bed dryer, as well as from the cyclone, the dried particles of the desiccant are again fed together with new portions of wet kerogen to dehydration to the mixer [1]
The installation is selected as a prototype of the claimed installation. The disadvantages of the prototype, with regard to its use for dewatering viscous material of bird droppings, are the absence of a gas purification system in it, as well as the low quality of drying (regeneration) of a desiccant, which ultimately leads to a high concentration of harmful toxic components in the gases emitted into the atmosphere and to limit the performance of the installation by dehydration of viscous material of bird droppings.
Так, при регенерации в сушилке кипящего слоя влажного влагопоглотителя - цеолита (цеолит выбран по причинам его большой величины капиллярного потенциала, наличия и использования его в больших количествах на птицефабриках), в отходящих газах из сушилки наблюдается присутствие аммиака, сероводорода, меркаптана, концентрация которых меньше, чем в случае конвективной сушки птичьего помета, но все же превышает нормы ПДК. Присутствие токсичных компонентов в отходящих газах из сушилки объясняется наличием во влаге помета органических веществ, которые вместе с тончайшими частицами помета попадают в капилляры влагопоглотителя, а также длительным временем пребывания цеолита в сушке кипящего слоя. Установка лишь частично решает вопрос экологии процесса обезвоживания птичьего помета. Малоинтенсивный и длительный процесс сушки регенерации влагопоглотителя в сушилке кипящего слоя является также недостатком прототипа. Исследовался процесс сушки цеолита. Сушка цеолита осуществлялась горячим воздухом с температурой 245-470oC в кипящем слое, при массовой скорости 15-31,6 кг/ч, что соответствовало скорости теплоносителя на входе в кипящий слой 1,6-3,1 м/с. Время сушки для снижения начальной влажности цеолита с 6,6-17,5% до диапазона влажности 1,76-8% составляло 502-2970 с (примерно 9-50 мин). На основе расчетов экспериментальных данных величина влагосъема с единицы площади кипящего слоя не превышает 170 кг/м2•ч. Вследствие малоинтенсивной сушки (небольшая величина влагосъема и длительное время сушки) для регенерации цеолита в большом количестве потребуется сушилка кипящего слоя весьма больших габаритов и большой металлоемкости. Покажем это на примере расчета процесса обезвоживания птичьего помета посредством цеолита, где для регенерации цеолита используется сушилка кипящего слоя. Причем, что производительность установки обезвоживания птичьего помета посредством цеолита равна производительности установки и составляет по высушенному помету G=1000 кг/ч. Начальная и конечная влажности помета составляют ω1= 75 % и ω2 = 15 % , а начальная и конечная влажности цеолита WH= 1,7% и Wk=23% Количество удаляемой влаги из помета и перешедшей в капилляры цеолита составит:
Производительность установки по влажному исходному помету составит:
G1= G2 + W 1000 + 2400 3400 кг/ч.So, during regeneration in a dryer of a fluidized bed of a desiccant - zeolite (zeolite was selected because of its large capillary potential, the presence and use of it in large quantities at poultry farms), the presence of ammonia, hydrogen sulfide, mercaptan, the concentration of which is less, is observed in the exhaust gases from the dryer than in the case of convective drying of bird droppings, but still exceeds the MPC. The presence of toxic components in the exhaust gases from the dryer is explained by the presence of organic matter in the moisture of the litter, which together with the thinnest particles of the litter enter the capillaries of the desiccant, as well as the long residence time of the zeolite in the fluidized bed dryer. The installation only partially solves the ecology of the process of dehydration of bird droppings. The low-intensity and lengthy drying process of the desiccant regeneration in a fluidized bed dryer is also a disadvantage of the prototype. The drying process of zeolite was investigated. The zeolite was dried with hot air with a temperature of 245-470 o C in a fluidized bed, at a mass speed of 15-31.6 kg / h, which corresponded to the velocity of the coolant at the entrance to the fluidized bed of 1.6-3.1 m / s. The drying time to reduce the initial moisture of the zeolite from 6.6-17.5% to a moisture range of 1.76-8% was 502-2970 s (approximately 9-50 minutes). Based on the calculation of experimental data, the moisture removal per unit area of the fluidized bed does not exceed 170 kg / m 2 • h. Due to low-intensity drying (a small amount of moisture removal and a long drying time) for the regeneration of zeolite in large quantities, a fluidized bed dryer of very large dimensions and large metal consumption will be required. We show this by the example of calculating the process of dehydration of bird droppings by means of zeolite, where a fluidized bed dryer is used to regenerate zeolite. Moreover, the productivity of the plant for dewatering poultry manure by means of a zeolite is equal to the productivity of the plant and is G = 1000 kg / h for dried manure. The initial and final humidity of the litter is ω 1 = 75% and ω 2 = 15%, and the initial and final humidity of the zeolite W H = 1.7% and W k = 23%. The amount of moisture removed from the litter and transferred to the zeolite capillaries will be:
The plant capacity for wet initial litter will be:
G 1 = G 2 + W 1000 + 2400 3400 kg / h.
Требуемое количество цеолита для капиллярного обезвоживания птичьего помета составит:
а) при его начальной влажности Wн=1,7%
б) при его конечной влажности Wk=23%
Gкц=Gнц+W=8676=2400=11076 кг/ч;
в) абсолютно сухого цеолита:
Требуемая площадь газораспределительного устройства сушилки кипящего слоя составит (при влагосъеме q=170 кг/м•ч):
Требуемое время сушки цеолита (т.е. время пребывания) в сушилке кипящего слоя примем τ 20 мин. Тогда весовое количество цеолита, находящегося в слое сушилки кипящего слоя, составит:
Примем порозность кипящего слоя ε 0,70, удельный вес цеолита γц= 1700 кг/м3 тогда объем кипящего слоя составит:
Высота кипящего слоя:
Высоту сепарационной зоны сушилки кипящего слоя принимаем равной:
Нсеп= 2,0•Нсл= 2,0•0,46=0,92 м.The required amount of zeolite for capillary dehydration of bird droppings will be:
a) with its initial moisture content W n = 1.7%
b) with its final moisture content W k = 23%
G kts = G nts + W = 8676 = 2400 = 11076 kg / h;
c) absolutely dry zeolite:
The required area of the gas distribution device of the fluidized bed dryer will be (with moisture removal q = 170 kg / m • h):
The required drying time of the zeolite (i.e., residence time) in a fluidized bed dryer is τ 20 minutes. Then the weight amount of zeolite located in the layer of the fluidized bed dryer will be:
We take the porosity of the fluidized bed ε 0.70, the specific gravity of the zeolite γ C = 1700 kg / m 3 then the volume of the fluidized bed will be:
Fluid bed height:
The height of the separation zone of the fluidized bed dryer is taken equal to:
N sep = 2.0 • N sl = 2.0 • 0.46 = 0.92 m.
Общая высота и объем сушилки кипящего слоя составят:
Нсуш=Нсл+Нсеп=0,46 + 0,92 1,4 м
Vсуш=Нсуш•F= 1,4•14,1=19,7 м3
Величина объемного влагонапряжения сушилки кипящего слоя составит:
Из расчета видно, что процесс сушки влагопоглотителя цеолита характеризуется длительным временем и низкой величиной объемного влагонапряжения, что в итоге определяет низкое качество сушки влагопоглотителя цеолита в кипящем слое. Низкое качество сушки ограничивает возможность регенерации (сушки) цеолита в больших количествах, что в свою очередь лимитирует производительность установки по обезвоживанию вязкого материала - птичьего помета.The total height and volume of the fluidized bed dryer will be:
N sushi = N sl + N sep = 0.46 + 0.92 1.4 m
V sushi = N sushi • F = 1.4 • 14.1 = 19.7 m 3
The volumetric moisture voltage of the fluidized bed dryer is:
The calculation shows that the drying process of the zeolite desiccant is characterized by a long time and low volumetric moisture stress, which ultimately determines the low quality of drying the zeolite desiccant in a fluidized bed. The low quality of drying limits the possibility of regeneration (drying) of zeolite in large quantities, which in turn limits the performance of the plant for dehydration of viscous material - bird droppings.
Целью изобретения является повышение производительности и обеспечение требований экологии установки для обезвоживания вязких материалов. The aim of the invention is to increase productivity and ensure environmental requirements of a plant for the dehydration of viscous materials.
Эта цель достигается тем, что в установке для обезвоживания вязких материалов, например птичьего помета, содержащая связанный с дозаторами помета и влагопоглотителя смеситель, на выходе которого установлено приспособление для разделения смеси на компоненты, соединенное патрубком вывода влагопоглотителя с узлом его сушки, который сообщен с источником подачи теплоносителя и циклоном, а также посредством трубопровода выхода влагопоглотителя соединен с дозатором влагопоглотителя, отличающаяся тем, что устройство для сушки влагопоглотителя выполнено в виде установленных последовательно вихревой камеры с питателем-забрасывателем и испарителя, который выполнен в виде винтового конвейера с установленными на его лопастях лопатками, снабжен вариатором изменения числа оборотов вала конвейера, а также вакуум-насосом, всасывающий патрубок которого сообщен с патрубком вывода паров испарителя, при этом установка снабжена устройством для очистки отработанных газов, которое выполнено в виде сообщенного с циклоном вытяжного вентилятора, а также форсуночного абсорбера, входной патрубок которого соединен с выходами вакуум-насоса и циклона через вытяжной вентилятор, а также средством подачи части отработанных газов к источнику подачи теплоносителя, который выполнен в виде горелки и связанного с ней щелевого регистра, а средство подачи части отработанных газов к источнику подачи теплоносителя выполнено в виде трубопровода, вход которого соединен с входным патрубком абсорбера, а выход - с входом горелки и щелевого регистра. This goal is achieved by the fact that in the installation for dehydration of viscous materials, such as bird droppings, containing a mixer connected to the dispensers of the litter and desiccant, the outlet of which has a device for separating the mixture into components, connected to the outlet pipe of the desiccant with its drying unit, which is in communication with the source the heat carrier and the cyclone, as well as through the desiccant outlet pipe, are connected to a desiccant dispenser, characterized in that the device for drying the desiccant The spruce is made in the form of a vortex chamber installed in series with a feeder-spreader and an evaporator, which is made in the form of a screw conveyor with blades mounted on its blades, equipped with a variator for changing the number of revolutions of the conveyor shaft, as well as a vacuum pump, the suction pipe of which is in communication with the vapor outlet pipe the evaporator, while the installation is equipped with a device for cleaning exhaust gases, which is made in the form of an exhaust fan communicated with the cyclone, as well as a nozzle absorber, inlet the nozzle of which is connected to the exits of the vacuum pump and the cyclone through an exhaust fan, as well as by means for supplying a part of the exhaust gases to the coolant supply source, which is made in the form of a burner and an associated slot register, and the means for supplying part of the exhaust gases to the coolant supply source in the form of a pipeline, the input of which is connected to the inlet pipe of the absorber, and the output - with the input of the burner and slot register.
Предлагаемая установка имеет следующие отличительные от прототипа признаки:
имеется вихревая камера с питателем-забрасывателем (взамен сушилки кипящего слоя);
имеется испаритель в виде винтового конвейера с присоединенным к нему вакуум-насосом, испаритель снабжен вариатором скорости, а на лопастях испарителя установлены лопатки;
имеется форсуночный абсорбер;
имеется трубопровод, по которому часть газов направляется к горелке и к щелевому регистру.The proposed installation has the following distinctive features from the prototype:
there is a vortex chamber with a feeder-spreader (instead of a fluidized bed dryer);
there is an evaporator in the form of a screw conveyor with a vacuum pump attached to it, the evaporator is equipped with a speed variator, and blades are installed on the evaporator blades;
there is a nozzle absorber;
There is a pipeline through which part of the gas goes to the burner and to the slot register.
Следовательно, можно заключить, что заявляемое техническое решение отвечает критерию "новизна". Therefore, we can conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."
Наличие в заявляемой установке вихревой камеры, испарителя с вакуум-насосом позволяет резко интенсифицировать процесс сушки влагопоглотителя, что в итоге приводит к повышению производительности установки. Направление 60% отработанных газов в форсуночный абсорбер, а 40% отработанных газов по трубопроводу к горелке и к щелевому регистру на огневое обезвреживание делают процесс обезвоживания вязких материалов, к примеру, птичьего помета, экологически более чистым по сравнению с процессом в установке-прототипе. The presence in the inventive installation of a vortex chamber, an evaporator with a vacuum pump can dramatically intensify the drying process of the desiccant, which ultimately leads to an increase in productivity of the installation. The direction of 60% of the exhaust gas to the nozzle absorber, and 40% of the exhaust gas through the pipeline to the burner and to the slit register for fire neutralization make the process of dewatering viscous materials, for example, bird droppings, environmentally friendly compared to the process in the prototype installation.
Известна также вихревая камера, предназначенная для скоростного нагрева угля для его коксования. Реализация в вихревой камере высоких относительных скоростей (до 50 м/с) между частицами угля и газовым потоком обеспечивают скоростной нагрев частиц угля до 400oC за 2-5 с. В установке вихревая камера предназначена не только для нагрева, но и для сушки влагопоглотителя.Also known is a vortex chamber designed for high-speed heating of coal for its coking. Implementation in a vortex chamber of high relative speeds (up to 50 m / s) between the coal particles and the gas stream provide high-speed heating of the coal particles to 400 o C for 2-5 s. In the installation, the vortex chamber is intended not only for heating, but also for drying the desiccant.
Помимо этого, в вихревой камере заявляемой установки узел подачи влажного влагопоглотителя размещается на входном тангенциальном патрубке вихревой камеры и выполнен в виде роторного, метательного устройства, при работе которого метание частиц влажного влагопоглотителя направлено против высокоскоростного потока теплоносителя, что дополнительно обеспечивает достижение высоких относительных скоростей, равномерное распределение частиц влагопоглотителя в потоке теплоносителя, что является основой для качественного нагрева и сушки частиц влагопоглотителя. In addition, in the vortex chamber of the claimed installation, the wet desiccant feed unit is located on the inlet tangential nozzle of the vortex chamber and is made in the form of a rotary throwing device, during which the throwing of the particles of the wet desiccant is directed against the high-speed coolant flow, which additionally ensures the achievement of high relative speeds, uniform the distribution of particles of the desiccant in the coolant flow, which is the basis for high-quality heating and drying ticles of desiccant.
В вихревой камере узел питания шнек осуществляет подачу частиц материала аксиально, что не обеспечивает равномерного распределения частиц в потоке теплоносителя, что в известной мере ухудшает качество нагрева и сушки частиц материала. In the vortex chamber, the auger power unit delivers the particles of the material axially, which does not ensure uniform distribution of particles in the coolant flow, which to a certain extent degrades the quality of heating and drying of the material particles.
Высокие относительные скорости и равномерность распределения частиц влагопоглотителя в вихревой камере позволяет в течение 3-4 с нагреть равномерно всю структуру частиц влагопоглотителя до 150oC и значительное количество капиллярной влаги перевести в парообразное состояние. За этот период времени в вихревой камере испаряется 60% влаги (влажность влагопоглотителя на входе 23% а на выходе 11,5% ). Влагонапряжение вихревой камеры составляет 690 кг/м•с, температура газов на входе 450oC, на выходе из вихревой камеры 176oC.High relative speeds and uniform distribution of the particles of the desiccant in the vortex chamber allows for 3-4 seconds to uniformly heat the entire structure of the particles of desiccant to 150 o C and transfer a significant amount of capillary moisture into a vapor state. During this period of time, 60% of moisture evaporates in the vortex chamber (moisture content of the desiccant at the inlet is 23% and at the outlet 11.5%). The moisture voltage of the vortex chamber is 690 kg / m • s, the gas temperature at the inlet is 450 o C, at the outlet of the vortex chamber 176 o C.
Требуемый объем вихревой камеры применительно к обеспечиванию производительности в вышеуказанном примере составит:
где gв.к объемное влагонапряжение вихревой камеры.The required volume of the vortex chamber in relation to ensuring productivity in the above example is:
where g vk is the volumetric moisture voltage of the vortex chamber.
В предлагаемой установке испаритель выполнен в виде винтового конвейера с подключенным к нему вакуум-насосом. Известны винтовые конвейеры, предназначенные для транспортировки кусковых и пылевых материалов, однако в винтовом конвейере (испарителе), помимо транспортировки, осуществляется испарение оставшейся капиллярной влаги влагопоглотителя до конечной влажности 1,7% Наличие в приводе испарителя вариатора скорости позволяет изменить время пребывания частиц влагопоглотителя в испарителе и тем самым корректировать конечную влажность частиц влагопоглотителя. In the proposed installation, the evaporator is made in the form of a screw conveyor with a vacuum pump connected to it. Screw conveyors are known for transporting lumpy and dusty materials, however, in addition to transportation, the remaining capillary moisture of the desiccant is evaporated to a final moisture content of 1.7% in the screw conveyor (evaporator). The presence of a speed variator in the evaporator drive allows you to change the residence time of the desiccant particles in the evaporator and thereby adjust the final moisture content of the desiccant particles.
В испарителе происходит интенсивное выделение влаги в виде пара. Объемное влагонапряжение в испарителе достигает 400 кг/м3•ч, такая высокая величина влагонапряжения объясняется рядом причин:
а) интенсивное перемещение и пересыпание частиц влагопоглотителя при транспортировке, чему способствуют наличие подъемных лопаток на лопастях испарителя;
б) наличие вакуума (200 мм рт.ст.), создаваемого в объеме испарителя вакуум-насосом, что увеличивает движущую силу процесса массоотдачи от поверхности частиц влагопоглотителя в объеме испарителя;
в) равномерность предварительного нагрева частиц влагопоглотителя в вихревой камере, что обуславливает отсутствие градиента температуры внутри частицы влагопоглотителя. При сушке влагопоглотителя в кипящем слое температура поверхности частицы превышает температуру ядра частицы, тем самым градиент температуры направлен против направления миграции влаги и оказывает тормозящее воздействие на интенсивность сушки в кипящем слое. В испарителе же вследствие испарения влаги с поверхности частицы в определенный момент времени температура поверхности оказывается несколько ниже температуры в ядре частицы и тем самым градиент температуры совпадает с направлением потока влаги и пара от ядра к поверхности частицы влагопоглотителя и тем самым ускоряет эту миграцию влаги к поверхности частицы влагопоглотителя.Intensive evaporation of moisture occurs in the form of steam. The volumetric moisture voltage in the evaporator reaches 400 kg / m 3 • h, such a high value of moisture stress is explained by several reasons:
a) the intensive movement and pouring of particles of the desiccant during transportation, which is facilitated by the presence of lifting blades on the blades of the evaporator;
b) the presence of vacuum (200 mm Hg) created in the volume of the evaporator by a vacuum pump, which increases the driving force of the mass transfer from the surface of the particles of the desiccant in the volume of the evaporator;
c) the uniformity of preheating of the particles of the desiccant in the vortex chamber, which leads to the absence of a temperature gradient inside the particles of the desiccant. When drying a desiccant in a fluidized bed, the temperature of the particle surface exceeds the temperature of the particle core, thereby the temperature gradient is directed against the direction of moisture migration and has an inhibitory effect on the drying intensity in the fluidized bed. In the evaporator, due to evaporation of moisture from the particle’s surface at a certain point in time, the surface temperature is slightly lower than the temperature in the particle’s core, and thus the temperature gradient coincides with the direction of the flow of moisture and vapor from the core to the particle’s surface of the desiccant, and thereby accelerates this migration of moisture to the particle’s surface desiccant.
Применительно к выше указанному примеру для испарения оставшихся 40% влаги из влагопоглотителя объем испарителя составит:
где gисп объемное влагонапряжение испарителя.In relation to the above example, to evaporate the remaining 40% moisture from the desiccant, the volume of the evaporator will be:
where g isp volume vlagonapryazhenie evaporator.
Суммарный объем аппаратов для сушки влагопоглотителя с целью удаления из него влаги в количестве W=2400 кг/ч составит:
Как видно из расчетов, при наличии в установке комбинации вихревой камеры и испарителя по сравнению с наличием в установке сушилки кипящего слоя приводит в итоге к уменьшению объемов аппаратов для сушки влагопоглотителя в 4,3 раза:
При сопоставимых объемах комбинации вихревой камеры и испарителя, с одной стороны, и сушилки кипящего слоя с другой, появляется возможность резкого увеличения производительности по сушке влагопоглотителя и как следствие в целом производительности установки по обезвоживанию вязких материалов. Наличие в установке трубопровода, по которому 40% отработанных газов направляются к горелке и к щелевому регистру, позволяет термически диссоацировать токсичные компоненты меркаптан, сероводород, аммиак, метан на более простые нетоксичные компоненты. Огневое термическое обеззараживание 40% отходящих газов позволяет снизить в целом суммарный выброс токсичных компонентов в атмосферу, что соответствует целям экологии.The total volume of apparatus for drying the desiccant in order to remove moisture from it in an amount of W = 2400 kg / h will be:
As can be seen from the calculations, if there is a combination of a vortex chamber and an evaporator in the installation compared to the presence of a fluidized bed dryer in the installation, it results in a decrease in the volume of apparatus for drying the desiccant by 4.3 times:
With comparable volumes of the combination of the vortex chamber and the evaporator, on the one hand, and the fluidized bed dryer, on the other hand, there is the possibility of a sharp increase in the drying capacity of the desiccant and, as a result, the overall performance of the plant for dewatering viscous materials. The presence in the installation of a pipeline through which 40% of the exhaust gases are directed to the burner and to the slit register allows the toxic components of mercaptan, hydrogen sulfide, ammonia, methane to be thermally dissociated into simpler non-toxic components. Fire thermal disinfection of 40% of the exhaust gases allows us to reduce the overall total release of toxic components into the atmosphere, which is consistent with environmental goals.
Известны способы термического обезвреживания отходящих газов, в которых подвод отработанных газов осуществляется непосредственно к корню факела горения, но подача больших количеств отработанных газов к корню факела горения приведет к высокой забаллостированности, что может стать причиной нестабильного горения и возможности обрыва факела горения. В предлагаемой установке поток отработанных газов в равных количествах подается в горелку и в щелевой регистр. Known methods for the thermal neutralization of exhaust gases, in which the supply of exhaust gas is carried out directly to the root of the flame, but the supply of large amounts of exhaust gas to the root of the combustion flame will lead to high ballasting, which can cause unstable combustion and the possibility of breaking the flame. In the proposed installation, the flow of exhaust gases in equal amounts is fed to the burner and to the slot register.
Подача части потока отработанных газов в щелевой регистр и последующий переток их в зону аэродинамического конуса горения горелки способствует хорошему смесеобразованию, равномерному распределению порций токсичных компонентов в зоне горения факела, что обеспечивает хороший выжиг токсичных компонентов без нарушения устойчивости факела горения горелки. Подача же части отработанных газов непосредственно в горелку вместе с воздухом на горение также обеспечивает равномерность и однородность горючей смеси, поступающей на горение в горелку и тем самым исключает возможность локального забаллостирования горючей смеси, которая также может стать причиной неустойчивого горения. The supply of a part of the exhaust gas stream to the slit register and their subsequent transfer to the zone of the aerodynamic cone of the burner of the burner contributes to good mixture formation, a uniform distribution of portions of toxic components in the combustion zone of the torch, which ensures good burning of toxic components without violating the stability of the torch of combustion of the burner. The supply of a part of the exhaust gases directly to the burner together with the combustion air also ensures uniformity and homogeneity of the combustible mixture entering the burner for combustion, and thereby eliminates the possibility of local choking of the combustible mixture, which can also cause unstable combustion.
60% отработанных газов от вытяжного вентилятора подаются на очистку от аммиака и соединений серы в форсуночный абсорбер, где происходит промывка газов водой, сопровождающееся поглощением части аммиака и меркаптана водой. Состав и концентрация газов на выбросе в атмосферу показаны в таблице, приведенной ниже. 60% of the exhaust gases from the exhaust fan are fed to clean the ammonia and sulfur compounds in the nozzle absorber, where the gas is flushed with water, accompanied by the absorption of part of the ammonia and mercaptan by water. The composition and concentration of gases emitted into the atmosphere are shown in the table below.
Тот факт, что лишь 60% отработанных газов выбрасываются в атмосферу, и при том, что в них концентрация двуокиси серы, сероводорода, метана, меркаптана и аммиака ниже, чем при варианте переработки вязкого материала - птичьего помета в барабанной сушилке, является положительным фактором, отвечающим требованиям экологии. The fact that only 60% of the exhaust gases are emitted into the atmosphere, and despite the fact that the concentration of sulfur dioxide, hydrogen sulfide, methane, mercaptan and ammonia in them is lower than in the case of processing viscous material - bird droppings in a drum dryer, is a positive factor, meeting environmental requirements.
На фиг. 1 изображена технологическая линия установки; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 установка лопаток в испарителе; на фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows a production line of the installation; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. one; in FIG. 3 installation of blades in the evaporator; in FIG. 4 is a section along BB in FIG. one.
Установка для обезвоживания вязких материалов, к примеру птичьего помета, содержит связанный с дозаторами помета 1 и влагопоглотителя 2 смеситель 3, на выходе которого установлено приспособление 4 для разделения смеси на компоненты (например, грохот), соединенное патрубком вывода 5 влагопоглотителя с узлом для его сушки, который сообщен с источником подачи теплоносителя 16 и циклоном 8, а также посредством трубопровода 19 выхода влагопоглотителя соединен с дозатором влагопоглотителя 2, при этом устройство для сушки влагопоглотителя выполнено в виде установленных последовательно вихревой камеры 7 с питателем-забрасывателем 6 и испарителя, который выполнен в виде винтового конвейера 9 с установленными на его лопастях лопатками 11, снабжен вариатором 10 изменения числа оборотов вала конвейера 9, а также вакуум-насосом 12, всасывающий патрубок которого сообщен с патрубком вывода паров испарителя, при этом установка снабжена устройством для очистки отработанных газов, которое выполнено в виде сообщенного с циклоном 8 вытяжного вентилятора 13, а также в виде форсуночного абсорбера 14, входной патрубок которого соединен с выходами вакуум-насоса 12 и циклона 8 через вытяжной вентилятор 13, а также средством 15 подачи части отработанных газов к источнику подачи теплоносителя 16, который выполнен в виде горелки 17 и связанного с ней щелевого регистра 18, а средство 15 подачи части отработанных газов к источнику подачи теплоносителя 16 выполнено в виде трубопровода, вход которого соединен с входным патрубком абсорбера 14, а выход с выходом горелки 17 и щелевого регистра 18. The apparatus for dewatering viscous materials, for example, bird droppings, contains a mixer 3 connected to the dispensers of litter 1 and desiccant 2, at the outlet of which there is a device 4 for separating the mixture into components (for example, screen), connected to the outlet pipe 5 of the desiccant with a unit for drying it which is in communication with the supply source of the coolant 16 and the cyclone 8, as well as through the desiccant outlet pipe 19, is connected to the desiccant dispenser 2, and the device for drying the desiccant is made about in the form of a sequentially installed vortex chamber 7 with a feeder-casting device 6 and an evaporator, which is made in the form of a screw conveyor 9 with blades 11 mounted on its blades, equipped with a variator 10 for changing the speed of the conveyor shaft 9, as well as a vacuum pump 12, a suction pipe which is in communication with the vapor outlet pipe of the evaporator, while the installation is equipped with an exhaust gas purification device, which is made in the form of an exhaust fan 13 connected to the cyclone 8, and also in the form of a nozzle absorber 14, the discharge pipe of which is connected to the exits of the vacuum pump 12 and cyclone 8 through an exhaust fan 13, as well as by means 15 for supplying a portion of the exhaust gases to the coolant supply source 16, which is made in the form of a burner 17 and an associated slot register 18, and supply means 15 part of the exhaust gases to the supply source of the coolant 16 is made in the form of a pipeline, the input of which is connected to the inlet pipe of the absorber 14, and the output with the output of the burner 17 and slot register 18.
Установка для обезвоживания вязких материалов, например птичьего помета, работает следующим образом. Из дозаторов 1 и 2 в смеситель 3 подаются порции влажного птичьего помета и влагопоглотителя. В смесителе 3 осуществляется впитывание влаги птичьего помета в капилляры влагопоглотителя. По мере впитывания влаги и транспортировки смеси в смеситель 3 птичий помет высушивается и приобретает сыпучие свойства. Из смесителя 3 сыпучая масса поступает в приспособление 4 для разделения смеси на компоненты, где осуществляется просев и отделение обезвоженного помета от частиц влагопоглотителя. Обезвоженный птичий помет с влажностью 15% поступает к потребителю. Installation for dehydration of viscous materials, such as bird droppings, works as follows. From dispensers 1 and 2, portions of wet bird droppings and desiccant are fed to
Влагопоглотитель по патрубку 5 вывода влагопоглотителя самотеком направляется к питателю-забрасывателю 6, который метает порции влагопоглотителя навстречу потоку теплоносителя, имеющего температуру 450oC и скорость 50 м/с. Интенсивный теплообмен между потоком теплоносителя и частицами влагопоглотителя обуславливается высокими относительными скоростями и интенсивной круткой частиц влагопоглотителя непосредственно в корпусе вихревой камеры 7. В результате интенсивного теплообмена осуществляется скоростной нагрев влагопоглотителя до температуры 150oC, температура газов на выходе из вихревой камеры 176oC. Одновременно с нагревом влагопоглотителя происходит испарение влаги, влажность цеолита на выходе из вихревой камеры 7 составляет 11,5%
Вся газовзвесь из вихревой камеры 7 поступает в циклон 8, где также за счет крутки происходит дополнительный нагрев частиц влагопоглотителя до 160oC. В циклоне 8 происходит отделение частиц влагопоглотителя от отработанного потока теплоносителя, который отсасывается вытяжным вентилятором 13. Тот факт, что частицы влагопоглотителя имеют узкий гранулометрический состав (3-6 мм) и в нем отсутствуют пылевые фракции, пылеунос из циклона 8 практически отсутствует. Из циклона 8 нагретый и частично высушенный влагопоглотитель подается в испаритель, представляющий собой винтовой конвейер 9, оснащенный вариатором 10 и соединенный с вакуум-насосом 12. В испарителе за счет транспортировки и пересыпания частиц влагопоглотителя за счет подъема и сброса их с лопаток 11 и вследствие вакуума (200 мм рт.ст.) происходит интенсивное испарение влаги из влагопоглотителя. Конечная влажность влагопоглотителя (Wк= 1,7% ) корректируется временем пребывания влагопоглотителя в конвейере 9, которое достигается изменением скорости вращения вала конвейера 9 посредством вариатора 10. Высушенный влагопоглотитель из испарителя по трубопроводу 19 подается в дозатору 2 вновь для обезвоживания новых порций птичьего помета. Пары влаги из конвейера 9 отсасываются вакуум-насосом 12 и далее подаются на всос вытяжного вентилятора 13. За вытяжным вентилятором 13 поток отработанных газов делится на 2 потока - 60% газов поступают во входной патрубок форсуночного абсорбера 14, а 50% газов по трубопроводу 15 направляются на огневое обезвреживание в горелку 17 и в щелевой регистр 18. В факеле горелки 17 в результате предварительного смешивания газообразного топлива, воздуха на горение и потока отработанных газов происходит качественный выжиг токсичных компонентов.The desiccant through the
The whole gas suspension from the
Подвод потока отработанных газов к щелевому регистру 18 и истечение отработанных газов с высокой скоростью из криволинейных щелей регистра 18 обеспечивает закрутку потока и перемешивание потока отработанных газов с аэродинамическим конусом факела горения горелки 17, что в конечном итоге обеспечивает выжиг токсичных компонентов. Потоком воздуха, подаваемого в источник подачи теплоносителя 15, происходит разбавление продуктов сгорания до температуры 450oC, которые из позиции 15 подаются в вихревую камеру 7.The supply of the exhaust gas flow to the
Поток части отработанных газов (60%), направляемых от вытяжного вентилятора 13 в форсуночный абсорбер 14, происходит промывку водой и частично очищается от аммиака и меркаптана. Слив из форсуночного абсорбера 14 поступает в емкости и может быть использован для полива полей. Очищенный газовый поток из форсуночного абсорбера 14 выбрасывается в атмосферу. Выбрасываемые в атмосферу газы имеют более низкие концентрации токсичных компонентов, чем при обезвоживании вязкого материала птичьего помета в установке. The flow of part of the exhaust gases (60%) sent from the exhaust fan 13 to the nozzle absorber 14 is washed with water and partially purified from ammonia and mercaptan. The drain from the nozzle absorber 14 enters the tank and can be used to irrigate the fields. The purified gas stream from the nozzle absorber 14 is released into the atmosphere. The gases emitted into the atmosphere have lower concentrations of toxic components than with dehydration of viscous bird droppings in the installation.
Использование предлагаемой установки по обезвоживанию вязких материалов позволит повысить производительность в 1,9 раза по сравнению с прототипом, а также обеспечить экологически более чистый процесс обезвоживания вязких материалов. Using the proposed installation for dehydration of viscous materials will increase productivity by 1.9 times compared with the prototype, as well as provide an environmentally friendly process for dehydration of viscous materials.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049680 RU2086086C1 (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Viscous material dehydration apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049680 RU2086086C1 (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Viscous material dehydration apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2086086C1 true RU2086086C1 (en) | 1997-08-10 |
Family
ID=21608003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5049680 RU2086086C1 (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Viscous material dehydration apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2086086C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641522C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-01-18 | Михаил Григорьевич Желтунов | Device for dehydration |
| RU2755847C1 (en) * | 2021-03-02 | 2021-09-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Биологические Источники Энергии" | Method for processing heat-sensitive materials in a vortex chamber |
-
1992
- 1992-06-26 RU SU5049680 patent/RU2086086C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Филиппов В.А. Техника и технология сушки угля. - М.: Недра, 1975, с. 191 - 192, рис.VIII.14. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641522C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-01-18 | Михаил Григорьевич Желтунов | Device for dehydration |
| RU2755847C1 (en) * | 2021-03-02 | 2021-09-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Биологические Источники Энергии" | Method for processing heat-sensitive materials in a vortex chamber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4926764A (en) | Sewage sludge treatment system | |
| CA2816574C (en) | Methods and systems for drying materials and inducing controlled phase changes in substances | |
| US7178262B2 (en) | Air dryer system and method employing a jet engine | |
| US7581871B2 (en) | Counter-flow drum mixer asphalt plant method for two stage mixing | |
| US7984566B2 (en) | System and method employing turbofan jet engine for drying bulk materials | |
| SE503674C2 (en) | Device for mixing particulate matter and liquid | |
| EP0457203A1 (en) | Process for the emission-free drying of a substance in a drying drum | |
| US4649655A (en) | Drilling mud dehydration system | |
| US4248164A (en) | Sludge drying system with sand recycle | |
| BG62666B1 (en) | Method and apparatus for dehydrating a particulate material | |
| US2085842A (en) | Method and means for drying lightweight materials | |
| RU2086086C1 (en) | Viscous material dehydration apparatus | |
| US3765612A (en) | Drier for bulk material | |
| KR100996951B1 (en) | Apparatus for drying sludge | |
| RU2079077C1 (en) | Plant for drying of damp granular material with the aid of superheated steam | |
| JP2005156085A (en) | Livestock dung drying incineration equipment | |
| US3864841A (en) | Rotary dehydrator-granulator | |
| WO2019053855A1 (en) | Organic waste treatment device and treatment method | |
| DE4407536A1 (en) | Sludge dewatering and drying in oxygen-deficient atmos. | |
| US3431118A (en) | Process and apparatus for coagulating and drying blood | |
| SU661203A1 (en) | Method of drying pulverulent materials | |
| JP2003065675A (en) | Organic substance continuous drier | |
| US3792536A (en) | Rotary dehydrator-granulator | |
| RU2622604C1 (en) | Way of pasteous materials drying | |
| JP2004183985A (en) | Treatment device for livestock feces |