RU2581012C1 - Method for automatic control of drying process of high-dispersed materials - Google Patents
Method for automatic control of drying process of high-dispersed materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2581012C1 RU2581012C1 RU2015111668/06A RU2015111668A RU2581012C1 RU 2581012 C1 RU2581012 C1 RU 2581012C1 RU 2015111668/06 A RU2015111668/06 A RU 2015111668/06A RU 2015111668 A RU2015111668 A RU 2015111668A RU 2581012 C1 RU2581012 C1 RU 2581012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- flow rate
- condenser
- superheated steam
- drying
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса сушки высоковлажных дисперсных материалов, таких как свекловичный жом, яблочные и виноградные выжимки и т.п.The invention relates to the automation of technological processes and can be used to automate the drying process of high-moisture dispersed materials, such as beet pulp, apple and grape squeezes, etc.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сушки высоковлажных дисперсных материалов и установка для его осуществления [Патент РФ №2487652. Способ сушки высоковлажных дисперсных материалов и установка для его осуществления, A23L 3/50. (Россия) - №2012106079/13; заявлено 20.02.2012; опубликовано 20.07.2013], предусматривающий сушку исходного материала в импульсном виброкипящем слое перегретым паром при разряжении, разделение потока перегретого пара на два, один из которых направляют в вибросушилку, второй используют для создания разряжения при конденсации в противотоке с холодной водой, которую охлаждают парами хладагента в результате его эжекции рабочим паром, а полученную после эжектирования смесь рабочего пара и паров хладагента направляют на перегрев пара, образовавшийся при этом конденсат возвращают для подготовки рабочего пара и хладагента с образованием контура рециркуляции.The closest in technical essence and the achieved effect is a method of drying high-moisture dispersed materials and installation for its implementation [RF Patent No. 2487652. Method for drying highly moist dispersed materials and installation for its implementation, A23L 3/50. (Russia) - No. 2012106079/13; claimed on 02/20/2012; published on July 20, 2013], which provides for the drying of the source material in a pulsed vibratory boiling layer with superheated steam during discharge, the separation of the superheated steam stream into two, one of which is sent to a vibratory dryer, the second is used to create a vacuum during condensation in countercurrent with cold water, which is cooled by refrigerant vapor as a result of its ejection with working steam, and the mixture of working steam and refrigerant vapors obtained after ejection is sent to superheat the steam, the condensate formed in this case is returned for preparation Wok working steam and refrigerant with the formation of a recirculation loop.
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- не обеспечивается оперативное управление технологическими параметрами процесса сушки высоковлажных дисперсных материалов по информации, получаемой непосредственно с объекта управления в условиях случайных возмущений как со стороны изменения исходных свойств сырья, так и со стороны возможных технологических сбоев оборудования, что в свою очередь не позволяет получить готовый продукт высокого качества;- operational management of technological parameters of the drying process of highly moist dispersed materials is not provided according to information received directly from the control object under conditions of random disturbances both from the side of changing the initial properties of the raw materials and from the possible technological equipment failures, which in turn does not allow to obtain the finished product High Quality;
- не достигаются рациональные режимы работы оборудования в зависимости от подаваемых на него нагрузок;- rational modes of equipment operation are not achieved depending on the loads applied to it;
- не обеспечивается точность и надежность управления за счет накладываемых двусторонних ограничений на управляемые параметры и, как следствие, не создаются условия для увеличения выхода готового продукта и экономии теплоэнергетических затрат.- the accuracy and reliability of control are not ensured due to the imposed bilateral restrictions on the controlled parameters and, as a result, conditions are not created for increasing the yield of the finished product and saving heat and energy costs.
Технической задачей изобретения является повышение качества и выхода готового продукта, снижение удельных теплоэнергетических затрат.An object of the invention is to improve the quality and yield of the finished product, lower specific heat and power costs.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ автоматического управления процессом сушки высоковлажных дисперсных материалов, характеризующийся тем, что он предусматривает сушку исходного материала в виброкипящем слое перегретым паром под разряжением с разделением отработанного перегретого пара на два потока, один из которых перегревают в конденсаторе-пароперегревателе посредством рекуперативного теплообмена с греющим паром и затем возвращают на сушку с образованием замкнутого цикла, а второй поток в количестве испарившейся из материала влаги конденсируют в конденсаторе с барометрической трубой за счет теплообмена без границы раздела поверхности фаз в противотоке с холодной водой, в результате чего в процессе сушки создают необходимое разряжение, причем часть образовавшегося конденсата из барометрической трубы охлаждают и возвращают в конденсатор в количестве, необходимом для создания разряжения; используют пароэжекторную холодильную машину, состоящую из испарителя, теплообменника-рекуператора, эжектора, конденсатора-пароперегревателя, терморегулирующего вентиля и парогенератора, работающих по замкнутому термодинамическому циклу, при этом охлаждение конденсата из барометрической трубы осуществляют в результате рекуперативного теплообмена с парами хладагента, в качестве которого используют воду, причем пары хладагента эжектируются из испарителя в эжектор рабочим паром, а полученную после эжектирования смесь рабочего пара и паров хладагента в качестве греющего пара направляют в конденсатор-пароперегреватель на перегрев пара, направляемого на сушку, образовавшийся при этом конденсат греющего пара возвращают на пополнение уровня воды в парогенераторе и испарителе; дополнительно измеряют расход и влажность материала до и после сушки, амплитуду и частоту колебаний виброкипящего слоя, разряжение перегретого пара в процессе сушки, расход и температуру перегретого пара на входе в виброкипящий слой материала, расход отработанного перегретого пара, направляемого в конденсатор, расход и температуру холодной воды, расходы рабочего пара и паров хладагента, уровней конденсата в барометрической трубе и воды в парогенераторе, давления паров в парогенераторе; по текущим значениям расхода и влажности исходного материала устанавливают амплитуду и частоту колебаний виброкипящего слоя, расход и температуру перегретого пара на процесс сушки с коррекцией по влажности сухого материала воздействием на расход исходного материала; по текущим значениям расхода и влажности исходного и сухого материала определяют количество испарившейся из материала влаги и отводят ее в конденсатор, причем по текущему расходу испарившейся из материала влаги устанавливают расход холодной воды в конденсатор; по измеренному значению разряжения в процессе сушки устанавливают температуру холодной воды, направляемой в конденсатор воздействием на соотношение расходов рабочего пара и паров хладагента путем изменения расхода рабочего пара; необходимый уровень конденсата в барометрической трубе поддерживают воздействием на его расход из сборника конденсата барометрической трубы.To solve the technical problem of the invention, a method for automatically controlling the drying process of high-moisture disperse materials is proposed, characterized in that it provides for drying the source material in a vibro-boiling layer with superheated steam under vacuum with separation of the spent superheated steam into two streams, one of which is superheated in a condenser-superheater by means of a regenerative heat exchange with heating steam and then returned to drying with the formation of a closed cycle, and the second stream in the amount of isp Moisture arising from the material is condensed in a condenser with a barometric pipe due to heat exchange without a phase boundary in countercurrent with cold water, as a result of which the necessary vacuum is created during drying, and part of the condensate formed from the barometric pipe is cooled and returned to the condenser in the amount necessary to create a vacuum; a steam ejector chiller is used, consisting of an evaporator, a heat exchanger-recuperator, an ejector, a condenser-superheater, a thermostatic valve and a steam generator operating in a closed thermodynamic cycle, while the condensate is cooled from a barometric pipe as a result of regenerative heat exchange with refrigerant vapor, which is used water, and the refrigerant vapor is ejected from the evaporator into the ejector by working steam, and the mixture of working steam obtained after ejection and the refrigerant vapor as heating steam is sent to the condenser-superheater to overheat the steam sent to the dryer, the condensation of the heating steam formed in this case is returned to replenish the water level in the steam generator and evaporator; additionally measure the flow rate and humidity of the material before and after drying, the amplitude and frequency of vibrations of the vibro-boiling layer, the discharge of the superheated steam during drying, the flow rate and temperature of the superheated steam at the entrance to the vibro-boiling layer of the material, the flow rate of the spent superheated steam sent to the condenser, the flow rate and temperature of the cold water, flow rates of working steam and refrigerant vapors, condensate levels in the barometric pipe and water in the steam generator, vapor pressure in the steam generator; the current values of the flow rate and humidity of the source material determine the amplitude and frequency of vibrations of the vibrating boiling layer, the flow rate and temperature of the superheated steam on the drying process with correction for the humidity of the dry material by affecting the consumption of the source material; the current values of the flow rate and humidity of the starting and dry material determine the amount of moisture evaporated from the material and take it to the condenser, and the current flow rate of the moisture evaporated from the material sets the flow of cold water into the condenser; the measured value of the vacuum during the drying process sets the temperature of the cold water sent to the condenser by influencing the ratio of the flow rates of working steam and refrigerant vapors by changing the flow rate of working steam; the necessary level of condensate in the barometric pipe is maintained by influencing its flow rate from the condensate collector of the barometric pipe.
Технический результат изобретения заключается в получении готового продукта высокого качества, увеличении выхода готового продукта и снижении удельных теплоэнергетических затрат.The technical result of the invention is to obtain a finished product of high quality, increasing the yield of the finished product and reducing the specific heat and energy costs.
На фиг. 1 представлена схема управления процессом сушки высоковлажных дисперсных материалов.In FIG. 1 is a control diagram of a drying process for highly moist particulate materials.
Схема содержит герметичную сушильную камеру 1, снабженную шлюзовыми затворами 2, 3, наклонной перфорированной решеткой 4 с виброприводом 5, патрубками подвода отвода перегретого пара 6, 7; делитель потоков отработанного перегретого пара 8; вентилятор 9; конденсатор-пароперегреватель 10; конденсатор 11, включающий патрубки подвода отработанного перегретого пара 12, отвода несконденсировавшихся газов 13, подвода холодной воды 14 и барометрическую трубу 15 с патрубком отвода конденсата на охлаждение 16; сборник конденсата 17 с вентилем для сброса избыточного конденсата 18; насос для холодной воды 19; пароэжекторную холодильную машину, состоящую из парогенератора 20 с предохранительным клапаном 21, эжектора 22, насоса 23, регулирующего вентиля 24, испарителя 25, теплообменника-рекуператора 26, регулирующих клапанов 27, 28, 29; микропроцессор 30; датчики: FE - расхода, WE - влажности, TE - температуры, PE - давления, HE - уровня, AE -амплитуды колебаний, nE - частоты колебаний.The circuit contains a sealed drying chamber 1, equipped with
Предлагаемый способ управления процессом сушки высоковлажных дисперсных материалов осуществляется следующим образом.The proposed method for controlling the drying process of highly moist dispersed materials is as follows.
Исходный влажный материал с помощью шлюзового затвора 2 подают в герметичную сушильную камеру 1, где осуществляют его сушку до конечной влажности в виброкипящем слое перегретым паром под разряжением. Материал в камере перемещается по наклонной перфорированной решетке 4, соединенной с виброприводом 5. Высушенный до требуемой влажности готовый продукт выводят из камеры 1 с помощью шлюзового затвора 3. The source of wet material using a
Отработанный перегретый пар из сушильной камеры 1 отводят через патрубок 7 в делитель 8, который разделяет его на два потока. Один поток с помощью вентилятора 9 направляют в конденсатор-пароперегреватель 10, где осуществляют его перегрев посредством рекуперативного теплообмена с греющим паром и возвращают в камеру 1 через патрубок 6 с образованием контура рециркуляции. The spent superheated steam from the drying chamber 1 is discharged through a
Второй поток отработанного перегретого пара в количестве, равном количеству испарившейся из материала влаги, направляют в конденсатор 11 через патрубок 12. В конденсаторе происходит конденсация этих паров за счет теплообмена без границы раздела поверхности фаз в противотоке с холодной водой, непрерывно подаваемой сверху в конденсатор через патрубок 14 насосом 19 с достижением необходимого разряжения. Несконденсировавшиеся газы выводят из конденсатора 11 через патрубок 13.The second stream of spent superheated steam in an amount equal to the amount of moisture evaporated from the material is sent to the
Образовавшийся конденсат удаляют из конденсатора 11 через барометрическую трубу 15, которую используют для уравновешивания имеющегося в ней столба воды атмосферным давлением, в сборник конденсата 17, используемый для бесперебойного создания разряжения в установке. С помощью вентиля 18 из сборника 17 отводят избыток конденсата на технологические нужды. Барометрическая труба 15 снабжена патрубком 16, через который отбирают такое количество образовавшегося конденсата, которое необходимо для создания разряжения, и подают на охлаждение в теплообменник-рекуператор 26 и далее насосом 19 возвращают в конденсатор 14 с образованием контура рециркуляции. The resulting condensate is removed from the
Охлаждение отведенного конденсата в теплообменнике-рекуператоре 26 осуществляют за счет рекуперативного теплообмена с парами хладагента пароэжекторной холодильной машины, состоящей из испарителя 25, теплообменника-рекуператора 26, эжектора 22, конденсатора-пароперегревателя 10, терморегулирующего вентиля 24 и парогенератора 20 с предохранительным клапаном 21.The condensate in the heat exchanger-
В парогенераторе 20 с электронагревательными элементами при затрате электроэнергии образуется рабочий пар, который направляют в эжектор 22, создавая при этом разряжение в испарителе 25. Причем потенциальная энергия рабочего пара превращается в кинетическую энергию струи, которая вытекает из эжектора 22 с большой скоростью, и под действием энергии струи пары хладагента, в качестве которого используют воду, поступают из испарителя 25 в теплообменник-рекуператор 26 на охлаждение конденсата, отведенного из барометрической трубы 15 в результате рекуперативного теплообмена. Полученная после эжектирования смесь рабочего пара и паров хладагента образует греющий пар, который направляют в конденсатор-пароперегреватель 10. Конденсируясь, он отдает теплоту пару, который становится перегретым, и подают его в сушильную камеру 1 через патрубок 6. In a
Образовавшийся при этом конденсат греющего пара насосом 23 возвращают в пароэжекторную холодильную машину для подготовки рабочего пара и хладагента. Причем одну часть конденсата направляют через терморегулирующий вентиль 24 в испаритель 25 для пополнения убыли воды, а другую его часть отводят в парогенератор 20 с образование контура рециркуляции.The resulting condensate of the heating steam by the pump 23 is returned to the steam ejector refrigeration machine to prepare the working steam and refrigerant. Moreover, one part of the condensate is sent through a
По текущей информации о влажности и расходе влажного исходного материала, получаемой с датчиков, микропроцессор 30 с помощью исполнительного механизма вибропривода 5, соединенного с решеткой 4, устанавливает необходимые амплитуду и частоту колебаний виброкипящего слоя в сушильной камере 1, а также расход и температуру перегретого пара на входе в камеру 1 воздействием на исполнительные механизмы соответственно вентилятора 9 и регулирующего клапана 27. При этом коррекцию по влажности сухого материала микропроцессор 30 осуществляет воздействием на расход исходного материала с помощью исполнительного механизма питателя 2.According to current information about the humidity and flow rate of the wet source material obtained from the sensors, the
По текущим значениям расхода и влажности исходного и сухого материала, получаемых с датчиков, установленных на входе и выходе из сушильной камеры 1, микропроцессор 30 определяет количество испарившейся из материала влаги, которую с помощью исполнительного механизма делителя потоков 8 отводят в конденсатор 11. Причем по текущему расходу испарившейся из материала влаги микропроцессор 30 устанавливает расход холодной воды в конденсатор посредством исполнительного механизма насоса 29.According to the current values of the flow rate and humidity of the source and dry material obtained from the sensors installed at the inlet and outlet of the drying chamber 1, the
По измеренному с помощью датчика давления значению разряжения в сушильной камере 1 устанавливают температуру холодной воды, направляемой в конденсатор 11, воздействием на соотношение расходов рабочего пара и паров хладагента путем изменения расхода рабочего пара в эжектор с помощью исполнительного механизма регулирующего клапана 29. Необходимый уровень конденсата в барометрической трубе поддерживают воздействием на его расход из сборника конденсата 17 с помощью исполнительного механизма вентиля 18.Using the pressure value measured by the pressure sensor in the drying chamber 1, the temperature of the cold water directed to the
Информация о текущем значении уровня конденсата в парогенераторе 20 передается в микропроцессор 30. При изменении уровня конденсата микропроцессор осуществляет двухпозиционное регулирование исполнительным механизмом привода насоса 23, включает питающий насос при достижении уровня конденсата в парогенераторе нижнего заданного значения и отключает его при достижении верхнего заданного значения.Information about the current value of the condensate level in the
В случае технологических и аварийных сбоев в работе парогенератора, связанных с возможным увеличением давления насыщенного водяного пара в его рабочем объеме, предусмотрен предохранительный клапан 21.In case of technological and emergency failures in the operation of the steam generator associated with a possible increase in the pressure of saturated water vapor in its working volume, a
Таким образом, предлагаемый способ управления процессом сушки высоковлажных дисперсных материалов позволяет:Thus, the proposed method of controlling the drying process of highly moist dispersed materials allows you to:
- получить готовый продукт высокого качества, так как обеспечивается оперативное управление технологическими параметрами процесса сушки высоковлажных дисперсных материалов;- get the finished product of high quality, as it provides operational control of the technological parameters of the drying process of high-moisture dispersed materials;
- достичь высокого выхода готового продукта за счет рациональных режимов работы оборудования в зависимости от подаваемых на него нагрузок;- achieve a high yield of the finished product due to rational modes of operation of the equipment depending on the loads applied to it;
- получить высокий выход готового продукта и снизить теплоэнергетические затраты вследствие обеспечения точности и надежности управления процессом сушки высоковлажных дисперсных материалов.- to obtain a high yield of the finished product and reduce heat energy costs due to the accuracy and reliability of the control process of drying high-moisture dispersed materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111668/06A RU2581012C1 (en) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Method for automatic control of drying process of high-dispersed materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111668/06A RU2581012C1 (en) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Method for automatic control of drying process of high-dispersed materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2581012C1 true RU2581012C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55794370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015111668/06A RU2581012C1 (en) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Method for automatic control of drying process of high-dispersed materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2581012C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640848C2 (en) * | 2016-05-26 | 2018-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). | Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2239138C1 (en) * | 2003-02-11 | 2004-10-27 | Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия | Method of automatic control of drying process |
RU2422053C1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" | Method of drying high-moisture content dispersed materials and device to this end |
RU2487652C1 (en) * | 2012-02-20 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ) | Method for drying high-moisture disperse materials and device for its implementation |
-
2015
- 2015-04-01 RU RU2015111668/06A patent/RU2581012C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2239138C1 (en) * | 2003-02-11 | 2004-10-27 | Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия | Method of automatic control of drying process |
RU2422053C1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" | Method of drying high-moisture content dispersed materials and device to this end |
RU2487652C1 (en) * | 2012-02-20 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ) | Method for drying high-moisture disperse materials and device for its implementation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640848C2 (en) * | 2016-05-26 | 2018-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). | Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2475577C2 (en) | Method and device for heat recovery in drying section of paper-making machine | |
US11125500B2 (en) | Method for efficient and effective drying | |
CN105056565B (en) | Device and method for evaporation and crystallization of sodium gluconate solution | |
CN105819531B (en) | A kind of energy saving heat pump medium temperature spray evaporation system | |
CN104208902A (en) | Triple-effect evaporation and crystallization production process and device | |
CN106390496A (en) | Energy-saving evaporation equipment of mixed salt solution and control method of equipment | |
CN104162283A (en) | Double-effect Roots-type MVR (Mechanical Vapor Recompression) falling film evaporation system | |
CN105387691A (en) | Drying method for controlling wood collapse | |
CN107647446A (en) | A kind of fruits and vegetables low-pressure superheated steam dries exhaust steam residual heat two-stage heat pump retracting device and method | |
CN203525333U (en) | MVR (Mechanical Vapor Recompression) evaporator | |
RU2581012C1 (en) | Method for automatic control of drying process of high-dispersed materials | |
JPH078703A (en) | Vacuum concentrating apparatus | |
CN103307859A (en) | Tower type mechanical steam recompression and overheating integrated steam drying systems and methods | |
FI127386B (en) | A process for steam generation at a pulp mill digester | |
CA1122082A (en) | Process for the compression of steam and thermal circuits for its implementation | |
CN102748923B (en) | Method for drying coal slime | |
RU2687022C1 (en) | Method of controlling production of microencapsulated choline chloride | |
RU2487652C1 (en) | Method for drying high-moisture disperse materials and device for its implementation | |
RU2586898C1 (en) | Method for wet-heat treatment of cereal crops | |
CN107151937B (en) | A kind of tail gas condensing water circle device | |
RU2328140C1 (en) | Method of fried grains preparation process control | |
JPH1194461A (en) | Dryer and drying method for water containing material | |
WO2017193489A1 (en) | Energy-saving control method for vacuum freezing and drying combined device for cascaded heat pump | |
CN208545290U (en) | A kind of sludge removal moisture drying system | |
RU2462507C1 (en) | Method for automatic control of process of drying phospholipid emulsions of sunflower soil in conical rotary-film-type apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180402 |