oсушилки с конической мешалкой, которая вращается внутри нагреваемого снаружи воронкообразного кожуха;

o лоточные сушилки с подогреваемыми лотками;

oсушилки со спиральными трубками, в которых материал, транспортируемый пневматическим способом, находится в контакте с нагретой поверхностью трубок лишь в течение короткого времени. Такие сушилки могут быть герметичными и использоваться для удаления органического растворителя с последующей его регенерацией.

Экологические преимущества

Данных не предоставлено.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Как правило, контактные сушилки потребляют больше энергии, чем конвективные, вследствие потерь при теплопередаче, которая состоит из двух этапов: передача тепла от теплоносителя к поверхности и от поверхности к материалу.

Производственная информация

См. «Общая характеристика».

Применимость

Сушилки данного типа могут применяться для выполнения специализированных функций, например, удаления органических растворителей.

Экономические аспекты

Данных не предоставлено.

Мотивы внедрения

Применения, в которых использование конвективных сушилок невозможно или существуют другие ограничения.

Примеры

Широко применяется.

Справочная информация

[264, Tempany, 2008, 266, Ullmann's, 2000]

3.11.3.4. Перегретый пар

Общая характеристика

Перегретый пар представляет собой пар, нагретый до температуры, превышающей температуру насыщения (точку кипения воды) при данном давлении. Перегретый пар не может находиться в контакте с водой и всегда является сухим; его поведение сходно с поведением обычного газа. Перегретый пар может использоваться в качестве сушильного агента вместо горячего воздуха в любых конвективных сушилках, например, барабанных, распылительных, с кипящим и фонтанирующим слоем и т.д.

Экологические преимущества

При использовании перегретого пара лимитирующим фактором является только теплопередача, но не перенос вещества (воды). Это обеспечивает лучшую кинетику сушки. Сушилки, использующие перегретый пар, имеют меньший размер и характеризуются меньшими потерями тепла. Более того, энергия (скрытое тепло), содержащаяся в отводимой от материала воде, может быть легко утилизирована при помощи механической рекомпрессии пара (МРП) или использована в другом процессе, что способствует повышению энергоэффективности.

285

Перегретый пар является более удобным сушильным агентом при удалении летучих органических соединений (ЛОС) вследствие меньшего объема отходящих газов. Органические соединения могут быть легко регенерированы.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Материалы, чувствительные к температуре, могут пострадать от чрезмерного нагрева.

Производственная информация

Энергопотребление при сушке перегретым паром составляет 670 кВт·ч на тонну испаряемой воды в отсутствие утилизации тепла и 170–340 кВт·ч/т при использовании утилизации тепла (например, МРП).

Использование перегретого пара облегчает управление процессом, поскольку конечное содержание влаги в продукции и кинетика сушки могут регулироваться при помощи температуры пара. Исключение из процесса воздуха снижает риски воспламенения и взрыва.

Применимость

Любая конвективная сушилка может быть переоборудована для использования перегретого пара в качестве сушильного агента. Должны быть проведены испытания для того, чтобы убедиться в надлежащем качестве сушки; кроме того, необходимы экономические расчеты.

Экономические аспекты

Как правило, объем необходимых инвестиций выше, особенно при использовании МРП для утилизации энергии.

Мотивы внедрения

Основным мотивом внедрения является энергосбережение. Во многих случаях сообщается и о повышении качества продукции, в особенности, в агропищевом секторе (более естественный цвет продуктов, меньшая окисленность и т.п.).

Примеры

•предприятие Sucrerie Lesaffre (Нанжи, Франция): сушка свекловичного жома перегретым паром;

•возможные применения: сушка шламов, свекловичного жома, люцерны, детергентов, технической керамики, древесного топлива и т.д.

Справочная информация

[208, Ali, 1996]

3.11.3.5. Утилизация тепла в процессах сушки

Общая характеристика

Поскольку сушка является высокотемпературным процессом, с ней, как правило, связан потенциал утилизации отходящего тепла:

•либо непосредственно, при использовании горячего воздуха в качестве сушильного агента при конвективной сушке: смешивание отходящего воздуха со свежим воздухом перед горелкой или, в случае значительного содержания примесей (пыли, влаги и т.д.) в отходящем воздухе, использование теплообменника (см. раздел 3.3.1.) для предварительного подогрева высушиваемого материала или сушильного агента;

•либо косвенным образом, посредством механической рекомпрессии отходящего пара (см. раздел 3.3.2), в особенности, если сушильным агентом является перегретый пар (см.

раздел 3.11.3.4).

Вданном разделе рассматривается только «непосредственная» утилизация тепла.

Экологические преимущества

Энергосбережение.

286

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Предварительный подогрев поступающего в горелку воздуха за счет утилизации тепла может нарушить процесс сушки, влияя на такие параметры, как температура и содержание влаги. При утилизации тепла без теплообменника возможно загрязнение. Может потребоваться регулирование процесса для обеспечения требуемой температуры сушки.

Производственная информация

•объемы энергосбережения оказываются больше при низкой температуре наружного воздуха (например, в зимний период);

•следует ожидать энергосбережения в объеме, как минимум, 5%.

Применимость

Данный метод может применяться практически с любыми системами непрерывной конвективной сушки, использующими горячий воздух (туннельные и барабанные сушилки, конвейерные печи и т.д.). Следует уделить внимание регулировке горелки и подбору оптимальных параметров различных компонентов: вентилятора, труб (диаметр), регулирующих клапанов и теплообменника (если таковой используется). Теплообменные поверхности должны быть выполнены из нержавеющей стали. Дымовые газы от сжигания мазута, если таковые используются для сушки, содержат серу и SO2, конденсация которых может привести к повреждению теплообменника.

Экономические аспекты

Период окупаемости может существенно варьировать в зависимости от стоимости энергии, мощности сушилки и времени ее работы. При расчетах всегда полезно рассмотреть сценарий, предполагающий рост цен на энергоносители.

Мотивы внедрения

Энергосбережение и соответствующее сокращение затрат.

Примеры

Сушка свекловичного жома (Камбрэ, Франция): утилизация тепла отходящих газов.

Справочная информация

[203, ADEME, 2000]

3.11.3.6. Выпаривание в сочетании с механической рекомпрессией пара или тепловым насосом

Концентрирование посредством выпаривания в сочетании в МРП (механической рекомпрессией пара) или тепловым насосом является эффективным методом обращения со сточными водами. В частности, этот подход позволяет с относительно небольшими затратами существенно снизить объем направляемых на очистку сточных вод, одновременно обеспечив регенерацию воды для дальнейшего использования.

Общая характеристика

Для испарения тонны воды требуется 700–800 кВт·ч энергии. Эту величину можно снизить, используя различные методы утилизации тепла, включая тепловые насосы, механическую рекомпрессию пара (МРП) (см. раздел 3.3.2) и многоцелевые выпарные установки с термокомпрессией вторичного пара.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Концентрирование потоков сточных вод может потребовать изменения методов очистки сточных вод и обращения с ними (например, может оказаться невозможным сброс в водные объекты).

Производственная информация

Удельное энергопотребление для нескольких типов испарителей представлено в табл. 3.29.

287

Примечания:

1. твв: тонна выпариваемой воды

2. Средние значения для различных концентраций материалов 3. В последнем столбце представлено потребление энергии вспомогательными устройствами (насосами, градирнями и т.д.)

Таблица 3.29: Типы испарителей и удельное энергопотребление Применимость

Выбор технологии зависит от характера концентрируемых потоков и требований к процессу концентрирования. Могут потребоваться испытания.

Экономические аспекты

Зависят от конкретных условий.

Мотивы внедрения

•сокращение затрат;

•увеличение производительности и/или повышение качества продукции.

Примеры

Предприятие ZF Lemforder Mecacentre производит различные детали для автомобильной промышленности (подшипники подвесок, рулевые колонки и т.п.). В 1998 г., в процессе подготовки к сертификации на соответствие стандарту ISO 14001, предприятие установило испаритель с МРП для концентрирования сточных вод от промывки деталей. Установленное оборудование обеспечивает концентрирование до 120 л сточных вод в час и ежемесячную регенерацию 20–25 м3 воды, которая может быть использована на производстве. Потребляемая мощность составляет 7,2 кВт. После концентрирования загрязненные сточные воды направляются на соответствующие очистные сооружения.

•размер инвестиций: 91 469 евро;

•ежегодная экономия: 76 224 евро;

•период окупаемости: 14 мес.

Справочная информация

[26,Neisecke, 2003, 197, Wikipedia, 201, Dresch_ADEME, 2006] [243, R&D, 2002]

3.11.3.7. Оптимизация теплоизоляции сушильных систем

Общая характеристика

Как и в случае любого нагреваемого оборудования, потери тепла могут быть снижены за счет теплоизоляции компонентов сушильной системы, включая стенки сушильной камеры, паропроводов и конденсатопроводов (см. также раздел 3.2.11). Оптимальные тип и толщина изоляции зависят от ряда характеристик системы, включая рабочую температуру, высушиваемый материал, удаляемую жидкость, а также степень загрязненности отводимых паров (например, парами кислот).

288