Багатоцільова універсальна лінія для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів

1. Багатоцільова універсальна лінія для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів, яка містить систему завантаження вологого продукту, систему подання та генерації теплоносія, що складається з теплогенератора та пристроїв нагнітання та руху теплоносія, сушильний пристрій, систему охолодження продукту, систему рекуперації теплової енергії, систему фільтрації та виведення відпрацьованого теплоносія, систему контролю робочих параметрів, яка відрізняється тим, що система подання та генерації теплоносія, сушильний пристрій, система охолодження продукту та система рекуперації теплової енергії технологічно об'єднані між собою, при цьому елементом цих систем, в який початково надходить атмосферне повітря, є не менше, ніж один повітряно-рідинний калорифер, який з'єднаний з пристроями нагнітання та руху теплоносія у вигляді нагнітального вентилятора із заслінкою, які з'єднані з теплогенератором, при цьому система подання та генерації теплоносія містить установку підготовки палива та блок автоматичного керування теплогенератором, а теплогенератор з'єднаний з сушильним пристроєм, який, в свою чергу, з'єднаний з системою охолодження продукту та системою рекуперації теплової енергії, які містять блок охолодження сухого продукту з теплообмінником, насос охолоджувальної рідини та трубопроводи охолоджувальної рідини, які приєднані до не менше, ніж одного повітряно-рідинного калорифера і разом утворюють замкнутий контур, крім того, сушильний пристрій з'єднаний з системою фільтрації та виведення відпрацьованого теплоносія, яка виконана не менше, ніж з двох модулів, при цьому перший модуль містить не менше, ніж один циклон, 2 (19) 1 3 Запропоноване рішення відноситься до багатоцільових ліній для сушіння і охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів. Корисна модель може бути використана в будівельній, харчовій, хімічній та інших галузях промисловості, зокрема для сушіння і охолодження піску, солі харчової, мінеральних солей та добрів, гранульованих речовин, зерна, кофе, крупи, цукру, вугілля, шламів, золи, шлаків та інших матеріалів і продуктів. Відома депресійне сушіння, яка містить систему завантаження сирого продукту, систему подання та генерації теплоносія, камери сушіння, систему рециркуляції теплової енергії, систему фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія [Патент РФ №2303758 від 27.07.2007 м.кл. F26B17/10, публ. 27.07.2007 [1]]. Таке рішення є достатньо технологічним і оригінальним, але в ньому передбачене використання акустичної установки в системі фільтрації теплоносія, що ускладнює багатоцільове використання конструкції стосовно певного спектру матеріалів. Крім того в цій дисперсійній сушці не передбачена система охолодження та система контролю робочих параметрів, що не дозволяє прискорити процес одержання висушеного матеріалу та автоматизувати лінію сушіння. Відомий комбінований апарат для сушіння і охолодження сипучих матеріалів, який містить систему завантаження сирого продукту, систему подання теплоносія, сушильну камеру, систему охолодження продукту, систему фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія [Деклараційний патент України на винахід №33423 А від 15.02.2001 м.кл. F26B17/10, F26B 17/00 публ. 15.02.2001 [2]]. Конструкція комбінованого апарату для сушіння і охолодження сипучих матеріалів не передбачає у своєму складі систему генерації теплоносія, систему рекуперації теплової енергії та систему контролю робочих параметрів, що не дозволяє значною мірою знизити енерговитрати під час процесу сушіння. Крім того в цьому рішенні не запропонована система фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія, яка б дозволила забезпечити високий ступінь фільтрації відпрацьованого теплоносія водночас з мінімальними втратами найдрібніших частинок матеріалів і продуктів. Відомий спосіб сушіння дисперсних матеріалів і установка для його здійснення, при цьому установка для здійснення сушіння містить систему завантаження сирого продукту, систему подання та генерації теплоносія, сушильну камеру, систему рекуперації теплової енергії, систему фільтрації відпрацьованого теплоносія [Патент РФ №2251059 від 27.04.2005 м.кл. F26B3/10, F26B17/10, публ. 27.04.2005 [3]]. Конструкція установки передбачає сушіння матеріалу послідовно та почергово в два етапи: на першому етапі сушіння відбувається в псевдозрідженому шарі, а на другому етапі сушіння відбувається в кільцевому шарі, що обертається. Таке конструктивне рішення 30572 4 призначене для інтенсифікації процесу сушіння, але воно не передбачає швидке охолодження продукту і високоефективну фільтрацію відпрацьованого теплоносія водночас з мінімальними втратами найдрібніших частинок матеріалів і продуктів. Крім того в цьому рішенні відсутня система контролю для можливості автоматизувати процес керування і роботи конструкції. Найближчим аналогом рішення є установка для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів, яка містить систему завантаження вологого продукту, систему подання та генерації теплоносія, що складається з теплогенератора та пристроїв нагнітання та руху теплоносія, сушильний пристрій, систему охолодження продукту, систему рекуперації теплової енергії, систему фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія, систему контролю робочих параметрів [Патент РФ №23003221 від 07.20.2007 м.кл. F26B17/10, F26B 5/02 публ. 07.20.2007 [4]]. Таке рішення призначене для підвищення продуктивності сушіння, але конструкція такої установки не дозволяє забезпечити високоефективну автоматизовану сушіння та охолодження широкого спектру мінеральних та органічних фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів і продуктів, які мають діапазон початкової відносної вологості від 1 до 50% з мінімальними втратами найдрібніших частинок матеріалів і продуктів, знизити енерговитрати водночас із забезпеченням високого ступеню фільтрації відпрацьованого теплоносія. В основу корисної моделі поставлено завдання створення багатоцільової універсальної лінії для сушіння і охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів, конструкція якої за рахунок наявності відомих та нових конструктивних елементів, порядку їх взаємного розташування та взаємного поєднання, взаємозв'язку між ними дозволила б забезпечити високоефективне сушіння та охолодження широкого спектру мінеральних та органічних фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів і продуктів, які мають діапазон початкової відносної вологості від 1 до 50% з мінімальними втратами найдрібніших частинок матеріалів і продуктів, знизити енерговитрати водночас із забезпеченням високого ступеню фільтрації відпрацьованого теплоносія з можливістю автоматизування керування роботою лінії, процесом сушіння. Поставлене завдання вирішується тим, що багатоцільова універсальна лінія для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів містить систему завантаження вологого продукту, систему подання та генерації теплоносія, що складається з теплогенератора та пристроїв нагнітання та руху теплоносія, сушильний пристрій, систему охолодження продукту, систему рекуперації теплової енергії, систему фільтрації та виводу 5 відпрацьованого теплоносія, систему контролю робочих параметрів. Новим є те, що система подання та генерації теплоносія, сушильний пристрій, система охолодження продукту та система рекуперації теплової енергії технологічно об’єднані між собою, при цьому елементом цих систем, в який початково поступає атмосферне повітря є не менш ніж один повітряно-рідинний калорифер, який з'єднаний з пристроями нагнітання та руху теплоносія у вигляді нагнітаючого вентилятора із заслінкою, які з'єднані з теплогенератором, при цьому система подання та генерації теплоносія містить установку підготовки палива та блок автоматичного управління теплогенератором, а теплогенератор з'єднаний з сушильним пристроєм , який в свою чергу з'єднаний з системою охолодження продукту та системою рекуперації теплової енергії, які містять блок охолодження сухого продукту з теплообмінником, насос охолоджуючої рідини та трубопроводи охолоджуючої рідини, які приєднані до не менш ніж одного повітряно-рідкісного калориферу і разом утворюють замкнутий контур, крім того сушильний пристрій з'єднаний з системою фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія, яка виконана не менш ніж з двох модулів, при цьому перший модуль містить не менш ніж один циклон, шлюзовий затвор циклона та накопичувальний бункер циклона, а другий модуль містить рукавний тканинний фільтр безперервної дії, пульт управління рукавного фільтру, станцію підготовки повітря для регенерації рукавів рукавного фільтру, шлюзовий затвор рукавного фільтру та накопичувальний бункер рукавного фільтру, крім того система фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія містить димосос, при цьому перший модуль системи фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія має незалежний вихід для дрібних часинок продукту і з'єднаний з другим модулем, який також містить незалежний вихід для пилу та загальний вихід багатофункціональної універсальної лінії для сушіння фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів на димосос, крім того система контролю робочих параметрів містить датчики температури, розрядження та тиску. Додатково запропоноване технічне рішення в окремих випадках, при особливих умовах застосування характеризується наступними ознаками. Сушильний пристрій виконаний у вигляді сушильного апарату барабанного типу. Сушильний пристрій виконаний у вигляді сушильного апарату по типу "киплячого шару". Для руху атмосферного повітря та теплоносія між конструктивними елементами багатоцільова універсальна лінія для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів містить повітропроводи. В системі завантаження вологого продукту застосовують бункер завантаження сирого продукту, живильник бункерний та транспортер стрічковий або шнековий. 30572 6 Сукупність усіх ознак заявленої корисної моделі дозволяє досягти технічного результату, а саме - дозволяє забезпечити високоефективну сушіння та охолодження широкого спектру мінеральних та органічних фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів і продуктів, які мають діапазон початкової відносної вологості від 1 до 50% з мінімальними втратами найдрібніших частинок матеріалів і продуктів, знизити енерговитрати водночас із забезпеченням високого ступеню фільтрації відпрацьованого теплоносія з можливістю автоматизувати керування роботою установки та процесом сушіння. За рахунок таких нових ознак як технологічне об'єднання системи подання та генерації теплоносія, сушильного пристрою, системи охолодження продукту та система рекуперації теплової енергії, де елементом цих систем, в який початково поступає атмосферне повітря є не менш ніж один повітряно-рідинний калорифер, який з'єднаний з пристроями нагнітання та руху теплоносія у вигляді нагнітаючого вентилятора із заслінкою, які в свою чергу з'єднані з теплогенератором, а теплогенератор з'єднаний з сушильним пристроєм, який в свою чергу з'єднаний з системою охолодження продукту та системою рекуперації теплової енергії, які містять блок охолодження сухого продукту з теплообмінником, насос охолоджуючої рідини та трубопроводи охолоджуючої рідини, які утворюють замкнутий контур досягається можливість забезпечити високоефективне охолодження широкого спектру мінеральних та органічних фракціонованих та дрібнодисперсних висушених матеріалів і продуктів та знизити енергетичні витрати. За рахунок сукупності таких нових ознак як об'єднання системи подання та генерації теплоносія, сушильного пристрою, системи охолодження продукту та система рекуперації теплової енергії, де система подання та генерації теплоносія містить установку підготовки палива та блок автоматичного управління теплогенератором, а сушильний пристрій (модуль) з'єднаний з системою фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія досягається можливість забезпечити високоефективну сушіння широкого спектру мінеральних та органічних фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів і продуктів, які мають діапазон початкової відносної вологості від 1 до 50%. За рахунок таких нових ознак як з'єднання сушильного пристрою з системою фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія, яка виконана не менш ніж з двох модулей, при цьому перший модуль містить не менш ніж один циклон, шлюзовий затвор циклона та накопичувальний бункер циклона, а другий модуль містить рукавний тканинний фільтр безперервної дії, пульт управління рукавного фільтру, станцію підготовки повітря для регенерації рукавів рукавного фільтру, шлюзовий затвор рукавного фільтру та накопичувальний бункер рукавного фільтру, крім того система фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія містить димосос, при 7 цьому перший модуль системи фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія має незалежний вихід для дрібних часинок продукту і з'єднаний з другим модулем, який також містить незалежний вихід для пилу та загальний вихід багатофункціональної універсальної лінії для сушіння фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів на димосос досягається можливість забезпечити мінімальні втрати найдрібніших частинок матеріалів і продуктів, які висушуються водночас із забезпеченням високої ступені фільтрації відпрацьованого теплоносія. За рахунок наявності системи контролю робочих параметрів, яка містить датчики температури, розрядження та тиску досягається можливість автоматизувати керування роботою запропонованої корисної моделі і, відповідно, процесом сушіння. Запропонована багатоцільова універсальна лінія для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів ілюструється графічним зображенням: фіг. 1 - загальна схема корисної моделі. Практичне здійснення запропонованої лінії для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів характеризується наступним її описом. Багатоцільова універсальна лінія для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів є конструкцією, які містить декілька систем, які взаємопов'язані та взаємодіють між собою, а саме це: система завантаження вологого продукту, система подання та генерації теплоносія, сушильний пристрій, система охолодження продукту, система рекуперації теплової енергії, система фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія, система контролю робочих параметрів. Всі елементи запропонованої конструкції схематично показані на Фіг.1. Конструктивними елементами корисної моделі, що заявляється є: не менш ніж один повітряно-рідинний калорифер 1 (в необхідних випадках виконання конструкції повітрянорідинних калориферів може бути декілька), який з'єднаний з нагнітаючим вентилятором 2, а нагнітаючий вентилятор 2 з'єднаний із заслінкою 3, яка в свою чергу з'єднана з теплогенератором 4. Вищевказані з'єднання елементів запропонованої лінії здійснені за допомогою повітроводів (повітроводи на схемі не показані). Теплогенератор 4 управляється блоком автоматичного управління теплогенератора 5, крім того до теплогенератора 4 приєднана установка підготовки палива 6. Теплогенератор 4 повітроводом з'єднаний з сушильним пристроєм 8. У складі запропонованої багатоцільової універсальної лінії для сушіння та охолодження фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів в різних випадках, в залежності від технологічних потреб, як сушильний пристрій можуть бути застосовані різні типи апаратів-сушок, в тому числі як сушильний апарат барабанного типу так і сушильний апарат "киплячого шару". До входу сушильного пристрою 8 приєднаний транспортер 30572 8 12, який різних випадках, залежно від умов застосування, може бути як шнековий, так і стрічковий. Транспортер 12 механічно з'єднаний з бункером завантаження вологого продукту 10 та з живильником бункерним 11, які разом утворюють систему завантаження вологого продукту. На виході сушильний пристрій 8 механічно з'єднаний з блоком охолодження сухого продукту 14 (який містить теплообмінник - на схемі не показано). До блоку охолодження сухого продукту 14 приєднані трубопроводи охолоджуючої рідини 25, які в свою чергу приєднані також до не менш ніж одного повітряно-рідинного калорифера 1, та в замкнутий контур яких включений насос охолоджуючої рідини 13, що разом утворює систему охолодження продукту та систему рекуперації теплової енергії. Сушильний пристрій 8 на виході теплоносія з'єднаний з не менш ніж одним циклоном 15, який з'єднаний з шлюзовим затвором циклона 19, який в свою чергу з'єднаний з накопичувальним бункером циклона 21, і які разом утворюють перший модуль системи фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія з незалежним виходом для дрібних часинок продукту. Далі циклон 15 з'єднаний з другим модулем системи фільтрації та виводу відпрацьованого теплоносія, який містить рукавний тканинний фільтр безперервної дії 16, який з'єднаний з шлюзовим затвором рукавного фільтру 20, що в свою чергу з'єднаний з накопичувальним бункером рукавного фільтру 22, який є незалежним виходом для пилу на утилізацію. Крім того до рукавного тканинного фільтру безперервної дії 16 приєднані пульт управління рукавного фільтру 17 та станція підготовки повітря для регенерації рукавів рукавного фільтру 18. Далі на виході рукавного фільтру 16 приєднаний димосос 23. Система контролю робочих параметрів корисної моделі містить датчики температури 7, датчики тиску 24 та датчики розрядження 26. Опис запропонованої лінії у динаміці. Вологий продукт із складу за допомогою механічного завантажувача, наприклад ковшового завантажувача, завантажується в бункер завантаження вологого продукту 10. Далі вологий продукт за допомогою живильника бункерного 11 механічно подається на транспортер 12, при цьому в корисній моделі, що заявляється може бути використаний стрічковий або шнековий транспортер 12. Водночас із подачею вологого продукту на транспортер 12 живильник бункерний 11 здійснює первинну очистку вологого продукту від крупних елементів (включень) та регулює об'єм вологого продуту, що подається на транспортер12. Параметри такого регулювання об'єму вологого продукту налагоджують під час загальних пусконалагоджувальних робіт корисної моделі або на етапі переходу роботи корисної моделі на сезонні режими експлуатації, які характеризуються різними параметрами вологості продукту, температури навколишнього середовища та ін. Далі вологий продукт за допомогою транспортера 12 поступово переміщується в сушильний пристрій 8. 9 Одночасно із завантаженням вологого продукту в сушильний пристрій 8, за допомогою нагнітаючого вентилятора 2 відбувається процес нагнітання повітря із атмосфери у повітрянорідинний калорифер 1 системи охолодження і рекуперації. В деяких випадках виконання корисної моделі може бути використано декілька повітряно-рідинних калориферів 1 в залежності від необхідних технологічних потреб. Далі за допомогою нагнітаючого вентилятора 2 через заслінку 3 нагнітаючого вентилятору 2 атмосферне повітря нагнітається у теплогенератор 4. На виході заслінки 3 та на вході теплогенератора 4 розташований датчик тиску 24 газоповітряних потоків, сигнал з якого подається на контрольно-регулюючі засоби та елементи, які не є конструктивними елементами корисної моделі, що заявляється. В теплогенератор 4 із установки підготовки палива 6 подається паливо (газ, дизельне паливо, мазут, і т.п.) і в теплогенераторі 4 відбувається генерація теплової енергії, тобто підготовка теплоносія - нагрітого повітря, при цьому робота та робочі параметри теплогенератора 4 регулюються блоком автоматичного управляння 5. Із теплогенератора 4, нагріті до певної температури газоповітряні потоки, направляються в сушильний пристрій 8, де безпосередньо відбувається процес сушіння вологого продукту. На виході теплогенератора 4 та на вході сушильного пристрою 8 розташований один з датчиків температури 7, сигнал з якого подається на контрольно-регулюючі засоби та елементи. В корисній моделі, що заявляється, можуть бути використані сушильні апарати різних типів і конструкцій, наприклад апарат за технологією "киплячого шару" або апарат барабанного типу. Технологічні параметри сушильного пристрою 8 контролюють встановлені в нього датчик розрядження 9 на креслені не показано та один з датчиків температури 7, сигнали з яких подаються на контрольно-регулюючі засоби та елементи. Після висушування вологого продукту в сушильному пристрої 8, одержаний сухий продукт механічно поступає в блок охолодження 14 системи охолодження та рекуперації. Після охолодження сухий продукт є готовий до використання за цільовим призначенням і може бути відвантажений із блоку охолодження 14. Основою блоку охолодження 14 є теплообмінник (на схемі не показано). Блок охолодження 14, насос охолоджуючої рідини 13, повітряно-рідинний калорифер 1 та трубопроводи 25 утворюють замкнуту систему охолодження та рекуперації в запропонованій корисній моделі. Тобто, за допомогою насосу охолоджуючої рідини 14 в систему охолодження та рекуперації закачується охолоджуюча рідина, яка в процесі роботи корисної моделі, за допомогою насосу охолоджуючої рідини 14, циркулює по трубопроводам 25 та по всіх елементах системи охолодження та рекуперації. При цьому охолоджуюча рідина в блоку охолодження 14 відбирає на себе тепло сухого продукту і потім частково віддає таке тепло атмосферному повітрю 30572 10 в повітряно-рідинному калорифері 1 і таким чином відбувається рекуперація теплової енергії. В процесі сушіння продукту найдрібніші частини продукту разом із газоповітряними потоками переміщуються із сушильного пристрою 8 в циклон 15. В окремих випадках виконання корисної моделі може бути застосовано декілька циклонів 15. В циклоні 15 за рахунок відцентрових сил відбувається осаджування найдрібніших частин сухого продукту і переміщення цих частинок в шлюзовий затвор 19 циклона 15, після чого ці найдрібніші частини сухого продукту переміщуються в накопичувальний бункер 21. Накопичені найдрібніші частини сухого продукту можуть бути використані у складі основної маси сухого продукту або окремо від нього, або взагалі утилізовані. Самі найдрібніші частинки (пил) сухого продукту із циклону 15 разом з газоповітряним потоком переміщуються в рукавний фільтр 16, що являє собою систему тканинних рукавів. Між виходом циклону 15 та входом рукавного фільтру 16 встановлений один з датчиків температури 7, який контролює температуру газоповітряного потоку. Робота рукавного фільтру 16 керується пультом управління 17 у взаємодії із станцією підготовки повітря 18, яка також з'єднана із рукавним фільтром 16. Пил сухого продукту осаджується на стінках рукавів рукавного фільтру 16. Стиснене повітря від станції підготовки повітря 18 під тиском періодично імпульсами подається в рукави рукавного фільтру 16, що призводить до струшування пилу з тканини рукавів і їх очистки, після чого частинки пилу через шлюзовий затвор 20 переміщуються в накопичувальний бункер 22 і далі можуть бути утилізовані. Відпрацьований та очищений теплоносій (газоповітряний потік) із рукавного фільтру 16 за допомогою димососа 23 викидається в атмосферу. Запропонована лінія пройшла широкі виробничі випробування, які підтвердили досягнення технічного результату - її використання забезпечує високоефективну сушіння та охолодження широкого спектру мінеральних та органічних фракціонованих та дрібнодисперсних матеріалів і продуктів, які мають діапазон початкової відносної вологості від 1 до 50%; втрати найдрібніших частинок матеріалів і продуктів є мінімальними. Застосування запропонованої корисної моделі дозволяє знизити енерговитрати водночас із забезпеченням високого ступеню фільтрації відпрацьованого теплоносія, автоматизувати керування роботою процесом роботи цієї установки, процесом сушіння. Виготовлення та застосування запропонованої лінії дозволяє також поширити асортимент багатофункціонального універсального сушильного обладнання. Джерела інформації: 1. Патент РФ №2303758 від 27.07.2007 м.кл. F26B 17/10, публ. 27.07.2007. 2. Деклараційний патент України на винахід №33423 А від 15.02.2001 м.кл. F26B 17/10, F26B 17/00 публ. 15.02.2001. 11 3. Патент РФ №2251059 від 27.04.2005 м.кл. F26B3/10, F26B17/10, публ. 27.04.2005. 4. Патент РФ №23003221 від 07.20.2007 м.кл. F26B17/10, F26B 5/02 публ. 07.20.2007 ПРОТОТИП. 30572 12