Sušení velmi vlhkých látek s následným využitím odpadního tepla

Přemysl Kól

Doctoral thesis

Drying highly humid substances with subsequent waste heat utilization

Abstract:

V současné době je kladen důraz na efektivní využívání energetických zdrojů a to nejen zdrojů, které nám dává příroda, ale také zdrojů, které vznikají výrobou různých produktů. Těmito zdroji se myslí odpady. Většinu těchto zdrojů je však zapotřebí, před samotným energetickým využitím, upravit. Tato disertační práce se zabývá odpady o velmi vysoké vlhkosti, větší než 80% hm., a jejich sušením na vlhkost, při které lze již tyto odpady energeticky využít, např. spálit. Mezi takovéto materiály patří např. pivovarské mláto, lihovarské výpalky, kaly z ČOV nebo cukrovarské řízky. Cílem práce bylo nalézt takovou metodu sušení, která bude efektivnější a ekonomicky výhodná než dosavadní způsoby sušení. Aby metoda sušení byla efektivní a ekonomicky přijatelná, je nutné přiváděnou tepelnou energii využít nejen na primární vysušení, ale také zpětně využít odpadní teplo. Disertační práce je zaměřena na návrh fluidní sušárny s následným využitím odpadního tepla. Byl navržen a odzkoušen laboratorní model, „studený“, na kterém bylo nasimulováno chování dané suroviny ve fluidní vrstvě. Výsledky byly optimistické a na základě měření na laboratorním modelu byl zkonstruován funkční prototyp na sušení pivovarského mláta a kalů z ČOV, kde již bylo použito tepelné energie k vysušení daného materiálu. Podařilo se také využít odpadní teplo a to takovým způsobem, že fluidním médiem je mírně přehřátá pára, díky které dochází k dalšímu odpaření vlhkosti ze sušeného materiálu. Ve fluidní sušárně vznikne mírný přetlak, který přebytečnou páry vytlačí do kondenzátoru, kde vypařená vlhkost zkondenzuje a předá teplo např. do otopné soustavy. V případě, že lze využít odpadní teplo vzniklé při sušení, stává se tento způsob sušení velmi efektivní, protože lze využít až 96% vložené tepelné energie.

Abstract:

Currently, the focus is on the efficient use of energy resources, not only resources that nature gives us, but also the resources that arise manufacture of various products. These sources are meant waste. Most of these resources are necessary, however, before the actual energy use, modify. This thesis deals with the management of very high humidity greater than 80% wt., And drying in the humidity at which you can no longer use the waste energy, such as burn. Among such materials include brewer's spent grain, stillage, sludge from wastewater treatment plants or sugar beet pulp. The aim was to find a method for drying, which will be more efficient and economical than conventional drying methods. The method of drying to be effective and economically feasible, it is necessary to incoming thermal energy can be used not only for primary drying, but also re-use of waste heat. Dissertation focuses on the design fluidized drying with subsequent use of waste heat. It was designed and tested in a laboratory model, "cold", on which the simulated behavior of the material in fluidized beds. The results were optimistic and based on the measurement of laboratory model was constructed a working prototype for drying spent grains and sludge from wastewater treatment plants, where it has been used thermal energy to dry the material. We also made use of waste heat in such a way that the fluid medium is slightly superheated steam, which is due to the further evaporation of moisture from the dried material. In fluidized oven created a slight overpressure, which pushes the excess steam to the condenser where evaporated moisture condenses and transmit heat as a heating system. In the event that it is possible to use waste heat arising during drying, this method becomes very efficient drying, because it can be used up to 96% embedded thermal energy.

Keywords

Sušení, fluidní vrstva, využitelné teplo

Keywords

Drying, fluidized bed, usable heat

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 8. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 30. 9. 2013
• Supervisor: Zdeněk Kadlec
• Reader: Jiří Polanský, Bohumír Čech, Ivan Imriš

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Energetické stroje a zařízení