Разработана конструкторская документация промышленной термовакуумной установки.
Схема промышленной термовакуумной установки изготовления топливных брикетов из бурого угля производительностью 3000 кг в час изображена на рис. 1 и рис. 2.
Рисунок 1 – Общий вид термовакуумной сушильной установки (вид сверху)
При движении внутри нагревательного элемента термовакуумной сушильной установки высушиваемый материал в течение 14 секунд нагревается до заданной температуры, измельчается и под воздействием температуры и низкого давления.
Рисунок 2 – Схема термовакуумной установки сушки бурого угля (вид сбоку)
Для получения твердотопливных брикетов в высушенный бурый уголь добавляют бытовые отходы в количестве 6-7% от массы сухого угля. Полученная смесь нагревается до температуры 110 °С и прессуется в брикеты при давлении 95 МПа. При этом механическая прочность получаемых брикетов составляет не менее 5,5 МПа.
Теплотворность брикетированного бурого угля составляет до 6600 ккал\кг, что в 3...4 раза больше, чем у обычных дров. Брикеты горят в среднем в 2...3 раза дольше, чем дрова, хорошо разгораются, горят равномерно, не дают искр и копоти. Зольности брикетов до 10%.
Основные параметры установки сведены в табл. 1.
Параметр | Значение |
Влажность бурого угля | (20 → 67) °С |
Время сушки и дробления | 14 с |
Давление | (760 → 120) мм рт. ст. |
Скорость движения бурого угля в нагревателе | (0 → 10) м/с |
Максимальная мощность нагревателя | 30 кВт |
Продуктивность вакуумного насоса | 3000 м3/час (50 м3/мин) |
Производительность термовакуумной установки | 3 т/год. (72 тони в сутки) |
Расход электроэнергии | 126 кВт ⋅ час/т |
В конструкции промышленной установки путем оптимизации подбора параметров нагревательного элемента и вакуумного насоса удалось существенно (примерно в два раза) снизить затраты электроэнергии на обработку тонны конечного продукта дисперсностью (до 0.4 микрона из начальных 6 мм), пониженным содержанием серы и азота и высокой теплотворной способностью.
Следует отметить, что предложенный способ термовакуумной сушки является достаточно универсальным и при этом не влечет за собой загрязнение окружающей среды. Он может быть внедрен в производство, использующее другие отходы промышленности и сельского хозяйства:
Торф является широко доступной в Украине полезным ископаемым. Отходы добычи торфа могут тоже служить для выработки высокоэффективного альтернативного топлива. Эксперименты показали, что торф сушится в термовакуумной установке с 56% до 16%. Максимальная температура высушенного торфа на выходе из термовакуумной установки составляет 57 °С. Высушенный торф прессуется под давлением 280 кг ⋅ с/см2 в брикеты размером 150×70×60 мм плотностью 1,1 г/см3. Получаемая теплотворность брикетов из торфа 5700 ккал/кг, зольность 10% ... 12%.
Лузги подсолнечника высушивается в термовакуумных установке к влажности 6% и подается в пресс-экструдер. В результате можно получить твердотопливные брикеты с плотностью 1,1 ... 1,2 г/см3, тепловой производительностью 3800 ... 5700 ккал/кг, теплотой сгорания 5000 ккал/кг и зольностью 3%.
Шелуха риса, высушенные до 10% в термовакуумных установке, прессуется при давлении 86 МПа в брикеты с плотностью в 1,1 г/см3. Теплотворная способность полученного продукта – 4900 ккал/кг. Зольность 0,8%.