Экспериментальные исследования способов подвода теплоты для интенсификации процесса сушки материала

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621. 181. 7
Ю. В. КУР1С, канд. техн. наук
1нститут вугшьних енерготехнологiй НАН Украши, м. Кшв I. Ф. ЧЕРВОНИЙ, д-р. техн. наук Ю. С. КАЛ1НЦЕВА, мапстр
Запорiзька державна шженерна академiя, м. Запорiжжя
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ СПОСОБ1 В П1ДВОДА ТЕПЛОТИ ДЛЯ ШТЕНСИФ1КАЦП ПРОЦЕСУ СУШКИ МАТЕР1АЛУ
В данной статье установлено, что наименьшее время сушки остатка анаэробной ферментации наблюдается при применении сушки воздухом, разбавленным продуктами сгорания биогаза. Наихудшие показатели наблюдаются при обработке материала воздухом без привлечения постороннего источника энергии. Допустимыми значениями времени сушки и степени сухости вещества обладает сушка воздухом, нагретым в теплообменнике и сушка инфракрасным излучением.
При сушке инфракрасным излучением остатка анаэробной ферментации следует руководствоваться следующими параметрами:
> толщина слоя не должна превышать 45 мм, так как при увеличении толщины происходит недостаточная обработка нижних слоев материала, при этом верхние слои экранируют излучение-
> диаметр гранул следует принимать не более 15 мм-
> тепловой поток при инфракрасной сушке остатка анаэробной ферментации не должен превышать 70 кВт/м2, так как его увеличение приводит к обугливания материалов и разрушению полезных органических веществ.
У дангй статтг встановлено, що найменший час сушки залишку анаеробног ферментацп спостер1гаеться при вживанш сушки повтрям, розбавленим продуктами згорання бюгазу. Найг1рштоказникиспостер1гаютьсяприобробц1матер1алуповтрямбеззалученнястороннього джерела енергп. Допустимими значеннями часу сушки I мгри сухост1 речовини волод1е сушка повтрям, нагртим в теплообменнику г сушка гнфрачервоним випромтюванням.
При сушц1 Iнфрачервоним випромтюванням залишку анаеробног ферментацп сл1д керуватися наступними параметрами:
> товщина шару не повинна перевищувати 45 мм, оскгльки при збгльшеннг товщини в1дбуваеться недостатня обробка нижн1х шар1 В матер1алу, при цьому верхш шари екранують випромгнювання-
> дгаметр гранул слгд приймати не бгльше 15 мм-
> тепловий пот1к при тфрачервонт сушц1 залишку анаеробног ферментацп не повинен перевищувати 70 кВт/м2, оскгльки його збыьшення приводить до обвуглювання матер1ал1 В I руйнуванню корисних оргашчних речовин.
Вступ
Сушка е важливою складовою частиною багатьох промислових технолопчних процеав, i вщ п правильно! оргашзацп залежать експлуатацшш витрати, яюсть продукцп та обсяг забруднюючих речовин, яю поступають у навколишне середовище. При цьому споживання енергоресурав мае бути мшмальним, а використання вах видiв
низькопотенщально'-1 теплоти 1 залучення в господарський оборот нетрадицшних джерел енергп — максимальним.
Визначення оптимального режиму процесу сушки залишку анаеробно'-1 фермеитацн з використанням бюгазу як джерела тепловоТ еиерги
Основним завданням е визначення оптимального режиму процесу сушки 1 конструкци сушильного пристрою. Розрахунок сушильно'-1 установки повинен грунтуватися на властивостях об'-екта сушки 1 законом1рностях кшетш процесу.
На практищ для обробки дисперсних матер1ал1 В найчаспше застосовують шфрачервону 1 конвективну сушку.
Для визначення ефективносп цих метод1 В сушки стосовно до залишку анаеробно'-1 ферментаци проведено ряд дослвдв по терм1чнш сушки.
Як критерш оптим1зацп вибраш ступшь сухосп речовини S, кг/кг сух. реч., що представляв собою вщношення маси випарувавшийся вологи до маси абсолютно сухо! речовини, 1 час сушшня, т, хв.
Основна частина
Експериментальш дослщжения процесу сушки? нфрачервоним випромшюваниям збродженого субстрату при використанш бюгазу у якосп палива
Для визначення впливу параметр1 В об'-екта сушки, а також способу тдвода теплоти на ступшь сухосп речовини 1 час обробки матер1алу, проведено ряд дослвдв.
У ход1 експериментальних досшджень використовували наступне обладнання:
— с1тчастий п1ддон площею 0,0396 м —
— пальник шфрачервоного випромшювання типу Г1М-2 номшальною тепловою потужнютю — 2,3 кВт-
— л1чильник газовий марки ГСБ-400.
Сушка здшснювалася в закритому металевому короб1 з габаритними розм1рами 500×500×300 мм (рис. 1.).
Для визначення впливу положения випромшюючо'-1 поверхш пальника шфрачервоного випромшювання на час сушшня, зокрема, вплив конвективного струму при розташуванш випромшюючо'-1 панел1 вгору та випромшювання вщ шддону при розташуванш випромшюючо! панел1 вниз, проведений однофакторний експеримент.
При проведенш експерименту приймалися фшсоваш р1вш положения випромшюючо'-1 панел1 (напрямок теплового потоку вгору 1 вниз). У ход1 експерименту проводилися по два дублюючих досшду. Умови 1 результати експерименту наведено в табл. 1. У якосп результате наведен! значения ступеш сухосп речовини, при д1аметр1 гранул 10 мм 1 товщиш шару вихщного матер1алу 30 мм. Час проведения дослщу 21 хвилина. Висота установки пальника 320 мм. Вщстань м1ж пальником 1 матер1алом, що обробляеться прийнято на тдстав1 ранне проведених дослвдв 1 вщповщае тепловому потоку, при якому не вщбуваеться обвуглювання матер1алу.
Обробка результате здшснювалася з припущенням, що помилка вщтворюваносп розподшена нормально з нульовим математичним очшуванням 1 диспераею о2ПОм. Дисперсшний анал1з виконаний за методикою, викладеною в [1, 4, 5].
Для перев1рки нульово'-1 гшотези визначався критерш Ф1шера для р1вня значимосп р = 0,05 1 ступенях свободи 1 1 2 F0,95 (1,2) = 18,5. Дисперсшне сшввщношення для даного експерименту визначалося за формулою:
F = Яа/Я2
пом, (1)
де Я2а — дисперая фактора А-
Я2Пом — виб1ркова дисперая, що характеризуе фактор випадковостг
300
Рис. 1. Схема експериментально! установки для визначення впливу параметр1 В шфрачервоно'-1 сушки на критерп оптим1зацп: 1 — газогоршочний пристрш шфрачервоного випромшювання- 2 — атчастий тддон
Таблиця 1
Умови та результати однофакторного експерименту з визначення впливу положения
випромшюючо'-1 насадки пальника шфрачервоного випромшювання з р1вною _ кшькютю повторних дослав_
№ повторного достду Направления теплового потоку
вгору вниз
1 0,362 0,449

2 0,346 0,452

Для проведеного експерименту F=0,931/6,6•10−5=140. Пор1вняння дисперсшних вщносин з критер1ем Ф1шера показало, що вплив дослщжуваного фактору слщ вважати значимим: F & gt->- F0,95 (1,2). Це означав, що положения випромшюючо'-1 панел1 пальника шфрачервоного випромшювання значно впливае на час сушшня.
Встановлення пальника шфрачервоного випромшювання тд оброблюваним матер1алом веде до зниження штенсивносп теплового потоку за рахунок екранування випромшювання тддоном, при цьому конвективний струм, що тдшмаеться вщ випромшюючо'-1 насадки пальника, незначно впливае на процес сушки.
Розташування випромшюючо'-1 насадки при рад1ацшнш сушщ мае бути зверху оброблюваного матер1алу. У цьому випадку променистий пот1к безперешкодно потрапляе на його поверхню, при цьому тддон, на якому знаходиться матер1ал, перевипромшюе частину енергл, що тдвищуе ефектившсть сушки.
Для визначення впливу товщини шару висушуваного матер1алу 1 д1аметру гранул на час сушки проведено двохфакторний експеримент.
Результат спостереження може бути представлений наступною моделлю [1, 2, 4, 5]:
у, — + щ + & amp- + + (2)
де ц — сумарний ефект у вах досшдах-
— ефект першого фактору на ьму р1вш (?= 1,2 ,…, к) — pi — ефект другого фактору на ьму р1вш (?= 1,2 ,…, k) — а- pi — ефект взаемодп фактор1в-
— враховуе вар1ащю всередиш серп дослвдв (помилка вщтворюваносп), (Я = 1, 2 ,…, m).
При проведенш експерименту приймалися фшсоваш р1вш д1аметр1 В гранул 1 товщини шару. Д1аметр гранул 1 товщина шару вар1ювалися на трьох р1внях. У ход1 експерименту проводилося по два дублюючих дослвдв при кожному поеднанш р1вшв фактор1 В. Умови 1 результата експерименту наведено в табл. 2. У якосп результату наведен! значения ступеню сухосп речовини, кг/кг сух. реч. Висота установки пальника — 320 мм. Час проведения дослщу 21 хвилина.
Таблиця 2
Умови 1 результата двохфакторного експерименту з визначення впливу д1аметра гранул 1 товщини шару матер1алу з р1вною кшьюстю повторних дослвдв
Диаметр гранул d, мм Стутнь сухосп речовини $ кг/кг сух. реч., при товщини шару 5, мм
15 30 45
5 1,465 0,607 0,396
10 0,643 0,449 0,245
15 0,580 0,254 0,251
Обробка результате здшснювалася з припущенням, що помилка вщтворюваносп розподшена нормально з нульовим математичним очшуванням 1 диспераею о2ПОм. Дисперсшний анал1з виконаний за методикою, викладеною в [1,2,3].
Для визначення впливу окремих фактор1 В 1! х взаемодп застосовувалися критерп Ф1шера для р1вня значимосл р = 0,05: для фактор1 В, А 1 В при ступенях свободи 2 1 9 Б (0,95)(2,9)=4,3- для ефекту взаемодп фактор1 В, А [ В при ступенях свободи 4 [ 9 F (0,95)(4,9)=3,6. Дисперсшне вщношення, для фактора, А (д1аметр гранул) склало = 37 331, для фактора В (товщина шару матер1алу) — Fв=23 077, для ефекту взаемодп фактор1в — FAв= 6589. Пор1вняння дисперсшних вщносин з критер1ями Ф1шера показало, що д1аметр гранул 1 товщина шару матер1алу, а також ефект взаемодп фактор1 В м1ж собою, мають великий вплив на значения ступеню сухосп речовини.
Значимють д1аметра гранул 1 товщини шару матер1алу перев1рялася шляхом пор1вняння р1вшв з використанням рангового критерш Дункана. Пщраховують нормовану помилку середнього за формулою:
де к — число р1вшв фактора А- т — кшыасть повторних дослвдв.
Для проведеного експерименту = у 0,157/3 ¦ 1 = 0,0016.
Для визначення значимосл д1аметра гранул 1 товщини шару матер1алу розташували середш значения фактора А1 В у порядку зростання.
Фактор А: %= 0,36- ≅ 0,49- ~ = 0,82. Фактор В: ~ = 0,3- ~ = 0,44- ~ = 0,89.
Значим! ранги для ступешв свободи:
ив = пк (т — 1) = 3−3-(2 — 1) = 9, (4)
де п — число р1вшв фактора.
Даш розрахунку ранпв значимости наведен! в табл. 3.
Таблиця 3
Визначення ранпв значимости за критер1ем Дункана для двохфакторного експерименту з дослщження залежносп штенсивносп сушки вщ д1аметра гранул матер1алу 1 товщини шару
р 2 3 4

Ранги г 3,2 3,34 3,41

Г^у 0,10 342 0,10 794 0,1 102

Таким чином, в результат! визначення р1знищ м1ж середшми та оцшки значимости р1вшв фактор1 В А1 В, можна зробити наступи! висновки.
Д1аметр гранул оброблюваного матер1алу в д1апазош вщ 5 до 15 мм оказуе ютотний вплив на штенсившсть процесу сушки. Товщина шару в межах вщ 15 до 45 мм також впливае на стутнь сухосп речовини. Грунтуючись на анал1з1 тенденцп зниження ступеня сухосп речовини, можна укласти, що збшьшення товщини шару оброблюваного матер1алу не призведе до збшьшення штенсивносп сушки. Збшьшення д1аметра гранул понад 15 мм також не призведе до зменшення часу сушшня, тому що зменшуеться поверхня теплообм1ну 1 знижуеться штенсившсть проникнення теплового потоку за рахунок коркоутворення.
На третьому етат експерименту для одержання математично'-1 модел1 був побудований факторний експеримент 2К, але отримане р1вняння неадекватно описувало експеримент, тому був складений центральний композицшний план Бокса-Ушсона, приведений до ортогонального виду.
План побудований для двох фактор1 В (д1аметр гранул d 1 товщина висушуемого шару 5) при змш1 кожного фактора на трьох р1внях. Загальне число дослвдв склало N=9. Матриця композицшного плану теля перетворення квадратичних стовпщв наведена в табл. 4.
Таблиця 4
Матриця композицшного плану Бокса-Ушсона для дослщження залежносп ступеня сухосп речовини вщ д1аметра гранул матер1алу 1 товщини шару
№ дос-лщу d, мм 5, мм Х0 Х1 Х2 ХГ Х2 Х'-1 х'-2 У
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 5 15 +1 -1 -1 +1 0,333 0,333 1,465
2 5 30 +1 -1 0 0 0,333 -0,666 0,607
3 5 45 +1 -1 +1 -1 0,333 0,333 0,396
4 10 15 +1 0 -1 0 -0,666 0,333 0,643
5 10 30 +1 0 0 0 -0,666 -0,666 0,449
6 10 45 +1 0 +1 0 -0,666 0,333 0,245
7 15 15 +1 +1 -1 -1 0,333 0,333 0,58
8 15 30 +1 +1 0 0 0,333 -0,666 0,254
9 15 45 +1 +1 +1 +1 0,333 0,333 0,251
В результат! обчислень отримаш таю значения коефщенпв р1вняння регреси: Ьо =0,339- Ь1 = - 0,231- Ь2 = - 0,299- Ь^ = 0,185- Ьп = 0,147- Ь22 = 0,160.
Для обчислення дисперсп вщтворюваносп проведено чотири додаткових дослща в центр! плану. Визначено дисперсп коефщенпв р1вняння регресп, перев1рено! х значимють за критер1ем Ст'-юдента. Табличне значения критер1ю Ст'-юдента визначалося для р1вня значимосп р = 0,05 при чист ступешв свободи р1вному 3 ^(3) = 3,18. Пор1вняння вичислених 1 табличного значень критер1ю Ст'-юдента показало, що ва коефщенти в р1внянш регреси е значимым.
Для перев1рки адекватносп р1вняння регресп визначено критерш Ф1шера, р1вний вщношенню залишково! дисперсп до дисперсп вщтворюваносп, F = 8,7. Пор1вняння значения критер1ю Ф1шера з табличним F (0,95)(4,3)=9,1 показало, що отримане р1вняння регресп адекватно експерименту.
Пюля перетворення р1вняння регресп з безрозм1рних координат в натуральний масштаб отримаемо р1вняння наступного виду:
S = 3,367- 0,2378•d — 0,8 733- 5 + 0,247- ^ 5 + 0,588- d2 + 0,00 07 — 52 (5)
За отриманим р1внянням регресп побудований графш залежносп ступеня сухосп речовини вщ товщини шару 1 д1аметра гранул висушуемого матер1алу (рис. 2).
в, кг/кг1'-4 1,26
1,12
0,98
0,84
0.7 ,
0,56
0,41
0,28
0,14
0
15 18 21 24 27 30 31 36 39 42 45
б, ММ
Рис. 2 Залежшсть ступеню сухосп речовини вщ товщини шару 1 д1аметру гранул висушуемого матер1алу
Анал1з графша залежносп (рис. 2) показуе, що при збшьшенш товщини шару оброблюваного матер1алу стутнь сухосп речовини зменшуеться, простежуеться тенденщя до «стягування» кривих в одну лшш при збшьшенш товщини шару понад 45 мм, що пщтверджуе рашше зроблеш висновки.
На основ! проведених дослщжень при шфрачервонш сушщ залишку анаеробно'-1 ферментацп слщ керуватися наступними параметрами:
— товщина шару не повинна перевищувати 45 мм, так як при збшьшенш товщини вщбуваеться недостатня обробка нижшх шар1 В матер1алу, при цьому верхш шари екранують випромшювання-
— д1аметр гранул слщ приймати не бшьше 15 мм.
Дослщ показав, що тепловий попк при шфрачервонш сушщ залишку анаеробно! ферментацп не повинен перевищувати 70 кВт/м2, так як його збшьшення веде до обвуглювання матер1алу 1 руйнуванню корисних оргашчних речовин.

& gt-

X мм /

& lt-5−10 ы / '- '- л
(1−15 мм ^^ «ь ^



Експериментальш дослщження режшчпв процесу конвективноТ сушки в сушарщ з киплячим шаром
Для визначення ефективносп використання конвективно! сушки при обробщ залишку анаеробно! ферментаци на експериментальнш установт проведено ряд дослвдв. Критер1ями оптим1зацп послужили ступшь сухосп речовини S 1 час сушки т.
1нтенсиф1кащя процесу теплопередач1 вщ теплоноая до матер1алу здшснюеться оргашзащею киплячого шару.
У ход1 експериментальних дослщжень проводилася сушка матер1алу в псевдозрщженому шар1 з р1зними способами передач! теплоти:
— без пщведення стороннього теплоноая-
— передача теплоти вщ теплого пов1тря, нагр1того в змшовику, при спалюванш бюгазу в виноснш топт за допомогою шжекцшного пальника-
— передача теплоти вщ теплоноая, отриманого безпосередньо в топковш частит сушила при зм1шуванш холодного повггря з продуктами згорання бюгазу в газогоршочному пристро! з примусовою подачею пов1тря.
У першому випадку сушка здшснювалася безпосередньо пов1трям, що поступав з навколишнього середовища з температурою 33 °C, який подаеться для оргашзацп псевдозрщженого шару, без пщведення стороннього теплоноая.
Такий метод сушки обраний для визначення можливосп використання установки терм1чно1 сушки без витрат бюгазу в л1тнш перюд. Експеримент показав, що використання такого методу недоцшьно, тому що час сушшня зростае в 2,5 рази, а вартють електроенергп, витрачено'-1 на привщ дутьевого пристрою, перевищуе соб1вартють зекономленого бюгазу.
Другий споаб сушки здшснюеться за рахунок теплого пов1тря, нагр1того в змшовику, при спалюванш 61 о газу в виноснш топщ за допомогою шжекцшноУ форсунки (рис. 3).
Рис. 3. Схема модифшовано! експериментально'-1 установки термчно! сушки для дослщження процесу сушки матер1алу при передач! теплоти вщ пов1тря, нагр1того в змшовику, при спалюванш бюгазу в виноснш топщ за допомогою шжекцшного пальника: 1 — дутьевие пристрш- 2 — брезентовий повггропровщ- 3 — шибер- 4 — отв1р для кршлення пальника- 5 — отв1р для подач1 пов1тря- 6 — газорозподшьна грати- 7 — завантажувально-розвантажувальне отв1р- 8 — топкова камера- 9 — робоча камера- 10 — отвори для приеднання теплообмшника- 11 — гофрований теплообмшник- 12 — виносна топка-
13 — шжекцшний пальник
Цей метод мае ряд переваг:
— можливють використання шжекцшного пальника для спалювання бюгазу-
— отримання «сухого» теплоноая в теплообмшнику за рахунок нагр1вання пов1тря уходящими продуктами згорання.
Недолшами е:
— необхщшсть влаштування теплообмшника з великою площею теплообмшу-
— пщвищений гщравл1чний ошр сушарки-
— малий термш експлуатаци виносно! топки внаслщок вщсутносп тепловщведення вщ поверхш топки-
— високий температурний р1вень у виноснш топщ при спалюванш бюгазу, що сприяе штенсивному синтезу оксид1 В вуглецю-
— низький коефщент корисно'-1 дп теплообмшника = 60−70%) при оптимальнш поверхш теплообм1ну.
Споаб сушки з пщведенням теплоноая, отриманого безпосередньо в топковш частиш сушила (рис. 4) при зм1шуванш холодного пов1тря з продуктами згорання бюгазу в газогоршочному пристро! з примусовою подачею пов1тря, дае найбшьш прийнятну яюсть процесу. При цьому способ! пщведення теплоноая можливо плавне регулювання температурного режиму обробки матер1алу, спостер1гаеться найбшьша ступшь сухосп речовини 1 менший час сушшня.
Основш показники по р1зним способам сушки наведен! в табл. 5 1 на рис. 5.
Рис. 4. Модифшована схема експериментально'-1 установки термчно! сушки для дослщження процесу сушки при передач! теплоти вщ теплоноая, отриманого при зм1шуванш холодного пов1тря з продуктами згорання вщ спалювання бюгазу в газогоршочному пристро! з примусовою подачею пов1тря: 1 — дутьевие пристрш- 2 — брезентовий пов1тропровщ- 3 — шибер- 4 — отв1р для кршлення пальника- 5 — отв1р для подач1 пов1тря- 6 — газорозподшьна грати- 7 — завантажувально-розвантажувальне отв1р- 8 — топкова камера- 9 — робоча камера- 10 — отвори для приеднання теплообмшника-14 — газогоршочний пристрш
з примусовою подачею пов1тря
Таблиця 5
Основш показники сушки
Сушка Сушка Сушка Сушка
пов1трям без пов1трям, пов1трям, шфрачер-
Параметри П1ДВОДУ нагр1тим розбавленим воним
стороннего в тепло- продуктами випромь
теплонос1я обмшнику згорання нюванням
Час сушки, хв 150 60 45 60
Маса вихщного матер1алу, 1,4 1,4 1,4 1,4
кг
Витрати бюгазу, м /год. — 2,15 3,4 0,5
Енергетичний екв1валент бюгазу, кВт
— 10,78 17 2,3

Витрати ел. енергп, кВт 1,5 1,5 1,5 —
Сумарна енергоемшсть, кВт
1,5 12,28 18,5 2,3

Питома енергоемшсть, МДж/кг сух. реч.
16,96 64,53 73,86 10,20

Продуктившсть експери-
ментально! установки, 0,3 0,7 0,9 0,8
кг сух. реч. /год.
Пор1вняльний анал1з метод1 В сушки здшснюеться за наступними показниками: сумарна енергоемшсть, кВт- питома енергоемшсть, МДж/ кг сухо! речовини- продуктивнють експериментально! установки, кг сухо! речовини/год.
Ексиериментально встановлено, що сушка субстрату? з застосуванням дутьевого пальника забезпечуе найбшьшу швидюсть сушшня. Це дозволяе скоротити час процесу, збшьшити продуктившсть сушарки, не збшьшуючи його конструктивних розм1р1 В. Питома енергоемшсть цього методу висока, але за рахунок використання бюгазу, одержуваного в процеа анаеробно! обробки вщход1 В, можливе зниження експлуатацшних витрат.
Найменшу питому енергоемшсть мае сушка шфрачервоним випромшюванням. Але цей метод мае ряд недолшв:
— нер1вном1ршсть сушки по глибиш шару-
— висока температура на поверхш сушимо матер1алу, що призводить до його спалаху 1 деструкцп корисних оргашчних речовин-
— мал1 обсяги сушимо матер1алу, так як сушка повинна здшснюватись в тонкому шар1-
— трудомюткють завантаження 1 вивантаження матер1алу.
Сушку шфрачервоним випромшюванням можна застосовувати при обсягах оброблюваного матер1алу до 0,4 м3/добу з волопстю 60%, що вщповщае кшькосп вщход1 В, що утворюються вщ 20 гол1 В велико! рогато! худоби або 35 гол1 В свиней, що утримуються на тваринницькому шдприемствг Анаеробна обробка тако! кшькосп вщход1 В в бюреакторах дозволяе отримувати до 2,5 м3/год. бюгазу, що на 20% бшьше, шж необхщно для безперебшно! роботи сушила протягом доби.
При зброджуванш бюмаси вщ 20 1 бшьше гол1 В велико! рогато! худоби доцшьне застосування сушки в псевдозрщженому шар1 з шдведенням сушильного агента, отриманого при зм1шуванш холодного пов1тря з продуктами згорання бюгазу. Спалювання здшснюеться в газогоршочному пристро! з примусовою подачею повггря, безпосередньо в топковш частиш сушила. Такий споаб дозволяе обробляти бшьшу кшьюсть вщход1 В у бшьш компактнш 1 практичнш у використанш установцг Цей метод бшьш енергоемний, тому
кшькють бюгазу, що утворюеться в процеа анаеробного зброджування, покривае лише 1520% уах енерговитрат на сушку, що обумовлюе залучення додаткового джерела енергл, яким може служити природний або зрщжений газ, що шдмшуеться до бюгазу.
Необхщно иам'-ятати, що при великих обсягах оброблюваного матер1алу ускладнюеться конструкщя сушильного пристрою, збшьшуються розм1ри прийомного бункера 1 площа газорозподшьчо'-1 реш1тки, що тягне за собою збшьшення витрати металу та потр1бно'-1 потужносп пов1тродувного пристрою. Випускаем1 промисловютю типорозм1ри вентилятор1 В обмежують розм1ри 1 продуктившсть сушила. Тому при великих обсягах висушуемого матер1алу необхщний пристрш декшькох установок, перюдичшсть роботи яких залежить вщ продуктивное^ бюреактор1 В.
Рис. 5. Залежшсть ступеня сухосп речовини вщ часу сушки при р1зних способах пщведення теплоти: а — сушка пов1трям- б — сушка пов1трям, нагр1тим в теплообмшнику- в — сушка повггрям, розведеним продуктами згорання бюгазу- г — сушка шфрачервоним
випромшюванням
I ] о 1 o. iiu'-h roc пола рстоа
Рис. 6. Залежшсть продуктивное^ сушила i енергоемносп сушки вщ погол1в'-я ВРХ
Висновки
1. Встановлено, що найменший час сушки залишку анаеробно'-1 ферментацп спостер1гаеться при застосуванш сушки повггрям, розбавленим продуктами згорання бюгазу. Найпрш1 показники спостер1гаються при обробщ матер1алу пов1трям без залучення стороннього джерела енергп. Допустимими значениями часу сушки, i ступеню cyxocTi речовини волод1е сушка пов1трям, нагр1тим в теплообмшнику i сушка шфрачервоним випромшюванням.
2. Дослщження показали, що сушку шфрачервоним випромшюванням можна застосовувати при обсягах оброблюваного матер1алу до 0,4 м3/добу. з вологютю 60%, що вщповщае кшькосп вщход1 В, що утворюються вщ 20 гол1 В велико! рогато! худоби або 35
гол1 В свиней, що утримуються на тваринницькому пщприемствг Анаеробна обробка тако! кшькосп вщход1 В в бюреакторах дозволяе отримувати до 2,5 м3/год. 6iora3y, що на 20% бшьше шж необхщно для безперебшно! роботи сушила протягом доби.
3. При сушщ шфрачервоним випромшюванням залишку анаеробно! ферментацп слщ керуватися настуиними параметрами:
& gt- товщина шару не повинна перевищувати 45 мм, так як при збшьшенш товщини вщбуваеться недостатня обробка нижшх шар1 В матер1алу, при цьому верхн1 шари екранують випромшювання-
^ д1аметр гранул слщ приймати не бшьше 15 мм-
& gt- тепловий пот1к при шфрачервонш сушщ залишку анаеробно! ферментацп не повинен перевищувати 70 кВт/м2, так як його збшьшення призводить до обвуглювання матер1алу i руйнуванню корисних оргашчних речовин.
4. При зброджуванш гною вщ 20 i бшьше гол1 В велико! рогато! худоби доцшьне застосування сушки в псевдозрщженому rnapi з пщведенням сушильного агента, отриманого при зм1шуванш холодного пов1тря з продуктами згорання 6iora3y.
Список лггератури
1. Эстеркин Р. И. Теплотехнические измерения при сжигании газового и жидкого топлива: Справочное руководство / Р. И. Эстеркин, A. C. Иссерлин, М. И. Певзнер. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Недра, 1981. — 424 с.
2. Майстренко О. Ю. Дослщження процесу спалювання 6iora3y в установках терм1чного сушшня / О. Ю Майстренко, Ю. В. Kypic, Ю. С. Калшцева, // Фаховий журнал & quot-Новини Енергетики& quot-. м. Ки! в, — № 4. — 2010. — С. 15−25.
3. Майстренко О. Ю. Експериментальне дослщження процессу спалювання бюгазу в установках терм1чного сушшня // О. Ю Майстренко, Ю. В. Kypic, С. I. Ткаченко, Ю. С. Калшцева // Фаховий журнал «Промелектро». м. Ки! в, — № 2. — 2010. — С. 37−45.
4. Майстренко О. Ю. Розробка математично! модел1 процеав розвитку м1крооргашзм1 В в рамках бюенергетики бюмаси / О. Ю Майстренко, Ю. В. Kypic, Ю. С. Калшцева // Фаховий журнал & quot-Новини Енергетики& quot-. м. Ки! в, — № 2. — 2010. — С. 32−39.
5. Майстренко О. Ю. Розробка математично! модел1 чисельного методу розрахунку використання енергп бюмаси / О. Ю Майстренко, Ю. В. Kypic, Ю. С. Калшцева // Фаховий журнал & quot-Енергетика i електрифшащя& quot-. м. Ки! в, — № 2. — 2010. — С. 35−41.
EXPERIMENTAL RESEARCHMETHODSCART FOR INTENSIFICATION OF HEAT DRYINGPROCESSESMATERIAL
Ju.V. KURIS, Cand. Tech. Sci., S.F. CHERVONIJ, Dr. Sci. Tech. Ju. S. KALINCEVA, The majster Found that the shortest time of drying anaerobic fermentation residue observed in the application of drying air, combustion products dilute gasses. The worst performance observed in the processing of materials by air without the involvement offoreign energy sources. Valid values of drying time and degree of dry matter has a drying air heated in the heat exchanger and drying infrared radiation.
When infrared radiation drying of anaerobic fermentation residue should be guided by the fol-lowingparameters:
> thickness shouldnotexceed 45 mm, as withincreasingthicknessisinsufficient treatment of lower layersof material, while theupper layersofscreening radiation-
> diameterofthe granules should takeno morethan15mm-
> heatflow to the infrared drying anaerobic fermentation residue should not exceed 70 kilowatt/m2, as its increase leads to carbonization of the material and the destruction of useful organic compounds.
Поступила в редакцию 05. 08 2010 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой