RU2601082C2 - Способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки - Google Patents
Способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601082C2 RU2601082C2 RU2014148089/06A RU2014148089A RU2601082C2 RU 2601082 C2 RU2601082 C2 RU 2601082C2 RU 2014148089/06 A RU2014148089/06 A RU 2014148089/06A RU 2014148089 A RU2014148089 A RU 2014148089A RU 2601082 C2 RU2601082 C2 RU 2601082C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- technological
- source material
- dehydration
- steam
- heat
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 70
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 12
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 12
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 abstract description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 244000144977 poultry Species 0.000 abstract description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 241001237823 Paenibacillus vortex Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000013020 steam cleaning Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
- F26B5/044—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum for drying materials in a batch operation in an enclosure having a plurality of shelves which may be heated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
- F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
- F26B9/066—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers the products to be dried being disposed on one or more containers, which may have at least partly gas-previous walls, e.g. trays or shelves in a stack
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам передачи тепловой энергии в вакуумных машинах обезвоживания и сушки и способу подвода и передачи тепловой энергии в вакуумных сушилках, выпарных машинах и устройствах низкотемпературного обезвоживания в вакууме различных материалов и может быть использовано для переработки и утилизации отходов птицеводческих и свиноводческих хозяйств, заводов, производящих спирт, пиво, а также в пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности. Способ теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки включает откачку камеры до давления ниже атмосферного, перемешивание и перемещение исходного материала в камере, сбор, слив и удаление конденсата, кондуктивный подвод тепла к исходному материалу. Новым является то, что перемешивание осуществляют мелкодисперсными частицами, выделяющимися в процессе обезвоживания исходного материала, а тепловая энергия, которая сопутствует процессу очистки, осуществляет поддержание режима в технологической вакуумной камере. Внутри вакуумной камеры встроены устройства для очистки пара от загрязнений, состоящих из мелкодисперсных частиц исходного материала, поступающих по паропроводу в компрессор, выполненные в виде соосно соединенных суживающихся и расширяющихся частей, на внутренней поверхности которых расположены винтообразные канавки, и круговая канавка у выходного отверстия. Технический результат заключается в сокращении потерь тепловой энергии за счет улучшения условий эксплуатации компрессора, системы обезвоживания и сушки исходного материала. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к системам передачи тепловой энергии вакуумных машин обезвоживания и сушки, в том числе к продуктам обработки веществ и материалов, в частности к способам подвода и передачи тепловой энергии в вакуумных сушилках, выпарных машинах и устройствах низкотемпературного обезвоживания в вакууме различных материалов, веществ, и может быть использована для переработки и утилизации отходов птицеводческих и свиноводческих хозяйств, заводов, производящих спирт, пиво, а также в пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности.
Известен способ низкотемпературного вакуумного обезвоживания материалов и устройство его осуществления (См. патент РФ №2246079, МПК F26В 5/04, опубл. 28.07.2003), включающий выделение тепловой энергии в процессе сбора и отвода конденсата, возвращение ее в систему нагрева исходного материала, при этом поэтапный слив конденсата производится таким образом, что перед удалением конденсата в атмосферу его переливают в дополнительную емкость с теплообменником и давление внутри нее ниже атмосферного, а система загрузки осуществляет подачу исходного материала либо порциями, либо регулируемым непрерывным потоком.
Устройство, реализующее данный способ, обеспечивает регенерацию тепловой энергии путем введения теплообменников в систему сбора конденсата, соединенных с блоком теплового насоса, из которого горячий теплоноситель направляется в теплообменники испарителя технологической камеры, которая в свою очередь содержит камеру сбора и выгрузки конечного продукта с давлением внутри него ниже атмосферного, связанную с технологической камерой прямопролетным затвором, имеющим возможность окончательной выгрузки конечного продукта на атмосферу.
Недостатками данного технического решения являются высокая стоимость системы, регенерация тепловой энергии, наличие потери тепла в системе сбора и отвода конденсата, а также необходимость введения в конструкцию внешнего источника тепла (например водогрейного котла) и система охлаждения холодной водой конденсора.
Известен способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки (см. патент РФ №2295681 МПК F26В 5/04, F26В 9/06, Р25В 19/00, опубл. 20.03.2007. Бюл. №8), включающий загрузку исходного материала в технологическую вакуумную камеру, откачку камеры до давления ниже атмосферного, перемешивание и перемещение исходного материала в камере, сбор, слив и удаление конденсата, кондуктивный подвод тепла к исходному материалу с нагревом обрабатываемого исходного материала в температурном диапазоне, нижний предел которого ограничивается температурой испарения воды, при рабочем давлении в технологическом объеме, а верхний - условиями, обеспечивающими отсутствие необратимых потерь полезных свойств исходного материала, и возможностью уничтожения живых клеток организма и растений, представляющих экологическую опасность и затрудняющих дальнейшее использования конечного продукта, при этом тепловая энергия водяного пара, выделяющаяся в процессе обезвоживания исходного материала в технологической вакуумной камере, возвращается в систему нагрева исходного материала, путем сжатия пара до величины не ниже атмосферного давления, после чего осуществляется подача сжатого пара в герметичные полости блока технологических теплообменников испарителей, на которых находится обезвоживаемый исходный материал, при этом нагретый пар конденсируется внутри блока технологических теплообменников-испарителей, а выделившаяся при конденсации водяного пара тепловая энергия передается обезвоживаемому материалу, перемешивающемуся по поверхности блока технологических теплообменников-испарителей.
Устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки, содержащее технологическую вакуумную камеру, в которой расположен блок технологических теплообменников-испарителей с трубчатыми каналами для теплоносителя, на которых располагается исходный материал, система загрузки исходного материала в технологическую вакуумную камеру, откачки камеры до давления ниже атмосферного, перемешивания и перемещения исходного материала в технологической вакуумной камере, сбора, слива и удаления конденсата, кондуктивного подвода тепла к исходному материалу, при этом в систему кондуктивного подвода тепла к исходному материалу встроен компрессор, имеющий возможность сжимать пар, поступающий из технологической вакуумной камеры до величины давления не ниже атмосферного, компрессор в свою очередь соединен с коллектором, распределяющим сжатый и разогретый пар далее по внутренним областям блока технологических теплообменников-испарителей, где имеется возможность конденсации пара с выделением тепла и кондуктивного нагрева исходящего материала, в свою очередь, выход блока технологических теплообменников-испарителей по сконденсированному пару соединяется с теплообменником, а исходный материал подается из бункера с теплообменников внутрь вакуумной камеры системой нагрузки исходного материала.
Недостатком данного технического решения является интенсивный износ элемента компрессора, участвующего в сжатии водяного пара, насыщенного мелкодисперсными частицами в процессе обезвоживания исходного материала, а также энергозатраты, связанные с работой парогенераторов для подпитки системы при поддержании в технологической вакуумной камере заданного тепловлажностного режима путем восстановления тепловой энергии, уходящей в виде тепловых паров с мелкодисперсными частицами исходного материала, при перемещении пара в компрессоре.
Технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение потерь тепловой энергии для поддержания тепловлажностного режима в технологической вакуумной камере выхода готового продукта за счет улучшения условий эксплуатации компрессора, системы обезвоживания и сушки исходного материала.
Технический результат достигается тем, что способ теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки, включающий загрузку исходного материала в технологическую вакуумную камеру, откачку камеры до давления ниже атмосферного, перемешивание и перемещение исходного материала в камере, сбор, слив и удаление конденсата, кондуктивный подвод тепла к исходному материалу с нагревом обрабатываемого исходного материала в температурном диапазоне, нижний предел которого ограничивается температурой испарения воды, при рабочем давлении в технологическом объеме, а верхний - температурой кипения воды, при рабочем давлении в технологическом объеме, при этом тепловая энергия водяного пара, выделяющаяся в процессе обезвоживания исходного материала в технологической вакуумной камере, возвращается в систему нагрева исходного материала, путем сжатия пара до величины не ниже атмосферного давления, после чего осуществляется подача сжатого пара в герметичные полости блока технологических теплообменников-испарителей, на которых находится обезвоживаемый исходный материал, при этом нагретый пар конденсируется внутри блока технологических теплообменников-испарителей, а выделившаяся при конденсации водяного пара тепловая энергия передается обезвоживаемому материалу, перемешивающемуся по поверхности блока технологических теплообменников-испарителей, перемешивание осуществляется мелкодисперсными частицами, выделяющимися в процессе обезвоживания исходного материала, а тепловая энергия, которая сопутствует процессу очистки, осуществляет поддержание режима в технологической вакуумной камере.
Устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки, содержащее технологическую вакуумную камеру, в которой расположен блок технологических теплообменников-испарителей с трубчатыми каналами для теплоносителя, на которых располагается исходный материал, система загрузки исходного материала в технологическую вакуумную камеру, откачки камеры до давления ниже атмосферного, перемешивания и перемещения исходного материала в технологической вакуумной камере, сбора, слива и удаления конденсата, кондуктивного подвода тепла к исходному материалу, при этом в систему кондуктивного подвода тепла к исходному материалу встроен компрессор, имеющий возможность сжимать пар, поступающий из технологической вакуумной камеры до величины давления не ниже атмосферного, компрессор в свою очередь соединен с коллектором, распределяющим сжатый и разогретый пар далее по внутренним областям блока технологических теплообменников-испарителей, где имеется возможность конденсации пара с выделением тепла и кондуктивного нагрева исходящего материала, в свою очередь, выход блока технологических теплообменников-испарителей по сконденсированному пару соединяется с теплообменником, а исходный материал подается из бункера с теплообменников внутрь вакуумной камеры, системы загрузки исходного материала, внутри технологической вакуумной камеры, встроенной в устройства для очистки от загрязнений, состоящих из мелкодисперсных частиц исходного материала пара, поступающих по паропроводу в компрессор, причем устройство для очистки выполнено в виде соосно-соединенных суживающихся и расширяющихся частей, на внутренней поверхности которых расположены винтообразные канавки, продольно вытянутые от входного отверстия, расширяющиеся части, к выходному отверстию и круговая канавка у выходного отверстия, которое соединяется со сборником загрязнений.
На фиг. 1 представлена схема способа и устройства теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания сушки, на фиг. 2 - развертка внутренней поверхности расширяющейся части устройства очистки со сборником очищения, на фиг. 3 - расширяющаяся часть устройства для очистки.
Стенки технологической вакуумной камеры 1 нагреваются на несколько градусов выше рабочей температуры, с помощью паровой рубашки, окружающей внутренние стенки технологической вакуумной камеры 1. Внутри камеры 1 монтируется блок технологических теплообменников-испарителей 2, на поверхности испарения которого размещается и перемещается исходный материал 3. Исходный материал 3, регулируемый или дозируемый потоком, имеет возможность подавать технологическая вакуумная камера 1 системой загрузки исходного материала 3 из бункера с теплообменником 5.
Блок технологических теплообменников-испарителей 2, трубой, связанной с теплообменником 5, присоединен к сборнику конденсата 6, из которого имеется возможность по мере накопления конденсата в сборнике конденсата 6 направляться на слив. Сухой конечный продукт 7, по мере его накопления, имеет возможность выводиться в атмосферу. Стартовый парогенератор 8 с системой трубопроводов и регулирования клапанов соединяется с коллектором 9 - распределителем пара блока технологический теплообменников 2 с одной стороны и с другой стороны - с внутренним объемом технологической вакуумной камеры 1. Компрессор 10 имеет возможность сжимать поступающий в него по паропроводу 11 пар 12, образующийся внутри технологической вакуумной камеры 1 при обезвоживании исходного материала 3. Вакуумный насос 13 присоединяется системой трубопроводов и регулируемого клапана к технологической вакуумной камере 1 и имеет возможность поддерживать необходимое давление внутри нее.
Устройство для очистки 14 выполнено в виде соосно соединенных, суживающейся 15 и расширяющейся 16, частей. На внутренней поверхности 17, расширяющейся части 16 расположены винтообразные канавки 18, продольно вытянутые от входного отверстия 19 к выходному отверстию 20 и круговая канавка 21 у выходного отверстия 20, которая соединена со сборником загрязнения 22, для последующего их удаления вручную или автоматически (на рисунке не показано).
Способ теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки реализуется в устройстве следующим образом.
Исходный материал 3, с помощью системы загрязнения исходного материала, поступает на верхнюю часть блока технологических теплообменников-испарителей 2. Исходный материал 3 имеет возможность перемещаться вдоль по поверхности испарения последовательно к верхней части блока технологических теплообменников-испарителей 2 вниз с последующей выгрузкой обезвоженного конечного продукта 7 на атмосферу. По мере перемещения исходного материала 3 по поверхности испарения блока технологических теплообменников-испарителей 1 при температуре, соответствующей разряжению внутри нее, образовавшийся водяной пар 12 насыщается мелкодисперсными частицами исходного материала 3 и по паропроводу 11, соединяющему вакуумную камеру 1 и компрессор 10, поступает на сжатие.
Известно, что наличие загрязнений в виде мелкодисперсных твердых и каплеобразных частиц приводит как к интенсивному износу элементов компрессора 10, участвующих в процессе сжатия, так и дополнительным энергозатратам на привод компрессора 10 в связи с выполнением дополнительной работы сжатия не только сплошной среды (газ, воздух, пар), но и частиц загрязнения (см., например, Поршневые компрессоры / под общ. ред. Б.С. Фотина., Л. Машиностроение, 1987 - 372 с.).
Поэтому на входе паропровода 11 внутри технической вакуумной камеры 1 встроено устройство для очистки 14.
Устройство для очистки 14 осуществляет отделение от пара 12 мелкодисперсных частиц исходного материала 3, которое насыщает пары 12, выделяющиеся в процессе обезвоживания в технологической вакуумной камере 1. Причем процесс очистки происходит при поэтапном ускорении движущегося пара 12 в суживающейся 15 части устройства для очистки 14, а затем после внезапного расширения на входе в расширяющейся 16 части с эффектом Джоуля-Томсона (см., например, стр. 199. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: 1980 - 469 с., ил.), когда снижение температуры способствует локальной конденсации в движущемся потоке пара 12. Последующая закрутка пара 12 при перемещении по винтообразным канавкам 18 приводит к завихрению его с перемещением мелкодисперсных частиц исходного материала 3 и мелкодисперсных сконденсировавшихся частиц пара 12 и периферии, т.е. в полости винтообразных каналов 18, откуда под действием центробежных сил, загрязнения переходят в кольцевую канавку 21 и далее в сборник загрязнений с удалением по мере накопления вручную или автоматически.
Очищенный от мелкодисперсных частиц загрязненный пар 12 перемещается в компрессор 10 для сжатия, в процессе которого приводом компрессором 10 для сжатия затрачивается оптимальная мощность по схеме обезвоживания и сушки в вакуумной машине с устранением причин, вызывающих интенсивный износ его элементов, обеспечивающих повышение давления и температуры до нормированных параметров.
Кроме того, в расширяющейся 16 части устройства для очистки 14 завихрения пара 12 приводит к его термодинамическому расслоению на периферийный - «горячий» и «осевой» - «холодный» потоки. (см., например, Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. Самара 2002 - 284 с., ил.), что способствует конвективному теплообмену корпусов устройств для очистки 14 с внутренним объемом технологической вакуумной камеры 1. Следовательно, наблюдается частичное восстановление тепловой энергии, затрачиваемой на кипение и испарение водяной составляющей исходящего материала 3, которая остается в технологической вакуумной камере 1, а это в конечном итоге позволяет снизить энергозатраты на работу парогенератора 8, обеспечивающего по мере необходимости подпитку системы горячим паром в случае ее нехватки.
Пар 12 сжимается в компрессоре 10 до давления не ниже атмосферного с соответственным повышением его температуры и через коллекторы 9 распределяется внутри блока технологических теплообменников-испарителей 2. Горячий пар имеет возможность сконденсироваться внутри блока, технологических теплообменников-испарителей 2 и кондуктивным способом передать свою энергию исходному материалу 3, размещенному на поверхности испарения блока технологических теплообменников-испарителей, с образованием пара 12.
Перед поступлением в компрессор 10 вакуумной камеры 1 пар, выделяющийся при обезвоживании исходного материала 3, сжимаемый до давления не ниже атмосферного с соответствующим повышением его температуры, поступает в коллектор 9 распределителя пара и далее - в блок технологических теплообменников-испарителей 2. Происходит кондуктивный нагрев исходного материала 3, размещенного на поверхностях испарения блока технологических теплообменников-испарителей 2, за счет тепла, выделяющегося при конденсации пара внутри каналов блока технологических теплообменников-испарителей 2. Блок трубой соединен с теплообменником 5, в который с одной стороны поступает пароводяная смесь, образовавшаяся в результате конденсации пара внутри каналов блока технологических теплообменников-испарителей 2, а с другой - исходный материал. Исходный материал за счет охлаждения пароводяной смеси в теплообменнике 5 нагревается и подается системой загрузки исходного материала 4 в камеру 1. Все это обеспечивает предварительный нагрев исходного материала и его обезвоживание в процессе сушки в вакууме.
Парогенератор 8 через систему трубопроводов и регулируемых клапанов совместно с вакуумным насосом 13 имеет возможность обеспечить старт всей системы и при необходимости подпитку системы горячим паром в случае его нехватки.
Необходимое разрежение в вакуумной технологической камере 1 поддерживается вакуумным насосом 13. Рабочий диапазон давлений от 0,7 до 0,1 атм обеспечивает кипение и испарение водной составляющей исходного материала 3 при температурах 40-90°С. Постоянный нагрев, разрежение и перемещение исходного материала 3 сверху вниз по поверхностям испарения блока технологических теплообменников-испарителей 2 приводит к обезвоживанию исходного материала 3 до требующейся влажности.
Непрерывная загрузка исходного продукта, постоянный отвод конденсата и выгрузка готового обезвоженного конечного продукта обеспечивают непрерывный цикл вакуумного обезвоживания.
Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что осуществляется дополнительная очистка пара, выделяющегося в процессе обезвоживания исходного материала от мелкодисперсных частиц, сопутствующих сушке и насыщающих его, что обеспечивает возвращение тепловой энергии для поддержания тепловлажностного режима в технологической вакуумной камере при кипении и испарении водяной составляющей исходного материала. Кроме того, очистка пара перед поступлением в компрессор устраняет вероятность интенсивного износа его элементов, участвующих в процессе сжатия.
Claims (2)
1. Способ теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки, включающий загрузку исходного материала в технологическую вакуумную камеру, откачку камеры до давления ниже атмосферного, перемешивание и перемещение исходного материала в камере, сбор, слив и удаление конденсата, кондуктивный подвод тепла к исходному материалу с нагревом обрабатываемого исходного материала в температурном диапазоне, нижний предел которого ограничивается температурой испарения воды при рабочем давлении в технологическом объеме, а верхний - температурой кипения воды при рабочем давлении в технологическом объеме, при этом тепловая энергия водяного пара, выделяющаяся в процессе обезвоживания исходного материала в технологической вакуумной камере, возвращается в систему нагрева исходного материала путем сжатия пара до величины не ниже атмосферного давления, после чего осуществляется подача сжатого пара в герметичные полости блока технологических теплообменников - испарителей, на которых находится обезвоживаемый исходный материал, при этом нагретый пар конденсируется внутри блока технологических теплообменников - испарителей, а выделившаяся при конденсации водяного пара тепловая энергия передается обезвоживаемому материалу, перемешивающемуся по поверхности блока технологических теплообменников-испарителей, отличающийся тем, что перемешивание осуществляется мелкодисперсными частицами, выделяющимися в процессе обезвоживания исходного материала, а тепловая энергия, которая сопутствует процессу очистки, осуществляет поддержание режима в технологической вакуумной камере.
2. Устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки, содержащее технологическую вакуумную камеру, в которой расположен блок технологических теплообменников - испарителей с трубчатыми каналами для теплоносителя, на которых располагается исходный материал, система загрузки исходного материала в технологическую вакуумную камеру, откачки камеры до давления ниже атмосферного, перемешивания и перемещения исходного материала в технологической вакуумной камере, сбора, слива и удаления конденсата, кондуктивного подвода тепла к исходному материалу, при этом в систему кондуктивного подвода тепла к исходному материалу встроен компрессор, имеющий возможность сжимать пар, поступающий из технологической вакуумной камеры до величины давления не ниже атмосферного, компрессор в свою очередь соединен с коллектором, распределяющим сжатый и разогретый пар далее по внутренним областям блока технологических теплообменников - испарителей, где имеется возможность конденсации пара с выделением тепла и кондуктивного нагрева исходного материала, в свою очередь, выход блока технологических теплообменников - испарителей по сконденсированному пару соединяется с теплообменником, а исходный материал подается из бункера с теплообменником внутрь вакуумной камеры системы загрузки исходного материала, отличающееся тем, что внутри технологической вакуумной камеры встроены устройства для очистки пара от загрязнений, состоящих из мелкодисперсных частиц исходного материала, поступающих по паропроводу в компрессор, причем устройство для очистки выполнено в виде соосно-соединенных суживающихся и расширяющихся частей, на внутренней поверхности которых расположены винтообразные канавки, продольно вытянутые от входного отверстия расширяющейся части к выходному отверстию, и круговая канавка у выходного отверстия, которое соединяется со сборником загрязнений.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148089/06A RU2601082C2 (ru) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | Способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148089/06A RU2601082C2 (ru) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | Способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014148089A RU2014148089A (ru) | 2016-06-20 |
| RU2601082C2 true RU2601082C2 (ru) | 2016-10-27 |
Family
ID=56131843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014148089/06A RU2601082C2 (ru) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | Способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2601082C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2645108C1 (ru) * | 2016-11-08 | 2018-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Котел отопительный газовый |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111493652B (zh) * | 2020-05-21 | 2024-10-01 | 苏州翔云节能科技有限公司 | 食物冷蒸一体机及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2062417C1 (ru) * | 1993-07-21 | 1996-06-20 | Научно-экспертное общество "Эльтрон" | Способ вакуумной сушки органических веществ |
| RU2137714C1 (ru) * | 1997-06-10 | 1999-09-20 | Стерлитамакское ЗАО "Каустик" | Способ выпаривания каустической соды, установка для его осуществления и конструкция выпарного аппарата |
| RU2213917C2 (ru) * | 2001-07-23 | 2003-10-10 | Бобер Александр Самуилович | Установка для вакуумной сушки материалов |
| RU2295681C2 (ru) * | 2005-05-17 | 2007-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экспертное общество "ЭЛЬТРОН" | Способ и устройство энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме |
-
2014
- 2014-11-28 RU RU2014148089/06A patent/RU2601082C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2062417C1 (ru) * | 1993-07-21 | 1996-06-20 | Научно-экспертное общество "Эльтрон" | Способ вакуумной сушки органических веществ |
| RU2137714C1 (ru) * | 1997-06-10 | 1999-09-20 | Стерлитамакское ЗАО "Каустик" | Способ выпаривания каустической соды, установка для его осуществления и конструкция выпарного аппарата |
| RU2213917C2 (ru) * | 2001-07-23 | 2003-10-10 | Бобер Александр Самуилович | Установка для вакуумной сушки материалов |
| RU2295681C2 (ru) * | 2005-05-17 | 2007-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экспертное общество "ЭЛЬТРОН" | Способ и устройство энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2645108C1 (ru) * | 2016-11-08 | 2018-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Котел отопительный газовый |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014148089A (ru) | 2016-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6308933B2 (ja) | 汚泥脱水方法および汚泥脱水装置 | |
| CN104888481B (zh) | 基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置 | |
| CN103553291A (zh) | 一种污泥低温干化处理系统及工艺 | |
| CN203613086U (zh) | 一种污泥低温干化处理系统 | |
| CN101830624B (zh) | 一种污泥桨叶干燥系统及其工艺 | |
| TW550367B (en) | Method and apparatus for producing a purified liquid | |
| CN201694934U (zh) | 一种污泥桨叶干燥系统 | |
| WO2019056183A1 (zh) | 一种回热法污泥热干化系统 | |
| JP2002147951A (ja) | 水蒸気ヒートポンプ式蒸発脱水装置 | |
| CN101780390B (zh) | 含水固体物料的置换脱水方法及装置 | |
| CN105402999A (zh) | 机械蒸汽再压缩式真空管束干燥系统 | |
| CN102046540A (zh) | 污泥的处理方法 | |
| RU2601082C2 (ru) | Способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки | |
| CN111099810A (zh) | 热泵回收废蒸汽能量的间接污泥干化装置和方法 | |
| CN203700098U (zh) | 用火力发电厂蒸汽余热处理电厂废水装置 | |
| WO2016121012A1 (ja) | 固液分離装置 | |
| JP5970089B2 (ja) | 廃水蒸気を活用する廃水スラッジの乾燥及びリサイクル装置 | |
| CN104529124A (zh) | 一种并行桨叶污泥干燥系统及干燥工艺 | |
| CN207950689U (zh) | 热泵蒸发浓缩设备 | |
| Palaniandy et al. | Potential of steam recovery from excess steam in sterilizer at palm oil mill | |
| RU2295681C2 (ru) | Способ и устройство энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме | |
| RU93952U1 (ru) | Сушильная установка, работающая на перегретом паре | |
| CN105439223B (zh) | 一种压汽式毛细驱动海水淡化装置 | |
| CN212864443U (zh) | 一种废乳化液处理装置 | |
| CN104710094A (zh) | 印染污泥干燥方法及其设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170102 |