Новая энергосберегающая технология производства твердотопливных брикетов из отходов деревообрабатывающей промышленности :: НПК ВИЭРТ

Новая энергосберегающая технология производства твердотопливных брикетов из отходов деревообрабатывающей промышленности


Перспективным и актуальным направлением энергосбережения в Украине является изготовление высококачественного альтернативного твердого топлива из отходов промышленного производства - в частности, деревообрабатывающего - в виде топливных брикетов и гранул. Такое производство позволяет уменьшить зависимость национальной экономики от традиционных углеродных энергоносителей и утилизировать большие объемы отходов. Топливные брикеты и гранулы могут использоваться для обогрева пассажирских вагонов, в домашних печах и каминах, а также заводских котельных и ТЭЦ. Но в настоящее время в Украине промышленное производство твердого топлива из отходов практически отсутствует.

В мире существуют различные технологии производства топливных брикетов и гранул из отходов промышленного производства. Схема характерной существующей технологии производства твердого топлива производительностью порядка 1 тонны в час показана на рисунке 1. Ее существенной частью является технологический процесс сушки сырья, требующий значительных энергозатрат. В существующих установках для получения топливных брикетов опилки сушат в барабанных сушильных установках, недостатком которых является неравномерное нагревание высушиваемого материала. Скорость сушки низкая. Невозможно увеличить съем влаги из высушиваемого материала при его однократной обработке в сушилке. Необходимо пропускать сырье через сушилку несколько раз или применять «каскадное» расположение де нескольких барабанных сушилок.

Рисунок 1 – Схема типичного технологического процесса производства топливных брикетов и гранул из отходов деревообрабатывающей промышленности

На основе проведенного физического анализа оптимальных теплоэнергетических условий сушки опилок была выполнена научно-техническая и конструкторская разработка по созданию экологически чистой энергосберегающей вакуумной установки для непрерывной сушки влажных опилок. Данная установка обладает малой стоимостью и высокой производительностью, имеет малые габариты, проста в изготовлении, обслуживании и транспортировке. Конструкция установки изображена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема разработанной термовакуумной установки непрерывной сушки опилок

	Установка состоит из пневмотранспортера, бункерного питателя, термовакуумной сушильной камеры, циклона, пресса, вакуумного водокольцевого насоса, системы выгрузки и упаковки готовой продукции, пульта управления установкой.

	В данной установке количество опилок влажностью 50% проходит через нагревательный элемент с температурой 200 °С со скоростью 7 м/с. Температура высушенной опилок 60 °С, влажность 14%. Время пребывания опилок в нагревательном элементе 15 секунд.

На основе разработанной термовакуумной сушильной установки предложена технология (см. рис. 3) производству твердого топлива из отходов деревообрабатывающей промышленности производительностью в 1 тонну в час.

Рисунок 3 – Технологическая цепочка новой энергосберегающей технологии производства топливных брикетов из опилок (ср. с рис. 1)

	В отличие от существующих технологий (см. рис. 1), технологическая цепочка не содержит теплогенератора, устройства дробления высушенной продукции и охлаждения. Эти функции выполняет разработанная термовакуумная сушильная установка. Ее электрическая мощность составляет 100 кВт на 1 тонну высушенной до влажности 14% опилок.

	Процесс сушки непрерывен. Влажный материал из состава сырья по пневмотранспортеру загружается в термовакуумною сушильную установку. В сушильной установке опилки непрерывно перемешиваются, нагреваются, высушиваются до заданной влажности и перемещаются в циклон, где происходит отделение влаги от высушенного материала. Воздух, поступивший в полость нагревательного элемента вместе с высушиваемым материалом, также быстро нагревается, циркулирует между нагретыми поверхностями опилок и отбирает от них влагу. Высушенный материал из бункера через шлюзовой затвор подается на пресс. Брикеты и гранулы прессуют при давлении 800 кгс/см² без химических закрепителей. Прочность обеспечивается за счет клейких свойств лигнина - вещества, входящее в состав высушиваемого сырья.

	Продолжительность сушки измеряется секундами благодаря максимальной поверхности испарения, быстрому нагреву и пониженному давлению окружающей среды.

	Основным преимуществом разработанной технологии является 7-кратное увеличение производительности и 4-кратного уменьшение энергоемкости на единицу конечной продукции.

	Разработанная установка может быть использована для создания твердотопливных брикетов из угля, отходов сельскохозяйственной продукции и других органических материалов.