RU2262053C1 - Method of recuperating heat of exhaust drying agent in convective dryers - Google Patents

Abstract

FIELD: drying solid materials.

SUBSTANCE: method comprises cooling the exhaust drying agent thus transporting heat from it to the main heat transfer agent by means of contact heat exchange and heating incoming air with transporting heat to it from the additional heat transfer agent by means of contact heat exchange. The additional heat transfer agent is heated by means of main heat transfer agent using surface heat exchange, and mean heat transfer agent is cooled by transporting heat to the coolant by means of surface heat exchange and additional heating of the incoming air by means of the cooling agent with the use of surface heat exchange. The main heat transfer agent is made of water, and additional heat transfer agent is made of oil. When the exhaust drying agent is cooled, dust may be removed from the main hear transfer agent.

EFFECT: reduced sizes and material consumption.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технике управления температурой воздуха или газов для сушки твердых материалов или предметов.The present invention relates to techniques for controlling the temperature of air or gases for drying solid materials or objects.

Известен способ утилизации тепловой энергии вытяжного воздуха, включающий охлаждение вытяжного воздуха с передачей от него теплоты основному и дополнительному теплоносителям и нагревание приточного воздуха с передачей ему теплоты от основного и дополнительного теплоносителей, при этом передачу теплоты от вытяжного воздуха основному и дополнительному теплоносителям и передачу теплоты от основного и дополнительного теплоносителя приточному воздуху осуществляют одновременно с использованием контактного и поверхностного теплообмена [а.с. №1525409, F 24 F 3/147, 1989 г., БИ №44].A known method of utilizing the thermal energy of exhaust air, comprising cooling the exhaust air with transferring heat from it to the primary and secondary heat carriers and heating the supply air with transferring heat to it from the primary and secondary heat carriers, wherein transferring heat from the exhaust air to the primary and secondary heat carriers and transferring heat from the primary and secondary coolant to the supply air is carried out simultaneously using contact and surface heat transfer and [AS No. 1525409, F 24 F 3/147, 1989, BI No. 44].

Недостатками данного способа являются невозможность его применения для утилизации теплоты отработавшего воздуха конвективных сушилок вследствие увлажнения свежего воздуха, подаваемого в сушилку, прогрессирующее загрязнение промежуточного теплоносителя, которое приведет к отказу распылительных устройств и систем циркуляции, а также высокая токсичность промежуточного теплоносителя.The disadvantages of this method are the impossibility of its use for utilizing the heat of the exhaust air of convective dryers due to the moistening of fresh air supplied to the dryer, the progressive pollution of the intermediate heat carrier, which will lead to the failure of spraying devices and circulation systems, as well as the high toxicity of the intermediate heat carrier.

Технической задачей изобретения является снижение размеров и материалоемкости теплоутилизаторов, исключение их обмерзания и забивания пылью, а также сокращение пылевых выбросов с отработавшим сушильным агентом.An object of the invention is to reduce the size and material intensity of heat exchangers, the exclusion of freezing and clogging with dust, as well as reducing dust emissions with spent drying agent.

Поставленная задача достигается тем, что в способе рекуперации теплоты отработавшего сушильного агента конвективных сушилок, включающем охлаждение отработавшего сушильного агента с передачей от него теплоты основному теплоносителю с использованием контактного теплообмена, нагревание приточного воздуха с передачей ему теплоты от дополнительного теплоносителя с использованием контактного теплообмена, новым является то, что нагревание дополнительного теплоносителя осуществляют основным теплоносителем с использованием поверхностного теплообмена, охлаждение основного теплоносителя с передачей от него теплоты холодильному агенту с использованием поверхностного теплообмена и дополнительное нагревание приточного воздуха холодильным агентом с использованием поверхностного теплообмена, а в качестве основного теплоносителя используют воду, дополнительного - масло, при этом при охлаждении отработавшего сушильного агента предусмотрена возможность очистки основного теплоносителя от пыли.The problem is achieved in that in the method of recovering the heat of the spent drying agent of convective dryers, including cooling the spent drying agent with the transfer of heat from it to the main heat carrier using contact heat transfer, heating the supply air with heat transfer from the additional heat carrier using contact heat transfer, the new one is the fact that the heating of the additional coolant is carried out by the main coolant using a surface heat exchange, cooling of the main heat carrier with the transfer of heat from it to the refrigerant using surface heat exchange and additional heating of the supply air by the refrigerant using surface heat exchange, and water is used as the main heat carrier, additional oil is used, while cooling the spent drying agent provides the opportunity cleaning the main heat carrier from dust.

Технический результат заключается в снижении размеров и материалоемкости теплоутилизаторов, исключении их обмерзания и забивания пылью, а также сокращении пылевых выбросов с отработавшим сушильным агентом.The technical result consists in reducing the size and material consumption of heat exchangers, eliminating their freezing and clogging with dust, as well as reducing dust emissions with spent drying agent.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для реализации способа рекуперации теплоты отработавшего сушильного агента конвективных сушилок с использованием теплового насоса.The drawing shows a diagram of the proposed device for implementing the method of heat recovery of the spent drying agent of convective dryers using a heat pump.

Устройство для реализации данного способа состоит из теплообменника отработавшего воздуха 1, снабженного шахтами для льда 16, 17, 18, 19, центробежным насосом 15, распылительными устройствами 20, 21, 22, 23, 24, 25, соединенного с солодосушилкой 10 воздуховодом 30 отработавшего воздуха, воздуховода 31 удаляемого воздуха, циркуляционного насоса 13, установленного в магистрали для циркуляции основного теплоносителя, циркуляционного насоса 12, установленного в магистрали для циркуляции дополнительного теплоносителя, льдогенератора 2, соединенного с компрессором 8, конденсатором 4 и отделителем жидкости 7, поверхностного теплообменника основного и дополнительного теплоносителей 3, теплообменника приточного воздуха 5, снабженного распылительным устройством 27, сборника основного теплоносителя 9, центробежного насоса 28, установленного в трубопроводе 36 для подачи основного теплоносителя, вентилей 50, 51, трубопровода 37 для отвода излишков основного теплоносителя, устройства для очистки основного теплоносителя 14, трубопровода 45 для отвода загрязнений основного теплоносителя, вентиля 29, воздуховода 41 для подачи свежего приточного воздуха, вентилятора 6, установленного в воздуховоде 42 для движения подогретого приточного воздуха, воздуховода 43 для подвода нагретого приточного воздуха, парового калорифера 11, трубопровода 38 для подвода льда, трубопровода 44 для возврата основного теплоносителя, трехходового крана 26.A device for implementing this method consists of an exhaust air heat exchanger 1, equipped with ice shafts 16, 17, 18, 19, a centrifugal pump 15, spray devices 20, 21, 22, 23, 24, 25 connected to a malt dryer 10 by the exhaust air duct 30 , the duct 31 of the exhaust air, the circulation pump 13, installed in the highway for circulation of the main coolant, the circulation pump 12, installed in the highway for the circulation of the additional coolant, ice machine 2, connected to the compressor oror 8, a condenser 4 and a liquid separator 7, a surface heat exchanger of the primary and secondary fluids 3, a fresh air heat exchanger 5 equipped with a spray device 27, a primary fluid collector 9, a centrifugal pump 28 installed in the pipe 36 for supplying the primary fluid, valves 50, 51 , a pipe 37 for removing excess main coolant, a device for cleaning the main coolant 14, pipe 45 for removing contaminants of the main coolant, valve 29, air Yes 41 for supplying fresh supply air, a fan 6 installed in the duct 42 for moving heated supply air, a duct 43 for supplying heated supply air, a steam heater 11, a pipe 38 for supplying ice, a pipe 44 for returning the main coolant, a three-way valve 26.

В качестве основного теплоносителя в теплообменнике отработавшего воздуха 1 используют воду, в качестве дополнительного теплоносителя в теплообменнике приточного воздуха 5 используют масло.Water is used as the main heat carrier in the exhaust air heat exchanger 1, oil is used as an additional heat carrier in the fresh air heat exchanger 5.

Способ рекуперации теплоты и обеспыливания отработавшего сушильного агента осуществляют следующим образом.The method of heat recovery and dust removal of the spent drying agent is as follows.

Из солодосушилки 10 отработавший воздух по воздуховоду 30 отработавшего воздуха поступает в теплообменник отработавшего воздуха 1, где в противотоке контактирует с холодной водой и льдом, лед подают из льдогенератора 2 по трубопроводу 38 для подвода льда в шахты 16, 17, 18, 19 теплообменника отработавшего воздуха 1, в результате контакта с подымающемся вверх теплым отработавшим воздухом осуществляют контактный теплообмен и лед таит, затем ледяную воду, полученную при тайке льда в шахтах 16, 17, 18, 19, центробежным насосом 15 по трубопроводу 35 подают к распылительным устройствам 20, 21, 22 и распыляют, а распылительными устройствами 23, 24, 25 распыляют холодную воду, поступающую из поверхностного теплообменника основного и дополнительного теплоносителей 3 по трубопроводу 33 через трехходовой кран 26. В результате контакта осуществляют теплообмен между находящимися в противотоке подымающимся вверх отработавшим воздухом и распыляемой водой с конденсацией влаги из отработавшего воздуха на поверхности капель воды и поглощение пыли из отработавшего воздуха, абсорбируемой на поверхности капель. Охлажденный отработавший воздух удаляют по воздуховоду 31 удаляемого воздуха. Нагретую воду циркуляционным насосом 13 по трубопроводу 32 подают в поверхностный теплообменник основного и дополнительного теплоносителей 3, где в результате поверхностного теплообмена нагревают масло, которое затем по трубопроводу 39 подают в теплообменник приточного воздуха 5 и распыляют распылительным устройством 27, контактируя в противотоке со свежим приточным воздухом, поступающим из атмосферы по воздуховоду 41 для подачи свежего приточного воздуха. В результате контакта осуществляют теплообмен между свежим приточным воздухом и горячим маслом с поглощением пыли из подогретого свежего приточного воздуха, абсорбируемой на поверхности капель масла. Нагретый приточный воздух по воздуховоду 42 для движения подогретого приточного воздуха вентилятором 6 подают в конденсатор 4, где нагревают парами холодильного агента, затем нагретый приточный воздух по воздуховоду 43 для подвода нагретого приточного воздуха направляют в паровой калорифер 11, где подогревают до необходимой температуры, затем полученный сушильный агент поступает в солодосушилку 10. Охлажденное масло циркуляционным насосом 12 по трубопроводу 40 подают в поверхностный теплообменник основного и дополнительного теплоносителей 3. Холодную воду из поверхностного теплообменника основного и дополнительного теплоносителей 3 направляют к трехходовому крану 26, где разделяют на два потока, первый поток направляют по трубопроводу 33 в теплообменник отработавшего воздуха 1 к распылительным устройствам 23, 24, 25, а второй поток по трубопроводу 34 направляют в сборник основного теплоносителя 9. Затем из сборника основного теплоносителя 9 холодная вода проходит через вентиль 51 и по трубопроводу 36 для подачи основного теплоносителя при помощи центробежного насоса 28 холодную воду подают в льдогенератор 2 вовнутрь трубок в избытке в виде тонкой вращающейся пленки, а из отделителя жидкости 7 жидкий холодильный агент по трубопроводу 46 подают в межтрубное пространство льдогенератора 2, где жидкий холодильный агент кипит, отбирая тепло от холодной воды, находящейся внутри трубок, в результате теплообмена холодную воду превращают в лед, а жидкий холодильный агент - в пар, затем пары холодильного агента по трубопроводу 47 всасывают компрессором 8, откуда нагнетают по трубопроводу 48 в конденсатор 4, где пары холодильного агента конденсируют, отдавая тепло в результате поверхностного теплообмена подогретому приточному воздуху, затем жидкий холодильный агент по трубопроводу 49 подают в отделитель жидкости 7. Излишки холодной воды от льдогенератора 2 отводят по трубопроводу 44 для возврата основного теплоносителя в сборник основного теплоносителя 9. Излишки холодной воды, находящиеся в сборнике основного теплоносителя 9, отводят при открывании вентиля 50 по трубопроводу 37 для отвода излишков основного теплоносителя.From the malt dryer 10, the exhaust air through the exhaust air duct 30 enters the exhaust air heat exchanger 1, where it is in countercurrent contact with cold water and ice, ice is supplied from the ice maker 2 through a pipe 38 for supplying ice to the exhaust air heat exchanger shafts 16, 17, 18, 19 1, as a result of contact with the warm exhaust air rising upward, contact heat exchange is carried out and the ice melts, then the ice water obtained by melting ice in the mines 16, 17, 18, 19, is fed to the p spraying devices 20, 21, 22 and sprayed, and spraying devices 23, 24, 25 spray cold water coming from the surface heat exchanger of the primary and secondary heat carriers 3 through a pipe 33 through a three-way valve 26. As a result of the contact, heat exchange is carried out between those rising upstream exhaust air and sprayed water with moisture condensation from the exhaust air on the surface of the water droplets and dust absorption from the exhaust air absorbed on the surface of the droplets. The cooled exhaust air is removed through the exhaust duct 31. Heated water by means of a circulation pump 13 is fed through a pipe 32 to a surface heat exchanger of the primary and secondary heat transfer fluids 3, where oil is heated as a result of surface heat exchange, which is then fed through a pipe 39 to a fresh air heat exchanger 5 and sprayed by a spray device 27 in contact with fresh fresh air coming from the atmosphere through duct 41 for supplying fresh supply air. As a result of the contact, heat is exchanged between the fresh supply air and the hot oil with the absorption of dust from the heated fresh supply air absorbed on the surface of the oil droplets. Heated fresh air through duct 42 for movement of heated fresh air by fan 6 is fed to a condenser 4, where it is heated by refrigerant vapor, then heated fresh air through duct 43 for supplying heated fresh air is sent to a steam heater 11, where it is heated to the required temperature, then obtained the drying agent enters the malt dryer 10. The cooled oil is circulated by a circulation pump 12 through a pipe 40 to a surface heat exchanger of the primary and secondary heat carrier th 3. Cold water from the surface heat exchanger of the main and additional heat carriers 3 is directed to a three-way valve 26, where it is divided into two streams, the first stream is sent through a pipe 33 to the exhaust air heat exchanger 1 to the spray devices 23, 24, 25, and the second stream through a pipeline 34 is sent to the main coolant collector 9. Then, from the main coolant collector 9, cold water passes through the valve 51 and through the pipe 36 for supplying the main coolant using a centrifugal pump 28 cold they are fed into the ice maker 2 inside the tubes in excess in the form of a thin rotating film, and from the liquid separator 7 the liquid refrigerant through pipe 46 is fed into the annulus of the ice maker 2, where the liquid refrigerant boils, taking heat from the cold water inside the tubes to As a result of heat exchange, cold water is turned into ice, and the liquid refrigerant is converted into steam, then refrigerant vapors are sucked up by compressor 8 through line 47, from where they are pumped through line 48 to condenser 4, where refrigerant a gent condensate, giving off heat as a result of surface heat exchange to the heated supply air, then the liquid refrigerant through the pipe 49 is fed to the liquid separator 7. Excess cold water from the ice maker 2 is withdrawn through the pipe 44 to return the main coolant to the main coolant collector 9. The excess cold water, located in the collection of the main coolant 9, divert when opening the valve 50 through the pipe 37 to drain excess surplus of the main coolant.

В целях осуществления очистки основного теплоносителя от загрязнений основной теплоноситель прокачивают через устройство для очистки основного теплоносителя 14, в котором от основного теплоносителя отделяют поглощенную пыль, отводимую по трубопроводу 45 для отвода загрязнений основного теплоносителя через вентиль 29.In order to clean the main coolant from contamination, the main coolant is pumped through a device for cleaning the main coolant 14, in which absorbed dust is removed from the main coolant, which is discharged through a pipe 45 to remove contaminants of the main coolant through the valve 29.

Преимущество способа рекуперации теплоты отработавшего сушильного агента конвективных сушилок по сравнению с известными заключается в том, что его использование позволяет обеспечить:The advantage of the heat recovery method of the spent drying agent of convective dryers in comparison with the known ones is that its use allows to ensure:

- снижение размеров и материалоемкости теплоутилизаторов за счет большой удельной поверхности контактного теплообмена системы "газ-жидкость", обеспечиваемой распылением жидкого теплоносителя;- reducing the size and material consumption of heat exchangers due to the large specific surface area of contact heat exchange of the gas-liquid system, provided by the atomization of the liquid coolant;

- исключение обмерзания теплообменников и забивания их пылью;- the exception of freezing of heat exchangers and clogging them with dust;

- снижение выбросов пыли с отработавшим воздухом;- reduction of dust emissions with exhaust air;

- более полное использование теплоты отработавшего сушильного агента благодаря применению двух оросительных и трех поверхностных теплообменников при использовании противоточной схемы движения теплоносителей в них.- a more complete use of the heat of the spent drying agent due to the use of two irrigation and three surface heat exchangers when using a countercurrent flow diagram of heat carriers in them.

- утилизация воды отработавшего сушильного агента.- disposal of water from the spent drying agent.

Claims (1)

Способ рекуперации теплоты отработавшего сушильного агента конвективных сушилок, включающий охлаждение отработавшего сушильного агента с передачей от него теплоты основному теплоносителю с использованием контактного теплообмена, нагревание приточного воздуха с передачей ему теплоты от дополнительного теплоносителя с использованием контактного теплообмена, отличающийся тем, что нагревание дополнительного теплоносителя осуществляют основным теплоносителем с использованием поверхностного теплообмена, охлаждение основного теплоносителя с передачей от него теплоты холодильному агенту с использованием поверхностного теплообмена и дополнительное нагревание приточного воздуха холодильным агентом с использованием поверхностного теплообмена, а в качестве основного теплоносителя используют воду, дополнительного - масло, при этом при охлаждении отработавшего сушильного агента предусмотрена возможность очистки основного теплоносителя от пыли.The method of recovering the heat of the spent drying agent of convective dryers, including cooling the spent drying agent with the transfer of heat from it to the main heat carrier using contact heat transfer, heating the supply air with heat transfer from the additional heat carrier using contact heat transfer, characterized in that the heating of the additional heat carrier is carried out by the main coolant using surface heat transfer, cooling the main heat carrier with heat transfer from it to the refrigerant agent using surface heat exchange and additional heating of the supply air by the refrigerant agent using surface heat exchange, and water is used as the main heat carrier, oil is used as the additional heat carrier, while it is possible to clean the main heat carrier from dust when cooling the spent drying agent .