RS57317B1

RS57317B1 - Postupak za sušenje drveta

Info

Publication number: RS57317B1
Application number: RS20180561A
Authority: RS
Inventors: Kurt Ing Mühlböc
Original assignee: Muehlboeck Kurt
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2018-08-31
Also published as: CA2818551A1; LT2649393T; RU2013131100A; AT510007B1; WO2012075518A1; EP2649393A1; EP2649393B1; AT510007A4; RU2569395C2

Description

Opis

Oblast tehnike

[0001] Pronalazak se odnosi na na postupak za sušenje drveta, u kojem se u komori za predsušenje drvo zagreva, u struji svežeg vazduha koji je predgrejan u izmenjivaču toplote sa unakrsnim tokom, a u glavnoj komori za sušenje se izlaže cirkulišućem vazduhu čiji jedan deo se uklanja kao otpadni vazduh i zamenjuje svežim predgrejanim vazduhom koji se predgreva pomoću otpadnog vazduha u izmenjivaču toplote sa unakrsnim tokom.

Stanje tehnike

[0002] Kako bi različite vrste drveta sa veoma različitim početnim sadržajima vlage mogle da se osuše na zajednički unapred određen konačan sadržaj vlage sa uskim opsegom tolerancije, uz relativno malu potrošnju energije, poznato je iz (AT 504578 B), predsušenje drveta u dve zone za sušenje pomoću zagrejanog svežeg vazduha koji se dovodi između ove dve zone za sušenje, sa opsegom vlažnosti iznad zasićenja vlakana, a zatim sušenje na konačan sadržaj vlage u najmanje jednoj dodatnoj zoni za sušenje pomoću cirkulišućeg vazduha koji prelazi preko grejača. Opipljiva toplota dela zagrejanog cirkulišućeg vazduha koji se od cirkulišućeg vazduha izdvaja kao otpadni vazduh i zamenjuje svežim vazduhom kao i opipljiva toplota svežeg vazduha koji nakon prolaska kroz zone za predsušenje služi za predgrevanje odgovarajućeg svežeg vazduha, se koristi sa jedne strane za dopunjavanje protoka cirkulišućeg vazduha, a sa druge strane, za predsušenje složenog drveta u izmenjivačima toplote sa unakrsnim protokom. Međutim, samo relativno mali deo toplotne energije otpadnog vazduha iz zona za sušenje se može upotrebiti za predgrevanje, pošto se u datim temperaturnim uslovima kondenzuje vodena para apsorbovana prilikom sušenja, a samim tim ova toplota kondenzacije nije dostupna za predgrevanje.

Opis pronalaska

[0003] Prema tome cilj ovog pronalaska je da obezbedi postupak za sušenje drveta, u kojem se sadržaj toplote otpadnog vazduha nakon procesa sušenja može povoljno iskoristiti za zagrevanje svežeg dovodnog vazduha potrebnog za sušenje.

[0004] Polazeći od opisanog postupka za sušenje drveta, pronalazak rešava pomenuti cilj, pri čemu se otpadni vazduh izdvojen iz cirkulišućeg vazduha odvodi u zajednički izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom koji je priključen uzvodno od komore za predsušenje i glavne komore za sušenje, i uz pomoć dovoda svežeg vazduha koji se zagreva u tom izmenjivaču toplote sa unakrsnim tokom, sa jedne strane u komori za prethodno sušenje se vrši prethodno sušenje drveta, a sa druge strane se nadoknadjuje otpadni vazduh koji je izdvojen od cirkulišućeg vazduha u glavnoj komori za sušenje

[0005] Pronalazak se zasniva na saznanju da zbog poznatog smera protoka u zoni svakog izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom, količina otpadnih gasova, kojom se odgovarajući izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom snabdeva, odgovara količini svežeg vazduha koji treba da se zagreje, tako da se uz relativno male razlike između temperature otpadnog vazduha i svežeg dovodnog vazduha ne može očekivati da se se veliki udeo vodene pare, koji je apsorbovan tokom sušenja svežim dovodnim vazduhom, i koja se nalazi u otpadnom vazduhu, kondenzovati u zoni odgovarajućeg izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom. Međutim, ako se dovod svežeg vazduha kojim se snabdeva izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom drastično poveća u odnosu na količinu otpadnog vazduha dovedenu u izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom, uprkos relativno malim razlikama u temperaturi, ova količina toplote može biti izvučena iz otpadnog vazduha, što dovodi do kondenzacije znatnog dela zarobljene vodene pare, što je praćeno značajnom potrošnjom toplote otpadnog vazduha. Iz tog razloga, prema ovom pronalasku zajednički izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom za komoru za predsušenje i glavnu komoru za sušenje se snabdeva otpadnim vazduhom, koji se kao parcijalni tok, izdvaja iz zagrejanog cirkulišućeg toka vazduha u glavnoj komori za sušenje, preko kog se usisava svež dovodni vazduh potreban za predsušenje i onaj potreban za zamenu otpadnog vazduha izdvojenog iz cirkulišućeg vazduha u glavnoj komori za sušenje. Široka upotreba toplotne energije otpadnog vazduha izdvojenog iz cirkulišućeg vazduha, u glavnoj komori za sušenje za zagrevanje svežeg dovodnog vazduha za predsušenje generalno čini nepotrebnim dodatno zagrevanje ovog svežeg dovodnog vazduha, tako da se, u poređenju sa konvencionalnim sistemima za sušenje ovog tipa, postiže znatna ušteda energije bez štetnog uticaja na rezultat sušenja.

[0006] Iako je jedino važno da se velika količina svežeg vazduha zagreva sa malom količinom otpadnog, što je lako izvodljivo sa specijalnim konstrukcijama izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom, naročito jednostavni uslovi gradnje se postižu, ako otpadni gas izdvojen iz cirkulišućeg vazduha u glavnoj komori za sušenje, uspešno prolazi kroz veći broj paralelnih jedinica za izmenjivanje toplote u izmenjivaču toplote sa unakrsnim tokom, pošto se u tom slučaju može koristiti zajednički izmenjivač toplote.

[0007] Kao što je već spomenuto, dobro predsušenje drveta se može postići snabdevanjem komore za predsušenje svežim vazduhom zagrejanim pomoću otpadnog vazduha iz glavne komore za sušenje, pri čemu se uz odgovarajuću konstrukciju temperatura otpadnog vazduha iz komore za predsušenje u velikoj meri može uskladiti sa temperaturom svežeg dovodnog vazduha, tako da se ispuštanje u atmosferu čini odgovarajućim. Međutim, ako otpadni vazduh iz komore za predsušenje u poređenju sa dovodnim vazduhom ima dovoljan višak toplote za ekonomično obnavljanje toplote, otpadni vazduh iz komore za predsušenje se može uvoditi u izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom za snabdevanje svežim vazduhom, koji izmenjivač toplote je povezan uzvodno od izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom koji se snabdeva otpadnim vazduhom iz glavne komore za sušenje kako bi se iskoristio ovaj višak toplote.

[0008] Iako najmanje dve komore za sušenje postavljene sukcesivno u smeru prenošenja materijala za predsušenje i za glavno sušenje predstavljaju prednost sušenja prema ovom pronalasku, ovaj postupak za sušenje nije ograničen na prenošenje materijala za sušenje iz komore za predsušenje u glavnu komoru za sušenje. Prema tome, materijal za sušenje takođe može biti podvrgnut predsušenju i sušenju u istoj komori za sušenje. Za ovu svrhu, se obezbeđuju najmanje dve komore za sušenje, koje se naizmenično koriste kao komora za predsušenje i komora za glavno sušenje. To znači da svaka od ovih komora za sušenje mora biti povezana sa tokom cirkulišućeg vazduha koji ide preko grejača, što povećava troškove izrade, pogotovo pošto komore za sušenje moraju biti snabdevene odgovarajućim preklopnikom kako bi se, zavisno od režima rada, glavni tok predgrejanog svežeg vazduha koji dolazi iz zajedničkog izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom za predsušenje proveo kroz komoru za sušenje ili za održavanje protoka cirkulišućeg vazduha preko grejača, čiji jedan deo koji čini otpadni vazduh koji treba da bude zamenjen svežim predgrejanim vazduhom, se odvodi u izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom.

Kratak opis crteža

[0009] Pozivajući se na crteže detaljnije će biti objašnjen postupak iz pronalaska. Na slikama je prikazano kako sledi

Sl.1 prikazuje uređaj za izvođenje postupka iz ovog pronalaska za sušenje drveta u pojednostavljenom blok dijagramu,

Sl.2, šematski prikazuje uzdužni presek uređaja za sušenje drveta složenog u slogove prema postupku iz ovog pronalaska,

Sl.3 prikazuje varijantu uređaja za izvođenje postupka prema ovom pronalasku u pojednostavljenom blok dijagramu,

Sl.4 prikazuje komoru za sušenje u skladu sa uređajem sa Sl. 3 u radnom položaju za glavno sušenje i Sl.5 prikazuje sušaru sa Sl. 4 u radnom položaju za predsušenje ali sa suprotnim smerom kruženja vazduha za sušenje.

Način izvođenja pronalaska

[0010] Prema Sl. 1, postupak iz ovog pronalaska se koristi za sušenje drveta u rasutom stanju. Komadi drveta se prvo unose u komoru za predsušenje 1, a zatim u glavnu komoru za sušenje 2. U glavnoj komori za sušenje 2, sušenje se vrši pomoću cirkulišućeg vazduha 3, koji se uvodi u kružni tok 6 pomoću ventilatora 4 i grejača 5. Jedan deo cirkučišućeg vazduha 3 se odvaja iz toka cirkulišućeg vazduha, pri čemu se pomoću otpadnog vazduha formiranog od ovog parcijalnog protoka, snabdeva izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom 8 preko ventilatora 9. Ovaj izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom 8 ima više jedinica za izmenjivanje toplote koje su serijski povezane u odnosu na otpadni vazduh 7 iz glavne komore za sušenje 2 i kroz koje se svež dovodni vazduh 11 usisava paralelno pomoć u duvaljke 12. Prema Sl.

1, svež zagrejani vazduh 13 za komoru za predsušenje 1 nakon apsorpcije isparene vlage iz drveta se kao otpadni vazduh 14 vodi u dodatni izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom 15, a taj izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom je povezan uzvodno od izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom 8 za dovod vazduha 11, kako bi toplota preostala nakon odavanja toplote drvenom materijalu čije predsušenje se vrši, mogla da bude iskorišćna za zagrevanje svežeg vazduha 11.

[0011] Otpadni vazduh 7 izdvojen iz cirkulišućeg vazduha 3 u glavnoj komori za sušenje 2 se zamenjuje parcijalnim tokom 16 predgrejanog svežeg dovodnog vazduha 11, usisanog pomoću duvaljke 12. Pomoću toplog otpadnog vazduha 7 izdvojenog iz cirkulišućeg vazduha 3, u izmenjivaču toplote sa unakrsnim tokom 8 se predgreva količina svežeg vazduha koja je 10 do 20 puta veća od količine otpadnog vazduha 7. Zbog napajanja izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom 8 ovim različitim količinama vazduha na jednostavan način se postiže da se značajan deo vodene pare sadržane u otpadnom vazduhu 7 u glavnoj komori za sušenje 2 kondenzuje, tako da toplota kondenzacije može da se potroši za predgrevanje svežeg vazduha 11. Zbog velikog iskorišć enja viška toplote u otpadnom vazduhu 7 u odnosu na sveži vazduh 11, grejač za predgrevanje svežeg vazduha 13 u komori za predsušenje 1 može da se izostavi, što obezbeđuje naročito povoljne energetske odnose za predsušenje i glavno sušenje.

[0012] Prema Sl. 2, obezbedjen je uređaj za sušenje drveta u kojem se drvo složeno u slogove 17 sukcesivno prenosi kroz komoru za predsušenje 1, a zatim u glavnu komoru za sušenje 2. Drveni slogovi 17 izneti nakon sušenja iz glavne komore za sušenje 2, se privremeno drže u zoni za hladjenje 18, kako bi otpadna toplota 11 slogova drveta 17 mogla da se iskoristi za predgrevanje svežeg ulaznog vazduha, pre nego što se, u izmenjivaču toplote sa unakrsnim tokom 8, ovaj sveži vazduh zagreje pomoću otpadnog vazduha 7 iz glavne komore za sušenje 2 na način opisan u vezi sa Sl. 1. Međutim, za razliku od Sl. 1, glavna komora za sušenje 2 ima dve zone sušenja sa cirkulišućim vazduhom 3 koji kruži, pri čemu se povoljni temperaturni uslovi za postepeno glavno sušenje mogu obezbediti zagrevanjem dva suprotna toka cirkulišućeg vazduha 3 pomoću grejača 5. Svež vazduh 11 zagrejan u izmenjivaču toplote sa unakrsnim tokom 8 se posle ventilatora 12 deli na struju svežeg vazduha 13 za komoru za predsušenje 1 i na parcijalnu struju vazduha 16 za zamenu otpadnog vazduha 7 izdvojenog iz cirkulišućeg vazduha 3 u glavnoj komori za sušenje 2 tako da se ponovo mogu obezbediti brzine protoka pogodne za iskorišć enje toplotnog sadržaja otpadnog vazduha 7 u zoni izmenjivača toplote 8. Buduć i da je u slučaju primera izvođenja prema Sl. 2 vođenje temperature zagrevanja svežeg vazduha 13 odabrana tako da otpadni vazduh 14 iz komore za predgrevanje 1 bude samo malo iznad temperature okoline, ovaj otpadni vazduh 4 se može izbaciti direktno u atmosferu.

[0013] Dok se prema Sl. 1 i 2, materijal koji se suši sukcesivno prenosi kroz komoru predsušenje 1, a zatim kroz glavnu komoru za sušenje 2, prema izvođenju sa Sl. 3 do 5, predsušenje i glavno sušenje se izvode u istoj komori za sušenje. Za tu svrhu su obezbeđene dve odgovarajuće komore za sušenje 19, u skladu sa blok dijagramom sa Sl. 3, koje naizmenično funkcionišu kao komora za predsušenje 1 i glavna komora za sušenje 2. Iz tog razloga, obe komore za sušenje 19 su povezane sa odgovarajućim kružnim tokom 6 cirkulišućeg vazduha 3, koji sadrži ventilator 4 i grejač 5. Međutim, moraju se obezbediti preklopni uređaji 20 i 21 tako da može da se isključi kružni tok 6 cirkulišućeg vazduha. Na sličan način, treba voditi računa da se otpadni vazduh 7 iz glavne komore za sušenje 19 koja funkcioniše kao komora za sušenje 2 pomoću ventilatora 9 odvede do izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom 8, pri čemu se blokira put otpadnog vazduha ka komori za sušenje 19 koja služi kao komora za predsušenje. Ovo se zapravo postiže preklopnim uređajima 22 na priključnoj liniji za izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom 8. Za komoru za sušenje 19 koja se koristi kao glavna komora za sušenje 2, linija koja se koristi za ekstrakciju otpadnog vazduha 14 koji se formira od ukupnog dovoda svežeg vazduha 13 treba da bude blokiran pomoću prekidača 23, tako da u komori za sušenje 19 može da se formira odgovarajuće kružno strujanje vazduha.

[0014] Prema pozicijama preklopnika prikazanim na Sl. 3 desna od dve susedne komore za sušenje obeležene sa 19 koja služi kao komora za predsušenje 1, se pomoću ventilatora 12 snabdeva svežim predgrejanim vazduhom 11. Pomoću preklopnika 20 dovođenje svežeg vazduha 13 u komoru za sušenje 19, se vrši pomoću ventilatora 4, pri čemu je grejač 5 isključen. Nakon apsorbovanja vlage iz drveta, vazduh 13 doveden u komoru za sušenje 19 se kroz otvoren prekidački uređaj 23 izduvava u atmosferu kao otpadni vazduh 14.

[0015] U levom delu, komore za sušenje 2 koja služi kao glavna komora za sušenje 19, preklopnik 20 je uključen tako da se kružni tok 6 cirkulišućeg vazduha 3 poveže sa komorom za sušenje 19, tako da se cirkulišući vazduh 3 vodi preko ventilatora 4 i uključenog grejača 5 u krug. Pošto je prekidački uređaj 23 zatvoren, a prekidački uređaj 22 otvoren za otpadni vazduh 7, deo cirkulišućeg vazduha se ispušta iz toka cirkulišućeg vazduha kao otpadni vazduh 7 radi snabdevanja otpadnim vazduhom 7 izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom 8. Zbog otvorenog prekidačkog uređaja 21, od usisanog, zagrejanog vazduha 11 preko ventilatora 12, parcijalni tok 16 je preusmeren kao zamena za otpadni vazduh 7 i sproveden u kružni tok vazduha 6.

[0016] Ako je završeno glavno sušenje u levoj strani komore za sušenje 19, koja služi kao glavna komora za sušenje, i predsušenje u desnom delu komore za sušenje 19 koja služi kao komora za predsušenje 1, slogovi drveta 17 se mogu izneti iz levog dela komore za sušenje 19 i zameniti vlažnim slogovima drveta koje treba da se suši, kako bi nakon odgovarajućeg prebacivanja preklopnika 20 ili prekidačkih uređaja 21, 22 i 23, desni deo komore za sušenje mogao da funkcioniše kao komora za sušenje 2, a levi deo komore za sušenje kao komora za predsušenje 1.

[0017] SL. 4 prikazuje jednu od dve komore za sušenje 19 prema Sl. 3 koja se koristi kao glavna komora za sušenje 2. Od cirkulišućeg vazduha 3 koji se pomoću duvaljke 4 usmerava u krug preko grejača 5, jedan deo cirkulišućeg vazduha se izdvaja kao otpadni vazduh 7 i pomoću ventilatora 9 prenosi kroz otvoreni prekidački uređaj 22 u izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom 8, tako da se vazduh 11 zagreva pomoću izdvojenog otpadnog vazduha 7, čiji jedan deo 16 se prenosi preko prekidačkog uređaja 21 u cirkulišući vazduh 3 kao zamena za otpadni vazduh 7

[0018] Glavni tok zagrejanog svežeg vazduha se dovodi do druge komore za sušenje 19 koja je povezana kao komora za predsušenje 1, i to preko preklopnika 20, pri čemu ventilator 4 služi za usisavanje struje svežeg vazduha 13 u komoru za sušenje. Nakon prolaska kroz slogove drveta 17 struja svežeg vazduha 13 se preko prekidačkog uređaja 23 izbacuje u atmosferu kao otpadni vazduh 14. Smer kretanja ventilatora 4 u ovom slučaju je suprotan od smera prikazanog na Sl. 4, iako to nije obavezno. Prema primerima realizacije u vezi sa Sl. 4 i 5 preklopnik 20 je dizajniran da bude izveden u duplikatu kao i prekidački uređaji 21 i 23, pri čemu je svaki nekorišćeni preklopnik označen sa 20', a nekorišćeni prekidački uređaji su označeni sa 21’ ili 23’. Prema tome, izborom odgovarajućeg preklopnika ili prekidača smer cirkulisanja cirkulišućeg vazduha 3 ili pravac kretanja svežeg vazduha 13 kroz slogove drveta 17 se po želji može preokrenuti, prilikom korišćenja komore za sušenje 19 bilo kao komore za predsušenje 1, bilo kao glavne komore za sušenje 2.

Claims

Patentni zahtevi

1. Postupak za sušenje drveta u kojem se drvo, u komori za predsušenje (1) podvrgava zagrejanom vazduhu (11), koji se dovodi putem izmenjivača toplote sa unakrsnim tokom (8), a u glavnoj komori za sušenje (2), cirkulišuć em vazduhu (3) koji prolazi preko grejača (5) u kružnom toku (6), iz cirkulišućeg vazduha se izdvaja jedan deo kao otpadni vazduh (7) i dopunjuje se svežim vazduhom koji se predgreva pomoću otpadnog vazduha u izmenjivaču toplote (8) sa unakrsnim tokom , naznačeno time, što je otpadni vazduh (7) izdvojen iz cirkulišuć eg vazduha (3) dovodi u zajednički izmenjivač toplote (8) sa unakrsnim tokom koji je priključen uzvodno od komore za predsušenje (1) i glavne komore za sušenje (2) i time što se pomoću dovoda svežeg vazduha koji je zagrejan u ovom izmenjivaču toplote (8), sa jedne strane u komori za predsušenje (1) vrši prethodno sušenje drveta, a sa druge strane je dodat otpadni vazduh (7) koji je izdvojen iz cirkulišućeg vazduha (3) u glavnoj komori za sušenje (2).

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, naznačeno time što, otpadni vazduh (7) koji je izdvojen iz cirkulišućeg vazduha (3) iz glavne komore za sušenje (2) sukcesivno prolazi kroz veći broj paralelnih jedinica za izmenjivanje toplote (10) izmenjivača toplote (8) sa unakrsnim tokom, za svež dovodni vazduh (11).

3. Postupak prema patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačen time što se otpadni vazduh (14) iz komore za predsušenje (1) uvodi u izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom (15) za svež dovodni vazduh (11), koji izmenjivač toplote sa unakrsnim tokom je priključen uzvodno od izmenjivača toplote (8) sa unakrsnim tokom u koji se dovodi otpadni vazduh (7) iz glavne komore za sušenje (2).

4. Postupak prema bilo kojem od patentnih zahteva od 1 do 3, naznačeno time što su obezbeđene najmanje dve komore za sušenje (19) koje funkcionišu naizmenično kao komora za predsušenje (1) i kao glavna komora za sušenje (2).