RU2049962C1

RU2049962C1 - Installation for burning and utilization of high-moisture organic materials

Info

Publication number: RU2049962C1
Application number: RU93036300A
Authority: RU
Inventors: А.Р. Терк; Ю.А. Гордеев; П.М. Гурков; Л.Е. Петухов; А.В. Патрушев; Ю.В. Зеленухин; Б.К. Шленский
Original assignee: Терк Александр Рувимович
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: thermal treatment of materials. SUBSTANCE: installation comprises contrary-disposed accelerating pipes, a chamber where jets meet a wedge-like partition, pneumatic pipe, separator, mixing hopper with auger-type batcher in the form of a vertical cylinder connected to a recycled product delivery pipe and having inside a Blade shaft with drive and a spiral band, and auger feeders attached to the cylinder bottom. The installation also comprises a two-stage separator with additional batchers, combustion chamber, draught machines, and a scrubber. The accelerating pipes are fitted with guides. The design of the mixing hopper ensures production of a homogeneous mixture of moist and recycled materials in the entire volume of said hopper for higher operating stability. The provision of the wedge-like partition in the chamber where it meets said jets rules out pass-over of large particles into the contrary-directed flow which also promotes operating reliability and stability. Additional batchers connected with air transport of material to the combustion chamber rule out explosion hazard and promote reliability. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к термической обработке во встречных струях высоковлажных материалов органического происхождения, например, гидролизного лигнина или осадков промышленных и хозяйственных бытовых сточных вод, и может быть использовано в биохимической промышленности, а также на очистных сооружениях целлюлозно-бумажной, химической промышленности, в коммунальном и сельском хозяйстве. The invention relates to heat treatment in opposing jets of highly moist materials of organic origin, for example, hydrolysis lignin or sludge from industrial and domestic wastewater, and can be used in the biochemical industry, as well as in wastewater treatment plants of the pulp and paper, chemical industry, in the municipal and rural the farm.

Известна установка для термообработки высоковлажных материалов во встречных струях теплоносителя, содержащая бункер-смеситель, шнековые питатели, разгонные трубы, камеру встречи струй, пневмотрубу, сепаратор, обеспечивающий возврат части подсушенного материала из сепаратора в бункер, устройства для отделения высушенного материала, очистки и удаления уходящих газов. A known installation for heat treatment of high-moisture materials in oncoming jets of a coolant, comprising a hopper-mixer, screw feeders, booster pipes, a chamber for meeting jets, a pneumatic tube, a separator, which ensures the return of a part of the dried material from the separator to the hopper, a device for separating dried material, cleaning and removing waste gases.

В известной установке влажный материал поступает в прямоугольный бункер, на дне которого установлены шнеки, подающие материал в симметрично расположенные с двух сторон шнековые питатели. Затем материал подается в начало разгонных труб, где подхватывается потоком теплоносителя. In the known installation, the wet material enters a rectangular hopper, at the bottom of which there are screws installed, feeding material into the screw feeders symmetrically located on both sides. Then the material is fed to the beginning of the booster pipes, where it is picked up by the flow of coolant.

Однако, и в этой установке не решен вопрос стабилизации влажности и расхода материала, поступающего на сушку, так как исходный влажный материал подается в бункер установки без дозирования, в одну зону, бункер имеет в плане прямоугольную форму и перемешивание влажного материала с возвратом из сепаратора происходит только в межвитковом пространстве шнеков, расположенных на днище бункера и осуществляющих разделение материала на два потока к питателям. При таком конструктивном решении практически невозможно организовать подачу в разгонные трубы питателями (с обеих сторон) потоки материала одинаковой влажности и расхода, что необходимо для обеспечения стабильности режима сушки. However, in this installation, the issue of stabilizing the humidity and flow rate of the material supplied to the drying has not been solved, since the initial wet material is fed into the hopper of the installation without dosing, into one zone, the hopper has a rectangular shape in plan and mixing of the wet material with return from the separator occurs only in the inter-turn space of the screws located on the bottom of the hopper and separating the material into two streams to the feeders. With such a constructive solution, it is practically impossible to organize the flow of material of the same humidity and flow rate into the booster pipes by feeders (on both sides), which is necessary to ensure the stability of the drying mode.

Недостатком установки является также малая инерционность, которая определяется количеством материала в бункере, подготовленного к подаче в разгонные трубы. В известной установке такой подготовленный материал находится в объеме шнеков дна бункера, что составляет 1-2 мин работы установки. Такая мера инерции определяет жесткие требования к исходному материалу для обеспечения возможности работы установки. The disadvantage of the installation is also a low inertia, which is determined by the amount of material in the hopper, prepared for feeding into the booster pipes. In a known installation, such prepared material is in the volume of the screws of the bottom of the hopper, which is 1-2 minutes of operation of the installation. This measure of inertia defines stringent requirements for the source material to ensure the operation of the installation.

Кроме того, во встречных струях часто возникает аэродинамическая разбалансировка, заключающаяся в том, что крупные частицы влажного материала, перемещающиеся по нижней образующей разгонных труб, проскакивают во встречный поток и остановившись в противоположной разгонной трубе, создают препятствие встречному потоку. В результате изменяется аэродинамика струй и из загрузочного патрубка начинается выбивание теплоносителя. Для восстановления положения необходимо отключить питатели, перейти на режим холостого хода. При сушке взрывоопасного материала, например, гидролизного лигнина, нестабильность процесса приводит к невозможности обеспечить взрывобезопасность. In addition, aerodynamic imbalance often occurs in oncoming jets, consisting in the fact that large particles of moist material moving along the lower generatrix of the booster tubes slip into the oncoming flow and stop in the opposite accelerating tube, creating an obstacle to the oncoming flow. As a result, the aerodynamics of the jets changes and the heat carrier is knocked out of the loading nozzle. To restore the situation, it is necessary to disconnect the feeders, switch to idle mode. When drying explosive material, for example, hydrolysis lignin, process instability leads to the inability to ensure explosion safety.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение стабильности, взрывобезопасности процесса сушки высоковлажных материалов, повышение надежности работы установки. The technical result of the present invention is to increase the stability, explosion safety of the drying process of high-moisture materials, increase the reliability of the installation.

Поставленная цель достигается тем, что в известной установке, содержащей бункер-смеситель, разгонные трубы с камерой встречи струй, пневмостояк, сепаратор, двухступенчатый отделитель высушенного материала от теплоносителя, камеру сгорания и тягодутьевые средства, бункер-смеситель выполнен в виде вертикального цилиндра, оборудованного центральным валом с лопастями и спиральной лентой, размещенной вдоль вала, на крышке бункера расположены шнековый дозатор влажного материала с регулируемым приводом и патрубок подачи ретура из сепаратора, а к днищу присоединены два шнековых питателя, соединяющие бункер с началом разгонных труб, при этом камера встречи струй оборудована клиновой перегородкой, установленной в центре камеры перпендикулярно осям разгонных труб таким образом, что перекрывает нижнюю часть сечения камеры в месте соударения струй, а под течками двухступенчатого отделителя размещены дополнительные дозаторы, один из которых соединен с пневмотранспортом подачи высушенного материала в камеру сгорания, а другой с отводом материала из установки. This goal is achieved by the fact that in a known installation containing a hopper-mixer, booster pipes with a meeting chamber of jets, a pneumatic stand, a separator, a two-stage separator of dried material from the coolant, a combustion chamber and blowing means, the hopper-mixer is made in the form of a vertical cylinder equipped with a central a shaft with blades and a spiral tape placed along the shaft, on the hopper cover are a wet screw auger with an adjustable drive and a retur a, and two screw feeders are connected to the bottom, connecting the hopper to the beginning of the booster tubes, while the jet meeting chamber is equipped with a wedge partition installed in the center of the chamber perpendicular to the axes of the booster tubes in such a way that it overlaps the lower part of the chamber cross section at the junction of the jets, and under the chutes of the two-stage separator placed additional dispensers, one of which is connected to the pneumatic transport of the supply of dried material to the combustion chamber, and the other with the removal of material from the installation.

На фиг. 1 схематично представлена установка для сжигания и утилизации высоковлажных органических материалов; на фиг.2 камера встречи струй с размещенной в ней клиновой перегородкой. In FIG. 1 schematically shows an installation for the combustion and disposal of high-moisture organic materials; figure 2 camera meeting the jets placed in it a wedge partition.

Установка для сжигания и утилизации высоковлажных органических материалов состоит из встречно расположенных разгонных труб 1 и 2, выходные концы которых соединены с камерой встречи струй 3, на днище которой перпендикулярно осям разгонных труб размещена клиновая перегородка 4. Под камерой встречи струй установлены пневмотруба 5 и сепаратор 6. Бункер-смеситель состоит из шнекового дозатора 7 с регулируемым приводом, цилиндрического корпуса 8 с плоским днищем, патрубка 9 подачи ретура из сепаратора, вертикального вала 10, соединенного с приводом, и закрепленных на валу лопастей 11 и спиральной ленты 12 для перемешивания ретура с влажным материалом. В днище бункера-смесителя выполнены отверстия, через которые внутренний объем бункера соединен с двумя шнековыми питателями 13 и 14. The installation for burning and disposing of high-moisture organic materials consists of counter-mounted booster tubes 1 and 2, the output ends of which are connected to the jet meeting chamber 3, on the bottom of which a wedge partition 4 is placed perpendicular to the axes of the booster pipes. An air pipe 5 and a separator 6 are installed under the jet-meeting chamber The hopper-mixer consists of a screw batcher 7 with an adjustable drive, a cylindrical housing 8 with a flat bottom, a pipe 9 for supplying a reture from the separator, a vertical shaft 10 connected to the drive m, and blades fixed to a shaft 11 and a spiral ribbon 12 for mixing with moist material retour. Holes are made in the bottom of the mixer hopper, through which the internal volume of the hopper is connected to two screw feeders 13 and 14.

В состав установки также входят: двухступенчатый отделитель 15 высушенного материала от теплоносителя, объемный дозатор готового продукта 17, топочная камера (камера сгорания) 18, тракт рециркуляции уходящих газов и тягодутьевые машины 19 и 20, скруббер 21 для мокрой очистки уходящих газов. The installation also includes: a two-stage separator 15 of dried material from the coolant, a volumetric dispenser of the finished product 17, a combustion chamber (combustion chamber) 18, a flue gas recirculation path and blowing machines 19 and 20, a scrubber 21 for wet flue gas cleaning.

Разгонные трубы 1 и 2 оборудованы направляющими 22 и 23, размещенными в месте ввода материала, что способствует направлению потока теплоносителя к дну разгонных труб. В центре камеры встречи струй установлена клиновая перегородка 4, предотвращающая проскок крупных частиц во встречный поток. The booster pipes 1 and 2 are equipped with guides 22 and 23 located at the material inlet, which contributes to the direction of the coolant flow to the bottom of the booster pipes. A wedge wall 4 is installed in the center of the chamber for meeting the jets, preventing the breakthrough of large particles into the oncoming stream.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Влажный материал шнековым дозатором 7 подается в бункер-смеситель, затем с помощью лопастей 11 и спиральной ленты 12 перемешивается с ретуром, поступающим из сепаратора 6 через патрубок 9 бункера-смесителя. В результате перемешивания в бункере-смесителе образуется подготовленный к процессу сушки материал, который шнековыми питателями 13 и 14 подается в начало разгонных труб 1 и 2, где потоком теплоносителя диспергируется и сушится. The wet material is supplied by a screw batcher 7 to the mixer hopper, then, using the blades 11 and the spiral tape 12, it is mixed with the retour coming from the separator 6 through the nozzle 9 of the mixer hopper. As a result of mixing, a material prepared for the drying process is formed in the bunker-mixer, which is fed by screw feeders 13 and 14 to the beginning of the booster pipes 1 and 2, where it is dispersed and dried by the heat carrier flow.

Конструктивное выполнение бункера-смесителя в соответствии с изобретением позволяет получить подготовленную смесь по всему объему бункера и тем самым повысить стабильность и надежность процесса сушки высоковлажного материала. The structural embodiment of the hopper-mixer in accordance with the invention allows to obtain the prepared mixture throughout the volume of the hopper and thereby increase the stability and reliability of the drying process of high-moisture material.

В качестве теплоносителя используются продукты сгорания, образующиеся при сжигании в камере сгорания 18 высушенного материала. В месте ввода в разгонные трубы влажного материала поток теплоносителя отжимается направляющими 22 и 23 к дну разгонных труб. При этом скорость теплоносителя увеличивается, что создает разрежение в местах загрузки материала и позволяет производить эффективное диспергирование и транспортировку материала потоком. Одновременно с диспергированием осуществляется сушка влажного материала. Поскольку в результате подготовки в бункере в разгонные трубы поступает практически одинаковое количество материала с одинаковой влажностью упрощается и стабилизируется процесс его сушки, повышается надежность работы. As a coolant, combustion products are used, which are formed during the burning of dried material in the combustion chamber 18. At the point of entry of the wet material into the booster tubes, the coolant flow is pressed by the guides 22 and 23 to the bottom of the booster tubes. At the same time, the coolant velocity increases, which creates a vacuum at the material loading points and allows efficient dispersion and transportation of the material by flow. At the same time as the dispersion, the wet material is dried. Since, as a result of preparation in the hopper, almost the same amount of material with the same humidity enters the acceleration pipes, the drying process is simplified and stabilized, the reliability of the operation increases.

В камере встречи струй 3 происходит соударение струй и осуществляется интенсивное вторичное измельчение материала и его досушка. Наличие в центре камеры встречи струй 3 клиновой перегородки 4, установленной поперек потока перпендикулярно осям разгонных труб и перекрывающей часть нижнего сечения струй, предотвращается проскок крупных частиц материала во встречный поток. Более крупные частицы транспортируются потоком теплоносителя в основном вдоль нижней образующей разгонных труб. Таким образом эти частицы потоком направляются на клиновую перегородку 4 и после встречи с ней попадают в пневмотрубу 5, что обеспечивает стабилизацию аэродинамического режима процесса сушки. Перекос (неперпендикулярность осям разгонных труб) перегородки 4 искажает аэродинамику потока и, как следствие, снижает надежность и стабильность работы. In the chamber meeting the jets 3, the jets collide and an intensive secondary grinding of the material and its drying is carried out. The presence in the center of the meeting chamber of the jets 3 of the wedge wall 4, mounted across the flow perpendicular to the axes of the booster tubes and overlapping part of the lower section of the jets, prevents the breakthrough of large particles of material into the oncoming flow. Larger particles are transported by the coolant flow mainly along the lower generatrix of the booster pipes. Thus, these particles are directed by a stream to the wedge wall 4 and, after meeting with it, enter the pneumatic tube 5, which ensures stabilization of the aerodynamic regime of the drying process. Skew (non-perpendicularity to the axes of the booster tubes) of the baffle 4 distorts the aerodynamics of the flow and, as a result, reduces the reliability and stability of operation.

После камеры встречи струй 4 теплоноситель вместе с материалом по пневмотрубе 5 поступает в сепаратор 6, в котором происходит разделение материала по фракциям. Крупные и средние недосушенные частицы материала возвращаются по патрубку 9 в бункер-смеситель, а мелкие высушенные частицы теплоносителем выносятся в двухступенчатый отделитель 15, где отделяются от теплоносителя и дозатором 16 подаются в трубопровод пневмотранспорта, по которому поступают в камеру сгорания 18. Часть высушенного материала шнековым дозатором 17 выводится из установки в качестве готового продукта на утилизацию (использование). After the chamber meeting the jets 4, the coolant together with the material through the pneumatic pipe 5 enters the separator 6, in which the material is divided into fractions. Large and medium non-dried particles of material are returned through the pipe 9 to the mixer hopper, and small dried particles are transferred to the two-stage separator 15 by the heat carrier, where they are separated from the heat carrier and dispenser 16 are fed into the pneumatic conveying pipeline through which they enter the combustion chamber 18. Some of the dried material is screwed the dispenser 17 is removed from the installation as a finished product for disposal (use).

В зависимости от величины влажности материала, его теплотехнических характеристик и назначения установки (полного сжигания высушенного материала или получения товарного продукта) в установке может быть организован один из возможных вариантов режимов работы дозаторов 16 и 17. Так при полном сжигании высушенного материала дозатор 16 работает в режиме питателя, т.е. весь материал из обеих ступеней отделителя подается пневмотранспортом в камеру сгорания 18. При частичном сжигании дозатор 16 выдает необходимое количество материала из второй ступени отделителя в тракт пневмотранспорта, а оставшееся количество материала дозатором 17 выводится из установки. Если на сжигание требуется не только материал из второй ступени, то дозатором 17 осуществляется регулирование, т.е. часть материала из первой ступени также попадает в дозатор 16, где подмешивается к материалу из второй ступени. Depending on the moisture content of the material, its heat and technical characteristics and the purpose of the installation (complete burning of dried material or obtaining a marketable product), one of the possible operating modes of dispensers 16 and 17 can be organized in the installation. So, when the dried material is completely burned, dispenser 16 operates in the mode feeder, i.e. all material from both stages of the separator is supplied by pneumatic transport to the combustion chamber 18. When partially burned, the dispenser 16 delivers the required amount of material from the second stage of the separator to the pneumatic transport path, and the remaining amount of material is dispensed from the unit by the dispenser 17. If combustion requires not only material from the second stage, then the batcher 17 is controlled, i.e. part of the material from the first stage also enters the dispenser 16, where it is mixed with the material from the second stage.

Оснащение установки дополнительными дозаторами, установленными под течками отделителя и соединение их с пневмотранспортом, подающим материал к камере сгорания, позволяет осуществить гибкое регулирование процесса, и тем самым повысить надежность и стабильность работы установки. Введение в камеру сгорания вместе с воздухом рециркулирующих газов, содержащих значительное количество водяного пара, способствует снижению концентрации кислорода в теплоносителе и повышает взрывобезопасность установки ее надежность. Equipping the installation with additional dispensers installed under the chimneys of the separator and connecting them to a pneumatic conveyor supplying material to the combustion chamber allows flexible process control, and thereby increase the reliability and stability of the installation. The introduction into the combustion chamber together with air of recirculating gases containing a significant amount of water vapor, helps to reduce the oxygen concentration in the coolant and increases the plant's explosion safety.

Очищенный от материала теплоноситель с помощью дымососа направляется на рециркуляцию и подмешивается к воздуху, нагнетаемому в установку вентилятором, частично же очищенный теплоноситель выводится из установки в атмосферу. При этом теплоноситель предварительно очищается в скруббере 21 от остатков материала после отделителя 15. The heat carrier purified from the material is sent to a recirculation system by means of a smoke exhaust fan and mixed with the air pumped into the installation by a fan, while the partially cleaned heat carrier is removed from the installation into the atmosphere. When this coolant is pre-cleaned in a scrubber 21 from the remnants of the material after the separator 15.

Claims

УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая бункер-смеситель, разгонные трубы с камерой встречи струй, пневмостояк, сепаратор, двухступенчатый отделитель высушенного материала от теплоносителя, камеру сгорания и тягодутьевые средства, отличающаяся тем, что бункер-смеситель выполнен в виде вертикального цилиндра, оборудованного центральным валом с лопастями и спиральной лентой, размещенной вдоль вала, на крышке бункера расположены шнековый дозатор влажного материала с регулируемым приводом и патрубок подачи ретура из сепаратора, а к днищу присоединены два шнековых питателя, соединяющие бункер с началом разгонных труб, при этом камера встречи струй оборудована клиновой перегородкой, установленной в центре камеры перпендикулярно осям разгонных труб таким образом, что перекрывает нижнюю часть сечения камеры в месте соударения струй, а под течками двухступенчатого отделителя размещены дополнительные дозаторы, один из которых соединен с пневмотранспортом подачи высушенного материала в камеру сгорания, а другой с отводом материала из установки. INSTALLATION FOR COMBUSTION AND DISPOSAL OF HIGH-MOISTURE ORGANIC MATERIALS, containing a hopper-mixer, booster tubes with a jet-meeting chamber, air stands, a separator, a two-stage separator of dried material from a heat carrier, a combustion chamber and a blower means, characterized in that the hopper has a vertical mixer equipped with a central shaft with blades and a spiral tape placed along the shaft, a screw feeder of wet material with an adjustable drive is located on the hopper cover a reture supply pipe from the separator, and two screw feeders are connected to the bottom, connecting the hopper to the start of the booster tubes, while the jets of the jets are equipped with a wedge partition installed in the center of the chamber perpendicular to the axes of the booster tubes so that it overlaps the lower part of the chamber cross section at the impact site jets, and under the chutes of a two-stage separator, additional dispensers are placed, one of which is connected to the pneumatic transport of the supply of dried material to the combustion chamber, and the other with a discharge of mate rial from the installation.