Промислова термовакуумна установка виготовлення альтернативного палива
Розроблено конструкторську документацію промислової термовакуумної установки.

Схема промислової термовакуумної установки виготовлення паливних брикетів з бурого вугілля продуктивністю 3000 кг на годину зображена на рис. 1 та рис. 2.

Рисунок 1 – Загальний вигляд термовакуумної сушильної установки (вигляд зверху)

Під час руху всередині нагрівального елемента термовакуумної сушильної установки матеріал, що висушується, протягом 14 секунд нагрівається до заданої температури, подрібнюється і піддається впливу температури та низького тиску.

Рисунок 2 – Схема термовакуумної установки сушіння бурого вугілля (вигляд збоку)

Для отримання твердопаливних брикетів у висушене буре вугілля додають побутові відходи у кількості 6-7% від маси сухого вугілля. Отримана суміш нагрівається до температури 110 °С і пресується в брикети при тиску 95 МПа. При цьому механічна міцність отриманих брикетів становить не менше 5,5 МПа.

Теплотворність брикетованого бурого вугілля становить до 6600 ккал\кг, що у 3...4 рази більше, ніж у звичайних дров. Брикети горять у середньому у 2...3 рази довше, ніж дрова, добре розгораються, горять рівномірно, не дають іскор і кіптяви. Зольність брикетів до 10%.

Основні параметри установки зведені у табл. 1.
Таблиця 1 – Параметри промислової термовакуумної установки для виготовлення твердопаливних брикетів
Параметр |
Значення |
Вологість бурого вугілля |
(20 → 67) °С |
Час сушіння та подрібнення |
14 с |
Тиск |
(760 → 120) мм рт. ст. |
Швидкість руху бурого вугілля у нагрівачі |
(0 → 10) м/с |
Максимальна потужність нагрівача |
30 кВт |
Продуктивність вакуумного насоса |
3000 м3/год (50 м3/хв) |
Продуктивність термовакуумної установки |
3 т/год. (72 тонни на добу) |
Витрати електроенергії |
126 кВт ⋅ год/т |

У конструкції промислової установки шляхом оптимізації підбору параметрів нагрівального елемента і вакуумного насоса вдалося суттєво (приблизно вдвічі) знизити витрати електроенергії на обробку тонни кінцевого продукту дисперсністю (до 0,4 мікрона з початкових 6 мм), зниженим вмістом сірки та азоту і високою теплотворною здатністю.

Слід зазначити, що запропонований спосіб термовакуумного сушіння є досить універсальним і при цьому не призводить до забруднення навколишнього середовища. Його можна впровадити у виробництво, що використовує інші відходи промисловості та сільського господарства:

Торф є широко доступною в Україні корисною копалиною. Відходи видобутку торфу також можуть слугувати для виробництва високоефективного альтернативного палива. Експерименти показали, що торф сушиться у термовакуумній установці з 56% до 16%. Максимальна температура висушеного торфу на виході з термовакуумної установки становить 57 °С. Висушений торф пресується під тиском 280 кг ⋅ с/см
2 у брикети розміром 150×70×60 мм щільністю 1,1 г/см
3. Отримана теплотворність брикетів з торфу 5700 ккал/кг, зольність 10% ... 12%.

Лузга соняшника висушується у термовакуумній установці до вологості 6% і подається у прес-екструдер. У результаті можна отримати твердопаливні брикети з щільністю 1,1 ... 1,2 г/см
3, тепловою продуктивністю 3800 ... 5700 ккал/кг, теплотою згоряння 5000 ккал/кг і зольністю 3%.

Лушпиння рису, висушене до 10% у термовакуумній установці, пресується при тиску 86 МПа у брикети з щільністю 1,1 г/см
3. Теплотворна здатність отриманого продукту – 4900 ккал/кг. Зольність 0,8%.