СПОСОБ КАМЕРНОЙ СУШКИ ВЛАГОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2003 года по МПК F26B3/02 

Изобретение относится к области камерной сушки влагосодержащих материалов и может быть использовано в лесопильной, деревообрабатывающей промышленности или других областях, где осуществляется камерная сушка материалов.

Известен способ камерной сумки влагосодержащих материалов, включающий конденсацию испаренной из материала влаги в камере путем уменьшения влажности агента сушки и возврат полученной энергии на нагрев агента сушки (1, 2). Камерная сушка пиломатериалов осуществляется, в основном, с помощью паро-воздушных сушильных камер. Технология сушки предусматривает ступенчатое ужесточение агента сушки (увеличение температуры и уменьшение влажности воздуха, омывающего штабель пиломатериалов) при снижении влажности древесины. При этом требуется стабилизировать параметры агента сушки (влажного воздуха) - температуру и влажность. Для нагрева агента сушки в камере устанавливают калориферное оборудование, которое изменяет тепловую мощность в зависимости от требуемой и реальной температуры сушильного агента. Влажность агента сушки регулируется путем замены влажного воздуха, находящегося в камере, на более сухой воздух, поступающий с улицы или подсобного помещения (цеха). Отработанный влажный воздух выводится на улицу. Как известно, на испарение влаги затрачивается около 2500 кДж/кг (скрытая теплота парообразования) энергии. Эта энергия теряется с выбросом воздуха в атмосферу. Чтобы уменьшить потери энергии, на камерах большого объема устанавливают рекуператоры, в которых происходит охлаждение выбрасываемого из камеры воздуха и подогрев поступающего. Однако КПД таких систем не может быть высоким. В зимнее время, практически сухой уличный воздух, обладая низкой теплоемкостью, не может утилизировать полностью "отработанную энергию" влажного воздуха. В летнее время рекуператор становится практически бесполезным, т.к. в нем не происходит конденсация влаги из отработанного воздуха.

Целью изобретения является возвращение в сушильную камеру энергии, затраченной на испарение влаги из древесины.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе камерной сушки влагосодержащих материалов, включающем конденсацию испаренной из материала влаги в камере путем уменьшения влажности агента сушки и возврат полученной энергии на нагрев агента сушки, увлажненный сушильный агент частично отбирают и направляют в компрессор, повышая его давление и температуру, затем его подают в теплообменник под давлением и снижают температуру этой части сушильного агента путем нагрева наружного увлажненного сушильного агента, омывающего теплообменник, обеспечивая конденсацию влаги из сушильного агента в теплообменнике, после чего осушенный агент направляют на сушку.

Техническая сущность изобретения заключается в том, что влажный воздух не выбрасывается в атмосферу, а всасывается компрессором, сжимается, нагреваясь, и поступает в калорифер, установленный в сушильном пространстве камеры. В обдуваемом сушильным агентом калорифере происходит конденсация влаги, а выделяемая при этом тепловая энергия передается агенту сушки, увеличивая его температуру. В связи с тем, что компрессор и калорифер могут располагаться в самой камере, КПД процесса рекуперации достигает значений, близких к 100%.

Заявленный способ может быть реализован следующим образом. Как указывалось выше, сушка пиломатериалов осуществляется в паро-воздушной среде. Для интенсификации процесса, влажный воздух, называемый агентом сушки, продувается через штабель пиломатериалов с помощью вентиляторов. Примерная компоновка камеры с горизонтальной циркуляцией агента сушки приведена на фиг.1. Схема осушения воздуха приведена на фиг.2. Штабель пиломатериалов 1 находится за перегородкой 2, способствующей образованию воздушного потока, циркулирующего через штабель пиломатериалов 1. С помощью вентилятора 3 образуется горизонтальное замкнутое кольцо циркулирующего воздуха (на фиг.1 показано стрелками). Пройдя через вентилятор 3, агент сушки проходит через калорифер 4, где охлаждает влажный воздух, находящийся под давлением, и нагревается. Затем может происходить дополнительный нагрев агента, если компрессор 5 находится в зоне циркуляции. Нагретый агент сушки поступает в штабель пиломатериалов 1, где испаряет влагу из древесины и за счет этого охлаждается. Охлажденный воздух всасывается вентилятором 3 и цикл продолжается. Для осушения воздуха и восстановления требуемой температуры компрессор 5 отбирает часть агента сушки, циркулирующего в камере, и направляет его под давлением на вход калорифера 4. В результате обдува калорифера 4 циркулирующим агентом, температура на выходе из него снижается. В результате того, что давление на выходе из калорифера 4 становится выше насыщения при данной температуре, большая часть влаги, содержащейся в агенте, конденсируется, возвращая затраченную на испарение энергию сушильному агенту. Выходящая из калорифера 4 смесь состоит из практически сухого воздуха и воды. Эта смесь поступает на сепаратор 6, где разделяется на воздух, возвращаемый в камеру, и воду, отводящуюся наружу. Давление в калорифере 4 регулируется вентилем 7 и контролируется манометром 8.

Таким образом, изобретение за счет рекуперации энергии позволяет многократно снизить энергетические затраты на сушку различных материалов. Расход энергии при этом составят затраты на начальный прогрев материала и потери энергии через ограждения камеры.

Источники информации
1. Г. С. Шубин "Сушка и тепловая обработка древесины", М., "Лесная промышленность", 1990 г., 336 с.

2. П.С. Серговский, А.И. Расев "Гидротермическая обработка и консервирование древесины", М., "Лесная промышленность", 1987 г., 360 с.

Использование: лесопильная и деревообрабатывающая промышленность при камерной сушке влагосодержащих материалов. Сущность изобретения: вентилятор прогоняет агент сушки (влажный воздух) через калорифер и штабель пиломатериалов, образуя замкнутый контур циркуляции. Компрессор отбирает часть агента из камеры и качает его в калорифер, создавая в нем требуемое давление. В результате того, что давление в калорифере выше насыщения, пар конденсируется, а выделяемая при этом энергия нагревает калорифер. Циркулирующий через калорифер агент сушки снижает его температуру, что способствует конденсации пара в калорифере. Выходящая из калорифера смесь из сухого воздуха и воды поступает в сепаратор, где разделяется на воздух, возвращаемый в камеру, и воду, отводящуюся наружу. Изобретение должно обеспечить повышение экономичности процесса сушки. 2 ил.

Способ камерной сушки влагосодержащих материалов, включающий конденсацию испаренной из материала влаги путем уменьшения влажности агента сушки, и возврат полученной энергии на нагрев агента сушки, отличающийся тем, что конденсацию испаренной из пиломатериала влаги производят путем частичного отбора компрессором влажного агента сушки из камеры и подачи его в калорифер с повышением в последнем давления выше давления насыщения и нагревом калорифера в результате конденсации.