SI23957A - Sušilnik tekoče biomase - Google Patents

Abstract

Sušilnik tekoče biomase po izumu, ki vključuje mešalnik biomase, transportni trak za transport tekoče biomase s presipnim mestom umeščen v temperaturno izolirano ohišje, končni zalogovnik suhe biomase, omogoča okoljsko prijazen, ekonomsko učinkovit način sušenje biomas z zelo visoko vsebnostjo vlage, ki presega 80 odstotkov, z vročim plinom ali zrakom, ki je lahko prednostno kogeneracijskega izvora, katerega temperatura je med 80 in 130 stopinj C. Tekoči substrat se na vhodu v sušilnik pomeša s posušenim substratom iz proces sušenja v sušilniku, mešanica iz mešalnika se na vhodu sušilnika tekoče biomase presipa na zgornji transportni trak ter potuje skozi sušilno komoro sušilnika tekoče biomase po izumu ter se na skrajnem koncu komore presipa na spodnji transportni trak. Proces sušenja se konča, ko se substrat na tekočem traku vrne v izhodišče in se z izvlečnim polžem kot končni produkt z nizko vsebnostjo vlage transportira v zalogovnik suhe bio mase.

Description

SUŠILNIK TEKOČE BIOMASE

Predmet izuma

Predmet izuma je naprava za sušenja tekoče biomase za katero je značilna visoka vsebnost vlage, ki presega 80%.

Ozadje izuma

Biomasa je organskega izvora in sicer jo sestavljajo organske snovi živalskega in rastlinskega izvora. Biomasa v obliki presnovljene gošče z zelo visoko vsebnostjo vlage, ki nastaja na primer kot izhodni produkt post fermentacijskega procesa pri proizvodnji bio plina, vsebuje okrog 15% organski snovi, ostali del predstavlja tekočina. Organske snovi, ki jih vsebuje omenjena presnovljena gošča, lahko uporabimo za kurjavo, na primer kot bio gorivo v obliki pelet. S procesom sušenja odstranimo velik del tekočine v kateri te snovi plavajo. Običajno sme dobro bio gorivo vsebovati največ 10% vlage.

Omenjeno organsko goščo z visoko vsebnostjo vlage lahko sušimo na več načinov. Po stanju tehnike poznamo več vrst sušilnikov. Najpogosteje so v ta namen uporabljeni bobenski sušilniki, ki pa za omenjeno sušenje tekoče gošče ( biomase) niso uporabni, ker je biomasa iz post fermentacijskega procesa premalo viskozna. Sušimo lahko z direktnim dovajanjem toplote in gretjem biomase ali pa indirektno. Pri indirektnem sušenju sušenje poteka v posebnem prostoru, ki ga ogrevamo preko površine, ki omogoča prenos toplote. Toploto dovajamo pri sušilnikih po stanju tehnike v obliki vročega plina ali zraka.

Stanje tehnike in tehnični problem

V stanju tehnike je opisanih več naprav za sušenja biomase. Znana je naprava za sušenja tekoče biomase z vročim plinom ali zrakom, ki je segret na temperaturo do 400 °C. Sušenje traja toliko časa, da odstotek vlage v biomasi doseže določeno želeno vrednost. Zrak ali plin se segreva s posebnim zunanjim izvorom toplote na primer z gorilcem. Ko je sušilni medij dovolj ogret do, zrak ali plin vstopa v sušilnik z biomaso. Pri prehodu skozi notranjost sušilnika , v stiku s tekočo biomaso, odda toploto in do določene stopnje ohlajen izstopa iz sušilnika v okolico. Drug način, ki je znan iz stanja tehnike je sušenje biomase z vročim oljem. Omenjena metoda ni primerna za sušenje tekoče biomase, saj je potrebno v začetni fazi razkosati biomaso na koščke velikosti 1 do 5 mm. Nadalje so v stanju tehnike znane naprave, ki omogočajo postopek sušenja tekoče biomase s stiskanjem in jih je mogoče uporabiti pri tekoči biomasi, ki vsebuje zelo visok delež tekočine in malo organskih snovi. Omenjeni sušilnik po stanju tehnike je tehnično zahteven, izkoristek pa je majhen.

Sušilniki, ki so opisani v dostopni tehnični literaturi so v splošnem tehnološko zapleteni in zato povezani z večjimi investicijskimi vlaganji. Nadalje so v stanju tehnike opisani postopki in sistemi za sušenje tekoče biomase manj primerni za učinkovito in ekonomično sušenje tekoče biomase, saj zahtevajo dodatno segrevanja medija s katerim sušimo biomaso in so povezani z intenzivno porabo toplotne energije. Zaradi izpustov vročega zraka v okolje znatno povečujejo okoljske obremenitve.

Kratek opis izuma

Sušilnik tekoče biomase po izumu vključuje mešalnik biomase, končni zalogovnik, ventilator, ki ustvarja umetni pretok zraka, transportni trak umeščen v temperaturno izolirano sušilno komoro, kjer se, na ploščah transportnega traku, ki potujejo v sušilni komori, po ekstenzivnem postopku, s plinom prednostno zrakom segretem na temperaturo v območju od 100 do 130 ⁰ C, suši tekoča biomasa.

Izum bomo v nadaljevanju podrobno opisali.

Zaradi nazornosti bomo v nadaljevanju prikazali podrobnosti izuma na slikah, ki pa s svojim prikazom ne omejujejo same vsebine izuma.

Kratek opis slik

Slika 1 Shematski prikaz sušilnika tekoče biomase po izumu

Slika 2 Tehnološka shema za produktni tok

Slika 3 Aksonometrični prikaz sušilnika tekoče biomase po izumu iz prednje in zadnje strani

Slika 4 Transportna plošča

Podroben opis izuma

Sušilnik tekoče biomase 1 po izumu vključuje mešalnik 10, zalogovnik suhe biomase 18, izvlečni polž 20, dozirni polž 22, transportni trak, ki vključuje pogon transportnega traku 4, več verižnih koles 12, dve verigi transportnega traku 16, več transportnih plošč 14, vodilo 17, ohišje sušilnika biomase 28, ki vključuje ogrodje ohišja ( na Sliki 3 ni v celoti prikazano), na katerega so pritrjeni izolacijski paneli 24.

Omenjeni transportni trak vključuje dve paralelno pozicionirani verigi transportnega traku 16, ki tečeta po obodih dveh togo povezanih parov verižnih koles 12, ki sta nameščena na skrajnih koncih sušilnika biomase 1 kot je to delno prikazano na Sliki

3. En par verižnih koles 12 je povezan s pogonom transportnega traku 4 in poganja obe omenjeni verigi transportnega traku 16. Med obema verigama transportnega traku 16 so druga za drugo pritrjene pravokotne transportne plošče 14. Transportne plošče 14 so prednostno izdelane iz jeklene pločevine in perforirane, dimenzij okrog 3000 x 2180 mm. Omenjene transportne plošče 14 so na enem robu, obojestransko fiksno pritrjene na verigo transportnega traku 16, na nasprotnem robu, ki je bliže pogonu transportnega traku 4, imajo transportne plošče 14 na stranskih robovih, ki so paralelni z verigo transportnega traku 16 vgrajene drsne elemente prednostno valjčke 15 s katerimi se pri gibanju transportnega traku 4 kotalijo po dveh paralelnih vodilih 17, ki sta nameščeni pod verigo transportnega traku 16 ( glej Sliko 1). Vodili 17 tečeta vzdolž celotne dolžine sušilnika 1 in sta kot je to prikazano na Sliki 1 na ·» ·· ·· *··· presipnem mestu prekinjeni. Omenjeni transportni trak 4 potuje s hitrostjo okrog 1m/min.

Ohišje sušilnika biomase 28 vključuje prednostno kovinsko ogrodje in nanj pritrjene izolacijske panele 24, ki omejujejo prostor sušilne komore sušilnika tekoče biomase 1, v katerega je nameščen omenjeni transportni trak 4. Izolacijski paneli 24 so prednostno s temperaturno izolacijskimi spoji spojeni po zunanjih robovih s sosednjimi paneli 24, kar omogoča ohranjanje delovne temperature v notranjosti sušilne komore. Kot je prikazano na Sliki 3 ima ohišje sušilnika biomase 28 vdelane odprtine za vstop segretega plina prednostno zraka, ki ga uporabljamo za sušenje tekoče biomase.

Iz izhodne enote tehničnega sistema na primer fermentatorja, v katerem nastaja kot stranski produkt tekoča biomasa, v mešalnik 10 vstopa substrat - tekoča biomasa 2, ki lahko vsebuje okrog 85% vlage, iz zalogovnika suhe biomase 18, kjer je shranjen posušen substrat s na primer 10% vlage ( glej Sliko 2), v mešalnik 10 vstopa posušen substrat. V mešalniku 10 se tekoča biomasa in posušen substrat premešata in nastane mešanica, ki vsebuje še vedno približno 70% vlage in ohranja lastnosti tekoče biomase.

Omenjena mešanica se transportira s pomočjo dozirnega polža 22 iz mešalnika 10 v v notranjost sušilnika tekoče biomase 1.

Omenjeno tekočo biomaso 2 enakomerno preložimo na posamezne transportne plošče 14, ki potujejo vzdolž ohišja sušilnika tekoče biomase 28. Transportne plošče 14 so z enim robom fiksno pritrjene na transportni trak, z drugim robom drsijo po dveh paralelnih vodilih 17, ki sta nameščeni pod verigo 16. Na presipnem mestu (glej Sliko 1), sta omenjeni vodili 17 prekinjeni. Ko doseže posamezna plošča transportnega traku 14 presipno mesto, strese transportirano biomaso 2 na spodnji trak, na ploščo transportnega traku14, ki se v tem trenutku nahaja pod njo. Razbremenjena transportna plošča 14 se vrne v prvotni položaja.

Biomasa 2, ki smo jo preložili na omenjeno spodnjo transportno ploščo 14 potuje po omenjeni sušilni komori do drugega konca transportnega traku, kjer se konča postopek sušenja. Posušena biomasa 2 se odloži na kup posušenega substrata. Z izvlečnim polžem 20 prenesemo posušeno biomaso 2, ki vsebuje le 10% vlage v končni zalogovnik suhe biomase 18. 50% suhe biomase 2 potuje na skladišče končnega produkta, 50% se vrne v proizvodnjo.

V ohišje sušilnika biomase 1 vstopa segret plin prednostno segret zrak, ki ga pred vstopom v sušilnik biomase 1 segrejemo, na primer v izmenjevalniku toplote z vročo vodo iz kogeneracije. Omenjeni segret plin prednostno zrak ima ob vstopu v sušilnik biomase 1 temperaturo okrog od 80 do 130 °C in 20% vlažnost. V sušilno komoro 1 vstopa skozi odprtine v ohišju sušilnika biomase 28, potuje skozi transportni trak in suši tekočo biomaso 2. Pretok zraka je uravnavan. Na izhodu sušilnika 1 je nameščen ventilator 26, ki iz sušilnika izsesava za 20 do 30 ⁰ C ohlajeni toda zelo vlažen zrak in ga vrača v okolje. V notranjosti sušilnika tekoče biomase 1 se ustvarja podpritisk, ki ima tudi ugodne okoljske učinke. Za proces sušenja je potrebnih okrog 32 minut.

Sušilnik tekoče biomase 1 je industrijsko uporabna in okoljsko primerna naprava, posebej še v povezavi s sistemi v katerih tekoča biomasa 2 nastaja kot stranski produkt. Sušilnik po izumu omogoča tehnično nezahteven, okoljsko prijazen in ekonomsko učinkovit način sušenje ( glej Sliko 2) biomase 2 z zelo visoko vsebnostjo vlage, ki presega 80%, z vročim plinom ali zrakom, ki je lahko prednostno kogeneracijskega izvora, katerega temperatura je na primer med 80 in 130 ⁰ C.

Claims (6)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Sušilnik tekoče biomase, ki vključuje mešalnik, transportni trak z več transportnimi ploščami, ohišje sušilnika biomase, zalogovnik suhe biomase, označen s tem, da so plošče s katerimi transportiramo biomaso v sušilniku tekoče biomase na eni strani fiksno pritrjene na verigo transportnega traku, na nasprotni strani ki je bliže pogonu transportnega traku sušilnika po izumu pa omenjene plošče drsijo po posebnih vodilih.
2. 2. Sušilnik tekoče biomase po zahtevku 1 označen s tem, da sta vodili, ki tečeta vzdolž celotne dolžine sušilnika 1 na presipnem mestu, prekinjeni.
3. 3. Sušilnik tekoče biomase po zahtevku 1 označen s tem, da so plošče s katerimi transportiramo biomaso iz jeklene pločevine, perforirane in dimenzij okrog 3000 x 2180 mm.
4. 4. Sušilnik tekoče biomase po zahtevku 1 označen s tem, da je temperatura plina prednostno zraka s katerim sušimo tekočo biomaso na vhodu v sušilnik med 80 in 130 °C.
5. 5. Sušilnik biomase po zahtevku 1 označen s tem, da se izvaja transport tekoče biomase s transportnim trakom v dveh nivojih.
6. 6. Sušilnik biomase po zahtevku 1 označen s tem, da transportni trak potuje s hitrostjo od 0,5 do 1 m/min.