Известные до сих пор методы искусственной сушки сырого торфа оказываются не всегда рентабельными. Так, сушка сырца в сушильных барабанах является невыгодной из-за .большого расхода тепла. Даже сушильный барабан, работаюший на дымовых газах с непосредственным обогревом материала газом путем контакта, не дает желаемого результата из-за большого уноса и расхода тепла, а именно 700-900 калорий на 1 кг испаренной влаги.
Трубчатые паровые сушилки мало подходят для данной цели из за плохой теплопередачи торфа и забиваемости трубок влажной массой сырца.
Известны также способы сушки торфа, основанные на широком использовании водяного пара и на автоклавном оборудовании завода.
Эти способы также имеют существенные неудобства, так как для получения пара необходимо создавать значительных размеров котельные и таким образом производить большие капиталовложения и затрачивать металл на котлы, экономайзеры, топки и пр.
Пар, отдаваемый котельной автоклавному хозяйству, не возвраш,ается обратно, так как конденсат этого пара смешан с конденсатом исходного сырца и загрязнен растворенными в нем фракциями сырца (гумусом и пр.).
Таким образом, для получения пара практически приходится применять все время новую воду, проводя все количество воды через водоочистку, в связи с чем снова создаются затруднения и увеличиваются капиталовложения.
Кроме того, график расхода пара при системе автоклавов носит крайне неравномерный характер и пото.му при котельной приходится иметь аккумуляторы, чем затрудняется применение данного способа в промышленности.
Лишь при большом числе автоклавов и, главное, строгой последовательности в процессе, можно избежать больших неравномерностей в потреблении пара.
Сам по себе автоклавный процесс в том виде, как он практикуется сейчас, страдает также тем существенным недостатком, что при операциях загрузки и разгрузки происходят значительные потери тепла, а самый процесс прерывается и потому непрерывяость, поточность, как основной путь X массовому производству, отсут- I ствуют.I
Таким образом, чтобы получить сколько-нибудь мощную установку,
приходится пользоваться большим
количеством автоклавов, так как размеры каждого автоклава-выпарителя ограничены из-за значительности требуемых давлений (примерно 10-20 атм.).:
В результате создаются крайне громоздкие установки с большой затра- , той металла и массой тепловых потерь.
Предлагаемый способ искусственной I сушки торфа с применением автокла- i ВОВ дает возможность в первую очередь избавиться от применения пара, : как основного агента автоклавного процесса, а потому не создавать ко- I тельных со значительным капитале- I вложением и затратой металла. Предложение вводит также в автоклавный процесс элементы механизации.
На чертеже изображена схема установки для осуществления предлагаемого способа искусственной сушки торфа.
Поставленные специально опыты пропарки в автоклавах ряда материалов (уголь, торф и пр.), а также практика автоклавных установок, показывают, что водяной пар, вводимый в автоклавы с давлением примерно 10-20 атм., не играет какой-либо специфической роли, кроме передачи .материалу своего тепла и доведения давлений в автоклавах до указанных величин.
Вся роль водяного пара, таким образом, заключается в придании массе, лежащей в автоклаве, определенной температуры и давления как за счет собственно пропарки, так (в начале) и за счет некоторой конденсации введенного в автоклав пара. По освобождении автоклава от этого давления (при разобщении от парового котла) находящаяся в материале влага начинает частично испаряться, причем этот процесс происходит, видимо, глубоко в самом материале, в каждой его частице и в результате частицы материала легко отдают свою влагу.
Водяной пар создает при своем входе в автоклав и некоторую напряженность, так как, конденсируясь, он несколько увеличивает общую влажность исходного материала, который, между тем, должен подвергаться сушке.
Кроме того, собираясь в автоклаве в форме горючего конденсата, пар увеличивает потерю сухой массы торфа, переводя в раствор часть вещества торфа (гумус).
Приведенные соображения говорят за то, что водяной пар может быть с успехом заменен другой греющей и создающей давление средой, если получение этой среды не связано со столь значительными осложеннями, потерями и затратами, как это имеет место в случае 1енерации водяного пара в котельных.
Прежде всего в тако.м случае дол жнЪ быть обращено внимание на непосредственное генерирование тепла под давлением прямо из топлива и подачу этого тепла в форме горячей газовой среды с определенным давлением в автоклав.
Генерация горячих газов при требуемом давлении может быть офор млена разными способами и не представляет никаких технических затруднений.
В частности, в качестве топлива могут быть применены пылевидное топливо и различные виды жидкого топлива (торфяная смола, торфяные масла, а на первое время-моторная нефть); зажигание топлива возможно от отдельного источника (электриче ство, накал груши и пр.). В результате можно получить любое строго определенное количество горячих газов требуемого давления, и ничто не мешает направить эти газы в актоклавы, где физическое тепло газов и их давление сделают то же дело, которое выполняет сейчас водяной пар.
Такая замена пара газом избавляет от неизбежных и значительных потерь тепла, связанных с превращением одного вида энергии в другой (энергия топлива-энергия газов, являющихся продуктами горения,-энергия водяного пара). Кроме того, газовая среда не создает того увлажнения массы в автоклавах, которое имеет место при пользовании паром.
Кроме того, подачу должного количества газов в автоклав организовать гораздо легче, чем подачу пара.
В качестве отдельного случая сочетания автоклавного хозяйства с генерацией горячих газов может служить следующая схема процесса.
Торф-сырец с влажностью 75-80% поступает по ленточному транспортеру к верхнему всегда открытоь; отиерстию шахты /. Так как влажная торфяная масса будет прилипать к полотну ленточного транспортера и плохо отставать при свале торфяной массы в шахту, то при верхней головке ленты устанавливаются как обычный скребок, так и специальные щетки для тщательной очистки и спуска торфяной массы в щахту.
Шахта 7 может быть оформлена в виде несколько расширяющегося книзу конуса с тем, чтобы относительно легкая масса торфа-сырца могла свободно спускаться книзу к вращающемуся на вертикальной оси дну 2. Форма дна 2 напоминает форму решетки газогенератора, но служит здесь для равномерного заполнения шахты, избежания в ней пустот и образования нормального угла откоса торфяной массы в пространстве между вращающимся дном-подом шахты и нижней кромкой ее.
С вращающегося пода масса-сырец очищается лемехами 5, установленными над дном.
Таких лемехов может быть как один, так и несколько, смотря по производительности установки (на схеме показан один лемех).
Опытами установлено, что загруженный в автоклав торф-сырец представляет собой рыхлую массу, которая, затем, при пропарке занимает объем, почти в два раза меньший (сильная „усадка), и потому около половины объема автоклава не используется. Чтобы парализовать столь неприятное явление в автоклаве, предлагается производить первичную пропарку сырца уже в нижней части шахты с давлением примерно от 1 до ;2 атм., во всяком случае так, чтобы пар не выбивался поверх высокой заполненной торфом шахты. Таким образом, ннжняя часть шахты и ее расширение, в месте расположения лемехов, находятся по;; некоторым небольшим давлением.
Сбрасываемый лемехом 5 сырец поступает в небольшой промежуточный бункер 4, который вместе со шнеком 5 служит пробкой, препятствуюшей проникновению пара в помещение.
Прямое назначение шнека 5 заключается в подаче пропаренной массы торфа в подставленный под его конец автоклав б.
Когда автоклав б заполнен торфом и закрыта его крышка, его отодвигают по рельсовому пути 7 из-под шнека, а на его место подставляется следующий уже опорожненный автоклав. Все имеющиеся автоклавы движутся по карусельному кругу около вертикальной оси вместе с трубопроводом /5 для подачи газа из двигателя в автоклавы и вращаются около своих горизонтальных осей, опрокидываясь для опорожнения и выдачи массы на пресс.
Загруженный и закрытый автоклав подвергается прогреву сначала за счет перепуска в него газов и паров, наполнявших другой автоклав, а затем прогревается отходящими газами двигателя внутреннего горения, и, наконец, ставится на прямое соединение с камерой горения двигателя, причем давление в автоклаве доводится примерно до 10-18 атм., смотря по материалу и принятому режиму производства.
Таким образом, в данном случае является целесообразным использовать небольшой двигатель 6 внутреннего горения с давлением сжатия, примерно, около 10 атм.и давлением вспышки в пределах 18-20 атм. Такой двигатель может доставить для автоклавного процесса необходимое количество горячих газов с дав.тением примерно 10-18 атм. за счет отбора горячих газов из самой камеры горения двигателя. Двигатель снабжается соответствующим клапаном 9 для нагнетания продуктов горения в автоклав, причем эта конструкция клапана аналогична уже имеющимся конструкциям для нагнетания газов в пусковые баллоны двигателей.
Все отходящие газы двигателя направляются в глушитель 10 и оттуда, ; как общее правило, направляются в две ветви: одна ветвь идет к дымососу 11, который поставляет газы с температурой 375-400 в автоклавы, i загруженные свежим торфом (вторич- ный прогрев), по трубопроводу 15, поворотному вместе с автоклавом ; около вертикальной оси, причем остывшие газы и часть паров удаляются в атмосфер), другая ветвь газов поступает в паровой котел-утилизатор 12 низкого давления, а затем дымососом 13 удаляется в трубу.
Полученный в котле пар идет по ; пропарку торфа - сырца в нижней части шахты /.;
Питательная вода для котла подогревается в рубашке двигателя внутреннего горения и зате.м у}ке поступает в котел через насос 14.
Механическая энергия двигателя необходима для приведения в действие ленточного транспортера, дна 2 пода шахты, шнекового питателя, автоклавов, дымососов, питательных насосов, вакуум-установки и прессов для отжатия до готовой продукции.I
Приведенные соображения и описанный здесь пример установки показывают, насколько полно и удачно i можно ско.мбинировать автоклавное i и теплосиловое хозяйство, если пойти по линии отказа от использования ; пара, как основного агента, от сооружения дорогих, громоздких и не экономных в эксплоатации паровых котельных, заменяя их компактными, экономными и недорогими установка.ми двигателей внутреннего горения.
Последние, как видно из предыдущего, могут предоставить автоклавной установке необходимое количество тепла для прогрева массы ав- ; токлава до 100° за счет утилизации в i автоклавах тепла отходящих из дви- ;
гателя при температуре примерно 400 газов, дать требующееся автоклаву количество горячих газов под значительным давлением (10-18атм.), чтобы окончательно прогреть массу в автоклаве под указанным давлением, а сбросив это давление, испарить часть влаги массы торфа.
Кроме того, производится пар низкого давления из котла-утилизатора для первичного прогрева массы в шахте и получается механическая энергия для приведения в действие механизмов установки. . Процесс в автоклавах предполагается заканчивать постановкой автоклавов под вакуум примерно около 600 Мм водяного столба, осуществляемый водоструйным эжектором.
Затем автоклав перевертывается, подобно реторте Бессемера, и торфяная масса поступает на транспортерную ленту, а далее на пресс для окончательного отжатия и выпуска готовой продукции.
Итак, предлагаемый способ искусственной сушки торфа состоит в основном: в термической обработке торфа-сырца в автоклавах горячими газами, получаемыми в процессе сгорания различных топлив в цилиндрах двигателей внутреннего горения, в турбинах внутреннего горения или иных аналогичных устройствах; в разделении зтой обработки на две фазы, причем первая фаза подогрева протекает при низком давлении, близком к атмосферному, и ведется, главным образом, отходящими газами двигателя, тогда как вторая фаза окончательного нагрева и доведения давления в автоклаве до 10-18 ат.м. производится непосредственным соединением камеры горения двигателя с автоклавом; в первичном подогреве в шахте торфяной массы для ее усадки паром из котла-утилизатора, работающего на отходящих газах двигателя; в использовании упомянутого двигателя для приведения в действие всех механизмов установки; в использовании для отгона влаги в виде пара вакуумной установки в конце термической обработки; в последовательном и быстром подводе автоклавов
под погрузку и выгрузку с механизацией этих операций и в отжатии термически обработанцой массы в специальных прессах.
П р е д е т изобретения.
1. Способ искусственной сушки торфа с применением автоклавов, отличающийся тем, что торф подвергают подогреву в газовой среде в начале обработки пои низком давлении.
а в конце-при повышенном давлении.
2.Устройство для выполнения спо соба по и. 1, отличающееся тем, что в качестве генератора рабочей газовой среды применен двигатель Г нутреннего горения.
3.Форма выполнения устройств;по п. 2, отличающаяся тем, что длг. подачи газа из двигателя в азтоклавь: применен трубопровод /5, поворотный с автоклавами около : ертикальной оси.
авторскому свидетельству П. П. Мочалова
.М 50478
J4
