Нова енергозберігаюча технологія виробництва твердопаливних брикетів з відходів деревообробної промисловості :: НВК ВДЕРТ

Нова енергозберігаюча технологія виробництва твердопаливних брикетів з відходів деревообробної промисловості


Перспективним та актуальним напрямком енергозбереження в Україні є виготовлення високоякісного альтернативного твердого палива з відходів промислового виробництва - зокрема, деревообробного - у вигляді паливних брикетів та гранул. Таке виробництво дозволяє зменшити залежність національної економіки від традиційних вуглецевих енергоносіїв та утилізувати великі обсяги відходів. Паливні брикети та гранули можуть використовуватися для обігріву пасажирських вагонів, у домашніх печах та камінах, а також заводських котельнях та ТЕЦ. Але в даний час в Україні промислове виробництво твердого палива з відходів практично відсутнє.

У світі існують різні технології виробництва паливних брикетів та гранул з відходів промислового виробництва. Схема характерної існуючої технології виробництва твердого палива продуктивністю порядку 1 тонни на годину показана на рисунку 1. Її суттєвою частиною є технологічний процес сушіння сировини, що потребує значних енерговитрат. В існуючих установках для отримання паливних брикетів тирсу сушать у барабанних сушильних установках, недоліком яких є нерівномірне нагрівання висушуваного матеріалу. Швидкість сушіння низька. Неможливо збільшити зняття вологи з висушуваного матеріалу при його одноразовій обробці в сушилці. Необхідно пропускати сировину через сушилку кілька разів або застосовувати «каскадне» розташування кількох барабанних сушилок.

Рисунок 1 – Схема типового технологічного процесу виробництва паливних брикетів та гранул з відходів деревообробної промисловості

На основі проведеного фізичного аналізу оптимальних теплоенергетичних умов сушіння тирси була виконана науково-технічна та конструкторська розробка зі створення екологічно чистої енергозберігаючої вакуумної установки для безперервної сушіння вологої тирси. Дана установка має малу вартість та високу продуктивність, має малі габарити, проста у виготовленні, обслуговуванні та транспортуванні. Конструкція установки зображена на рисунку 2.

Рисунок 2 – Схема розробленої термовакуумної установки безперервної сушіння тирси

	Установка складається з пневмотранспортера, бункерного живильника, термовакуумної сушильної камери, циклона, преса, вакуумного водокільцевого насоса, системи вивантаження та упаковки готової продукції, пульта управління установкою.

	У даній установці кількість тирси вологістю 50% проходить через нагрівальний елемент з температурою 200 °С зі швидкістю 7 м/с. Температура висушеної тирси 60 °С, вологість 14%. Час перебування тирси в нагрівальному елементі 15 секунд.

На основі розробленої термовакуумної сушильної установки запропонована технологія (див. рис. 3) виробництву твердого палива з відходів деревообробної промисловості продуктивністю в 1 тонну на годину.

Рисунок 3 – Технологічний ланцюжок нової енергозберігаючої технології виробництва паливних брикетів з тирси (порівн. з рис. 1)

	На відміну від існуючих технологій (див. рис. 1), технологічний ланцюжок не містить теплогенератора, пристрою дроблення висушеної продукції та охолодження. Ці функції виконує розроблена термовакуумна сушильна установка. Її електрична потужність становить 100 кВт на 1 тонну висушеної до вологості 14% тирси.

	Процес сушіння безперервний. Вологий матеріал зі складу сировини по пневмотранспортеру завантажується в термовакуумну сушильну установку. У сушильній установці тирса безперервно перемішується, нагрівається, висушується до заданої вологості та переміщується в циклон, де відбувається відділення вологи від висушеного матеріалу. Повітря, що надійшло в порожнину нагрівального елемента разом з висушуваним матеріалом, також швидко нагрівається, циркулює між нагрітими поверхнями тирси та забирає від них вологу. Висушений матеріал з бункера через шлюзовий затвор подається на прес. Брикети та гранули пресують при тиску 800 кгс/см² без хімічних закріплювачів. Міцність забезпечується за рахунок клейких властивостей лігніну - речовини, що входить до складу висушуваної сировини.

	Тривалість сушіння вимірюється секундами завдяки максимальній поверхні випаровування, швидкому нагріву та зниженому тиску навколишнього середовища.

	Основним перевагою розробленої технології є 7-кратне збільшення продуктивності та 4-кратного зменшення енергоємності на одиницю кінцевої продукції.

	Розроблена установка може бути використана для створення твердопаливних брикетів з вугілля, відходів сільськогосподарської продукції та інших органічних матеріалів.