Обґрунтування процесу і параметрів сушильної установки в лінії виробництва твердого біопалива

Abstract

На агропромислових підприємствах, починаючи зі збирання врожаю до отримання кінцевої продукції, утворюються відходи і побічні продукти, які займають певні площі і забруднюють довкілля. Сучасні санітарно-екологічні вимоги передбачають обмеження на зберігання відходів, а утилізація потребує суттєвих витрат. Отже, перспективою використання аграрних і деревних відходів є переробка їх на тверде біопаливо, а вирішення проблемного питання сушки виробничих побічних матеріалів для енергетичних цілей повинно здійснюватись на промисловому рівні. На виробництві застосовують сушку біомаси переважно в спеціальних сушильних установках, до складу яких входять сушильний апарат або сушарка, де безпосередньо протікає процес, та допоміжне обладнання – теплообмінні апарати, пристрій для дуття повітря (вентилятор, повітродувка) і система пилоочищення. Факторами, що впливають як на атмосферне, так і на камерне (штучне) висушування біомаси, є: - циркуляція повітря, тобто швидкість його руху; - відносна вологість повітря; - теплота (температура). Циркуляція повітря має першочергове значення, оскільки являє собою єдиний засіб для передачі тепла всередину шару матеріалу та видалення із нього водяної пари. Без циркуляції повітря сушіння біоматеріалів в шарах було б неможливим. Два інші фактори сушіння знаходяться в повній залежності від циркуляції: якщо в будь-якому місці штабеля циркуляція сповільниться, то температура в цьому місці падає, відносна вологість зростає, а сушіння або закінчується, або іде дуже повільно. Випаровування вологи з поверхні біомаси не повинно перевищувати тієї швидкості, з якою волога передається із середини до поверхні. Розміри шару, який розміщують в сушильну камеру, мають великий вплив на тривалість процесу сушіння і на характер процесу висихання. Чим більший шар, чим щільніше завантажена сушильна камера, тим менше її продуктивність (на перший погляд здається абсурдним, але це факт). Швидкість, успіх та якість сушіння залежать не від щільності заповнення камери та економії місця, а від викладених вище принципів управління сушаркою. Швидкість сушіння необхідно регулювати вологістю повітря, а не за рахунок зміни швидкості циркуляції повітря, яка повинна бути цілком достатньою, щоб передати тепло в середину штабеля та видалити із штабеля водяну пару. Сушіння-складний енергоємний і відповідальний технологічний процес, за яким властивості рослин і відходів визначають свою якість, а тому мають бути не лише збережені, а й покращенні. Домогтися цього можна лише, використовуючи результати наукових досліджень технології сушіння: від вивчення властивостей рослин і відходів як об’єкта сушіння до вибору оптимальних методів і режимів ведення процесу сушіння, напрямів удосконалення та реконструкції сушарок на підприємствах. Отже, тема даної магістерської роботи є актуальною на сьогодення, а впровадження ефективних технології виробництва твердого біопалива проектування та створення підприємств з переробки сировини безпосередньо в господарстві є перспективною інженерною техніко-технологічною розробкою. Мета роботи передбачає підвищення ефективності виробництва твердого біопалива шляхом впровадження ефективних технічних засобів для сушіння біосировини. Об'єктами досліджень є перспективна сушарка транспортерного типу для лінії виробництва біопаливних гранул в умовах господарства.