Способ сушки топлива из биомассы и устройство для него, использующее мобильную платформу на транспортном средстве - RU2666844C1

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к технологии сушки топлива из биомассы для энергостанции, а более конкретно, к способу и мобильному платформенному устройству, содержащему транспортные средства, для сушки топлива из биомассы.

Уровень техники

[0002] В настоящее время топливо из биомассы играет важную роль в новой энергетической промышленности. В Европе доля биоэнергии выше 60%, гораздо больше ветровой энергии и солнечной энергии. В Соединенных Штатах, согласно плану развития, количество топлива из биомассы имеет тенденцию к достижению 110 миллионов тонн к 2020 году, чтобы заменять 40% ископаемого топлива. Китай не является исключением, выработка энергии и синтез биотоплива с использованием биомассы развиваются быстро, и тенденция полностью использовать и развивать энергию биомассы становится неоспоримой.

[0003] На энергостанции обычное топливо из биомассы изготавливается из соломы или коры, которая зачастую имеет длину выше 20 мм с содержанием влаги между 50 и 70%. Во время сбора топлива из биомассы первичное содержание влаги в топливе из биомассы является относительно высоким, что ведет к повышенным расходам на транспортировку, особенно, когда энергостанция часто находится в некоторых отдаленных областях, где транспортная система все еще не развита, таким образом, транспортировка топлива из биомассы является затруднительной. Например, в настоящее время, топливо из биомассы собирается таким образом: топливо из биомассы, приобретенное у фермеров, транспортируется к каждой энергостанции и дробится и сушится на независимой линии обработки топлива на каждой энергостанции, затем высушенное топливо из биомассы хранится на энергостанции. Этот способ транспортировки топлива из биомассы и обработки имеет тенденцию вызывать нехватку топлива из биомассы и является неэффективным и дорогостоящим, поскольку каждая энергостанция должна строить линию обработки топлива, а стоимость строительства является высокой. Если содержание влаги в топливе из биомассы уменьшается с 70% до 25-35% в распределительном центре, затраты на транспортировку снижаются, при этом достигается как цель сушки, однако, распределительные центры находятся далеко друг от друга, а региональное производство является небольшим, таким образом, очень трудно реализовать дегидратацию топлива из биомассы в распределительных центрах. Существующий способ для сушки топлива из биомассы нуждается в строительстве множества баз в распределительных центрах, в результате, эффективность сушки и степень использования оборудования являются низкими, а затраты на оборудование, потребление энергии и транспортные затраты - высокими, эти факторы мешают значительному развитию биоэнергии.

Сущность изобретения

[0004] Принимая во внимание вышеописанные проблемы, одной целью изобретения является предоставление способа и мобильного платформенного устройства, содержащего транспортные средства, для сушки топлива из биомассы. Способ эффективно улучшает эффективность сушки и экономит энергию. Устройство выполняет дегидратацию топлива из биомассы на месте, таким образом, уменьшая затраты на оборудование и потребление энергии, и улучшает эффективность производства.

[0005] Чтобы добиваться вышеописанной цели, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, предоставляется способ для сушки топлива из биомассы с помощью мобильного платформенного устройства, содержащего транспортные средства. Способ разделяет основные процессы линии обработки топлива в традиционном стационарном цехе на процессы, которые выполняются на множестве независимых функциональных транспортных средств. Функциональные транспортные средства содержат, по меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки сушильного оборудования и множество транспортных средств для транспортировки топлива. По меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки сушильного оборудования содержит подвижную сушильную камеру. Транспортное средство для транспортировки топлива содержит множество загрузочных тележек. Способ содержит:

[0006] 1) предварительную обработку сырьевых материалов: обрезка сырьевого топлива из биомассы на фрагменты между 20 и 50 мм длиной в распределительных центрах топлива из биомассы; механическое выжимание и дегидратация фрагментов, чтобы вырабатывать топливо из биомассы в форме фильтр-кека, содержание влаги в топливе из биомассы в форме фильтр-кека уменьшается до, по меньшей мере, значения менее чем 50%;

[0007] 2) загрузку топлива из биомассы: дробление и разрыхление топлива из биомассы в форме фильтр-кека; и загрузка топлива из биомассы в загрузочные тележки транспортных средств для транспортировки топлива;

[0008] 3) соединение соответствующих функциональных транспортных средств: соединение задних частей транспортных средств для транспортировки топлива и, по меньшей мере, одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования; перемещение подвижной сушильной камеры, по меньшей мере, одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования к транспортному средству для транспортировки топлива, загрузочные тележки покрываются и изолируются во внутренней камере подвижной сушильной камеры;

[0009] 4) сушку топлива из биомассы: конвективная сушка топлива из биомассы в загрузочных тележках во внутренней камере подвижной сушильной камеры с помощью потока сухого воздуха при температуре между 100 и 180°C, и скорость потока сухого воздуха управляется, чтобы находиться в диапазоне между 1,5 и 2,0 м/с; уменьшение содержания влаги в топливе из биомассы с помощью сухого воздуха и регулярное вытягивание влаги до тех пор, пока интенсивность сушки не будет выглядеть очевидно снизившейся;

[0010] 5) сушку топлива из биомассы с помощью излучения: следом за конвективной сушкой, вытягивание воздуха в подвижной сушильной камере; управление давлением в подвижной сушильной камере, чтобы оно было между 5000 и 50000 Па; управление температурой в подвижной сушильной камере, чтобы она была ниже 85°C; перенос теплового излучения на топливо из биомассы и дегидратация топлива из биомассы, содержание влаги для топлива из биомассы в загрузочных тележках уменьшается до значения менее чем 35%;

[0011] 6) многократное повторение действия: следом за излучающей сушкой перемещение подвижной сушильной камеры, чтобы покрыть и изолировать загрузочные тележки на следующем транспортном средстве для транспортировки топлива; повтор этапов 4)-5) до тех пор, пока все топливо из биомассы в транспортных средствах для транспортировки топлива не будет высушено;

[0012] 7) транспортировку топлива из биомассы: непосредственная транспортировка высушенного топлива из биомассы в транспортных средствах для транспортировки топлива к энергостанции без лишнего процесса разгрузки и погрузки.

[0013] В классе этого варианта осуществления, на этапе 4), влага вытягивается, когда влажность воздуха в подвижной сушильной камере находится между 85 и 92%. Вытягивание влаги заканчивается, когда влажность воздуха уменьшается до 50-60%. Когда влажность воздуха в подвижной сушильной камере является постоянной, конвективная сушка завершается.

[0014] В классе этого варианта осуществления, на этапе 5), температура в подвижной сушильной камере управляется, чтобы находиться в диапазоне между 60 и 80°C. Влага вытягивается, когда влажность воздуха в подвижной сушильной камере находится между 85 и 92%. Излучающая сушка завершается, когда содержание влаги в топливе из биомассы уменьшается до 25-33%.

[0015] В классе этого варианта осуществления, на этапе 6), подвижная сушильная камера возвращается на, по меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки сушильного оборудования. Задняя часть, по меньшей мере, одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования соединяется с задней частью следующего транспортного средства для транспортировки топлива после этого, и подвижная сушильная камера перемещается на следующее транспортное средство для транспортировки топлива.

[0016] В классе этого варианта осуществления, на этапе 6), задняя часть транспортного средства для транспортировки топлива соединяется с задней частью следующего транспортного средства для транспортировки топлива, и подвижная сушильная камера непосредственно перемещается на следующее транспортное средство для транспортировки топлива. Подвижная сушильная камера возвращается на, по меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки сушильного оборудования, когда все топливо из биомассы в транспортных средствах для транспортировки топлива высушено, таким образом, экономя время на погрузку и разгрузку топлива, сокращая этап, чтобы возвращать подвижную сушильную камеру на, по меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки сушильного оборудования, значительно уменьшая время установки и улучшая эффективность сушки топлива из биомассы.

[0017] В классе этого варианта осуществления, функциональные транспортные средства дополнительно содержат транспортные средства для перевозки вспомогательного оборудования. Транспортные средства для перевозки вспомогательного оборудования содержат, по меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки нагревательного оборудования и, по меньшей мере, одно транспортное средство для подачи энергии.

[0018] В рабочих условиях конец для вывода энергии устройства подачи энергии соединен с концом для ввода энергии транспортного средства для перевозки нагревательного оборудования. Конец для вывода источника тепла транспортного средства для перевозки нагревательного оборудования обеспечивает источник тепла для подвижной сушильной камеры, по меньшей мере, одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования и нагревает поток воздуха в подвижной сушильной камере.

[0019] В классе этого варианта осуществления, транспортные средства для перевозки вспомогательного оборудования дополнительно содержат транспортное средство с инструментом. Транспортное средство с инструментом загружается устанавливаемым на транспортное средство пресс-дегидратором, мобильной резальной машиной и вытяжным вентилятором.

[0020] В рабочих условиях транспортное средство с инструментом перемещается в распределительные центры топлива из биомассы. Топливо из биомассы режется и прессуется с помощью устанавливаемого на транспортное средство пресс-дегидратора и мобильной резальной машины на транспортном средстве с инструментом. Воздух в подвижной сушильной камере, по меньшей мере, одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования вытягивается с помощью вытяжного вентилятора на транспортном средстве с инструментом.

[0021] Следовательно, полная сушильная линия для топлива из биомассы с помощью мобильных платформ на транспортных средствах формируется в распределительных центрах топлива из биомассы, и топливо из биомассы своевременно, быстро и эффективно сушится и обрабатывается в распределительных центрах. Сушильная линия для топлива из биомассы в традиционном стационарном цехе заменяется, таким образом, экономя затраты на оборудование и хранение на складе, устраняя транспортировку влажного топлива на длительное расстояние и вторичную сушку на энергостанции, уменьшая затраты на топливо для энергостанции и улучшая доходы энергостанции.

[0022] Изобретение дополнительно предоставляет мобильное платформенное устройство, содержащее транспортные средства, для сушки топлива из биомассы. Устройство содержит множество независимых функциональных транспортных средств. Функциональные транспортные средства содержат, по меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки сушильного оборудования и множество транспортных средств для транспортировки топлива;

[0023] по меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки сушильного оборудования содержит первую направляющую и подвижную сушильную камеру. Первая направляющая расположена продольно на полу, по меньшей мере, одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования. Подвижная сушильная камера расположена на первой направляющей. Торцевая поверхность подвижной сушильной камеры снабжена дверью. Один конец верхней части подвижной сушильной камеры снабжен впуском для подачи воздуха. Нагнетатель расположен в канале для подачи воздуха впуска для подачи воздуха. Другой конец верхней части подвижной сушильной камеры снабжен выпуском для воздуха. Вытяжной вентилятор расположен в выпуске для воздуха. Устройство подачи тепла расположено на боковой стенке внутренней камеры подвижной сушильной камеры. Вентилятор для циркуляции расположен на верхней стороне внутренней камеры подвижной сушильной камеры. Датчик температуры и влажности также расположен во внутренней камере подвижной сушильной камеры. Конец сигнального вывода датчика температуры и влажности соединен с приводами нагнетателя и вытяжного вентилятора, соответственно. Выход для вытяжного вентилятора расположен на внешней стенке подвижной сушильной камеры.

[0024] Транспортные средства для транспортировки топлива содержат вторую направляющую, третью направляющую и множество загрузочных тележек. Вторая направляющая расположена продольно на полу транспортных средств для транспортировки топлива. Множество загрузочных тележек соединены по порядку и расположены на второй направляющей. Третья направляющая находится с внешней стороны второй направляющей, и вторая направляющая и третья направляющая расположены параллельно. Спецификации третьей направляющей и первой направляющей идентичны, таким образом, когда задняя часть транспортных средств для транспортировки топлива соединяется с задней частью, по меньшей мере, одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования, третья направляющая согласуется с первой направляющей. Подвижная сушильная камера перемещается, чтобы покрыть загрузочные тележки на транспортных средствах для транспортировки топлива, по меньшей мере, с одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования.

[0025] В классе этого варианта осуществления, функциональные транспортные средства дополнительно содержат транспортные средства для перевозки вспомогательного оборудования. Транспортные средства для перевозки вспомогательного оборудования содержат, по меньшей мере, одно транспортное средство для перевозки нагревательного оборудования и, по меньшей мере, одно транспортное средство для подачи энергии. В рабочих условиях конец для вывода энергии устройства подачи энергии соединен с концом для ввода энергии транспортного средства для перевозки нагревательного оборудования. Конец вывода источника тепла транспортного средства для перевозки нагревательного оборудования соединен с устройством подачи тепла в подвижной сушильной камере и нагревает поток воздуха в подвижной сушильной камере.

[0026] В классе этого варианта осуществления, устройство подачи тепла представляет собой легкие трубчатые радиаторы, расположенные на двух боковых стенках внутренней камеры подвижной сушильной камеры. Транспортное средство для перевозки нагревательного оборудования загружается с устанавливаемым на транспортное средство паровым котлом. Конец для вывода пара устанавливаемого на транспортное средство парового котла соединен с концом для ввода пара легких трубчатых радиаторов через первый теплопровод.

[0027] В классе этого варианта осуществления, транспортное средство для перевозки нагревательного оборудования загружается устройством для теплообмена между паром и воздухом. Конец для вывода пара устанавливаемого на транспортное средство парового котла соединен с концом для ввода пара легких трубчатых радиаторов через первый теплопровод и соединен с впуском для пара устройства теплообмена между паром и воздухом через второй теплопровод. Выпуск для горячего воздуха устройства теплообмена межу паром и воздухом соединен с впуском для горячего воздуха на внешней стенке подвижной сушильной камеры и предоставляет дополнительный источник тепла для потока воздуха в подвижной сушильной камере.

[0028] В классе этого варианта осуществления, транспортное средство для подачи энергии является автоцистерной для природного газа или автоцистерной для дизельного топлива.

[0029] В классе этого варианта осуществления, транспортные средства для перевозки вспомогательного оборудования дополнительно содержат транспортное средство с инструментом. Транспортное средство с инструментом загружается устанавливаемым на транспортное средство пресс-дегидратором, мобильной резальной машиной и вытяжным вентилятором. В рабочих условиях вытяжной вентилятор соединен с выходом для вытяжного вентилятора на подвижной сушильной камере, и воздух в подвижной сушильной камере на перевозочном транспортном средстве вытягивается, и подвижная сушильная камера находится в состоянии микродавления.

[0030] В классе этого варианта осуществления, подвижная сушильная камера содержит первый ролик. Первый ролик расположен на донной части подвижной сушильной камеры и согласуется с первой направляющей. Вал первого ролика снабжен приводом ролика. Привод ролика выполнен с возможностью инициирования автоматических перемещений подвижной сушильной камеры.

[0031] В классе этого варианта осуществления, привод ролика является механизмом уменьшения скорости мотора.

[0032] В классе этого варианта осуществления, вентилятор для циркуляции расположен в центральной области верхней части внутренней камеры подвижной сушильной камеры. Направление потока воздуха, выводимого от вентилятора для циркуляции, является идентичным продольному направлению подвижной сушильной камеры. Датчик температуры и влажности расположен в верхней части внутренней камеры подвижной сушильной камеры поблизости от выпуска для воздуха.

[0033] В классе этого варианта осуществления блок восстановления тепла расположен снаружи на верхней части подвижной сушильной камеры. Блок восстановления тепла содержит первую область и вторую область. Первая область отделена от второй области, и температура в первой области выше температуры во второй области. Один конец первой области содержит выпуск для газа, а другой конец первой области содержит впуск для газа. Выпуск для газа сообщается с атмосферой. Впуск для газа соединен с выпуском для воздуха. Один конец второй области содержит выпуск для предварительно нагретого газа, а другой конец второй области содержит впуск для воздуха. Выпуск для предварительно нагретого воздуха соединен с впуском для подачи воздуха.

[0034] В классе этого варианта осуществления, две стороны торцевой поверхности подвижной сушильной камеры снабжены поворотными пластинами. Поворотные пластины выполнены с возможностью изолирования двери подвижной сушильной камеры.

[0035] В классе этого варианта осуществления, подвижная сушильная камера имеет форму ящика с открытым дном. Боковая стенка, верхняя пластина и дверь подвижной сушильной камеры являются каркасными конструкциями из металлических листов и снабжены изоляционной прокладкой.

[0036] В классе этого варианта осуществления, загрузочные тележки содержат верхний слой укладки топлива и нижний слой укладки топлива. Вентиляционный зазор расположен между верхним слоем укладки топлива и нижним слоем укладки топлива. Второй ролик расположен в донной части загрузочных тележек и согласуется со второй направляющей, таким образом, загрузочные тележки отделяются от транспортных средств для транспортировки топлива во время разгрузки топлива.

[0037] В классе этого варианта осуществления, активное устройство для вставки расположено на донной части верхнего слоя укладки топлива загрузочных тележек. При эксплуатации активное устройство для вставки выкатывается, и топливо из биомассы укладывается сначала на нижний слой укладки топлива; активное устройство для вставки затем устанавливается на донную часть верхнего слоя укладки топлива, и топливо из биомассы укладывается на верхнем слое укладки топлива.

[0038] Преимущества способа и устройства для сушки топлива из биомассы согласно вариантам осуществления изобретения резюмируются следующим образом:

[0039] 1. Топливо из биомассы имеет стабильный спрос, однако, поскольку распределительные центры топлива из биомассы находятся далеко друг от друга, и каждый отдельный распределительный центр может предоставлять лишь небольшое количество топлива из биомассы, необходимо построить большое число баз, чтобы сушить топливо из биомассы, что приводит в результате к крупным инвестициям, большому потреблению энергии, низкому коэффициенту использования сушильного оборудования и крупным убыткам. Способ и мобильное платформенное устройство, содержащее транспортные средства, для сушки топлива из биомассы ломает традиционную концепцию, и традиционный стационарный цех заменяется на мобильное платформенное устройство, содержащее транспортные средства. Устройство может быть гибким образом установлено во множестве распределительных центров, чтобы выполнять сушку топлива из биомассы на месте, таким образом, значительно улучшая коэффициент использования сушильного оборудования, уменьшая затраты на оборудование и потребление энергии и уменьшая занятость земли.

[0040] 2. Устройство для сушки топлива из биомассы содержит подвижную сушильную камеру. Подвижная сушильная камера может быть быстро перемещена, чтобы сушить топливо на загрузочных тележках транспортных средств для транспортировки топлива, и быстро возвращена от транспортных средств для транспортировки топлива, когда сушка завершается, таким образом, подвижная сушильная камера является гибкой и удобной в использовании. Рабочая нагрузка для загрузки и разгрузки топлива уменьшается в значительной степени. Рабочим больше не нужно работать в высокотемпературной сушильной камере, таким образом, условия работы и эффективность работы улучшаются.

[0041] 3. Способ сушки топлива из биомассы объединяет способ высокотемпературной конвективной сушки с низкотемпературной излучающей сушкой при микродавлении. Низкотемпературная излучающая сушка при микродавлении задействуется, когда интенсивность сушки конвективной сушки очевидно уменьшается. Принципом низкотемпературной излучающей сушки при микродавлении является: во время процесса испарения воды, температура пропорциональна давлению пара; когда температура в подвижной сушильной камере равна приблизительно 80°C, давление в подвижной сушильной камере равно 50000 Па, и степень дегидратации топлива увеличивается между 16 и 17%, чем при нормальном давлении; а когда давление в подвижной сушильной камере равно 5000 Па, степень дегидратации топлива увеличивается между 62 и 63% чем при нормальном давлении, и степень дегидратации получается даже более высокой, когда давление является еще более низким, что означает, когда низкотемпературная излучающая сушка при микродавлении выполняется под давлением в диапазоне между 5000 и 50000 Па, чем ниже давление в подвижной сушильной камере, тем выше интенсивность сушки. Низкотемпературная излучающая сушка при микродавлении экономит более чем 40% энергии, чем высокотемпературная конвективная сушка, и устраняет низкую эффективность сушки и трату тепловой энергии, вызванную коротким ходом сушки традиционной принудительной конвективной сушки, тем самым, увеличивая эффективность сушки. Кроме того, поскольку способ, который объединяет способ высокотемпературной конвективной сушки с низкотемпературной излучающей сушкой при микродавлении, экономит энергию, и устройство подачи энергии для него становится небольшим по размеру, что закладывает фундамент для небольшого размера, легкого веса и применения на транспортных средствах для сушильного оборудования.

[0042] 4. Устанавливаемый на транспортном средстве паровой котел устройства для сушки топлива из биомассы может использовать локальные источники энергии. Устанавливаемый на транспортном средстве паровой котел является паровым котлом двойного назначения, который может использовать как природный газ, так и дизельное топливо, следовательно, устройство для сушки топлива из биомассы в изобретении может выбирать соответствующий режим подачи энергии согласно конкретному энергетическому состоянию в распределительных центрах топлива из биомассы, таким образом, устройство отличается высокой приспособляемостью.

[0043] 5. Мобильное платформенное устройство, содержащее транспортные средства, для сушки топлива из биомассы способно к обработке на месте и дегидратации топлива из биомассы, которая, в сочетании с сушкой топлива, формирует линию последовательной обработки. Механическая дегидратация сочетается с глубокой сушкой, таким образом, сушка топлива из биомассы завершается в распределительном центре, и транспортировка влажного топлива на длинное расстояние и вторичная сушка на энергостанции устраняются, тем самым, уменьшая транспортные расходы, уменьшая стоимость топлива и объем материального запаса энергостанции и улучшая выгоды энергостанции.

[0044] 6. Устройство для сушки топлива из биомассы содержит блок восстановления тепла. Горячий и влажный воздух, выводимый из подвижной сушильной камеры, используется, чтобы нагревать наружный воздух во второй области блока восстановления тепла через первую область, и предварительно нагретый воздух снова вводится в подвижную сушильную камеру. Блок восстановления тепла экономит около 30% энергии и дополнительно улучшает характеристику экономии энергии устройства в изобретении.

Краткое описание чертежей

[0045] Фиг. 1 - это схема соединений мобильного платформенного устройства, содержащего транспортные средства, для сушки топлива из биомассы в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

[0046] Фиг. 2 - это вид сверху транспортного средства для перевозки сушильного оборудования на фиг. 1;

[0047] Фиг. 3 - это вид сверху транспортного средства для транспортировки топлива на фиг. 1;

[0048] Фиг. 4 - это вид сверху транспортного средства для транспортировки топлива, когда подвижная сушильная камера перемещается к транспортному средству для транспортировки топлива на фиг. 1;

[0049] Фиг. 5 - это вид в поперечном разрезе, взятом по линии A-A на фиг. 4;

[0050] Фиг. 6 - это вид в поперечном разрезе, взятом по линии B-B на фиг. 4;

[0051] Фиг. 7 - это схема, показывающая соотношение между устанавливаемым на транспортном средстве паровым котлом, устройством теплообмена между паром и воздухом и подвижной сушильной камерой на фиг. 1;

[0052] Фиг. 8 - это схема, показывающая рабочий процесс транспортного средства с инструментом на фиг. 1;

[0053] Фиг. 9 - это схема, показывающая процесс загрузки транспортного средства для транспортировки топлива на фиг. 1;

[0054] Фиг. 10 - это схема, показывающая процесс переноса подвижной сушильной камеры с транспортного средства для перевозки сушильного оборудования на транспортное средство для транспортировки топлива на фиг. 1;

[0055] Фиг. 11 - это схема, показывающая совместный процесс транспортного средства для подачи энергии, транспортного средства для перевозки нагревательного оборудования и транспортного средства для перевозки сушильного оборудования на фиг. 1; и

[0056] Фиг. 12 - это схема, показывающая, что подвижная сушильная камера возвращается с транспортного средства для транспортировки топлива на транспортное средство для перевозки сушильного оборудования на фиг. 1.

Подробное описание вариантов осуществления

[0057] Для дополнительной иллюстрации изобретения эксперименты, детализирующие способ и мобильное платформенное устройство, содержащее транспортные средства, для сушки топлива из биомассы, описываются ниже. Должно быть отмечено, что следующие примеры предназначены, чтобы описывать, а не ограничивать изобретение.

[0058] Как показано на фиг. 1, мобильное платформенное устройство, содержащее транспортные средства, для сушки топлива из биомассы содержит множество независимых функциональных транспортных средств. Функциональные транспортные средства содержат, по меньшей мере, одно транспортное средство 1 для перевозки сушильного оборудования, по меньшей мере, два транспортных средства 3 для транспортировки топлива, транспортное средство 2-1 для перевозки нагревательного оборудования, транспортное средство 2-2 для подачи энергии и транспортное средство 2-3 с инструментом. Транспортное средство 2-1 для перевозки нагревательного оборудования, транспортное средство 2-2 для подачи энергии и транспортное средство 2-3 с инструментом являются транспортными средствами для перевозки вспомогательного оборудования.

[0059] Как показано на фиг. 2, по меньшей мере, одно транспортное средство 1 для перевозки сушильного оборудования содержит первую направляющую 5 и подвижную сушильную камеру 4. Первая направляющая расположена продольно на полу, по меньшей мере, одного транспортного средства для перевозки сушильного оборудования. Подвижная сушильная камера расположена на первой направляющей 5.

[0060] Как показано на фиг. 3, транспортные средства 3 для транспортировки топлива содержат вторую направляющую 26 и множество загрузочных тележек 3-1. Вторая направляющая расположена продольно на полу транспортных средств для транспортировки топлива. Множество загрузочных тележек соединены по порядку и расположены на второй направляющей 26. Загрузочные тележки 3-1 содержат верхний слой укладки топлива и нижний слой укладки топлива. Вентиляционный зазор 28 расположен между верхним слоем укладки топлива и нижним слоем укладки топлива. Активное устройство 3-11 для вставки расположено на донной части верхнего слоя укладки топлива загрузочной тележки 3-1. При эксплуатации активное устройство 3-11 для вставки выкатывается, и топливо из биомассы укладывается сначала на нижний слой укладки топлива; активное устройство для вставки устанавливается на донную часть верхнего слоя укладки топлива после этого, и топливо из биомассы укладывается на верхнем слое укладки топлива. Второй ролик 30 расположен в донной части загрузочных тележек 3-1 и согласуется со второй направляющей 26 (как показано на фиг. 5-6), таким образом, загрузочные тележки 3-1 отделяются от транспортных средств 3 для транспортировки топлива во время разгрузки топлива. Третья направляющая 17 находится с внешней стороны второй направляющей 26, вторая направляющая и третья направляющая расположены параллельно. Спецификации третьей направляющей 17 и первой направляющей 5 являются идентичными, таким образом, когда задняя часть транспортных средств 3 для транспортировки топлива соединена с задней частью, по меньшей мере, одного транспортного средства 1 для перевозки сушильного оборудования, третья направляющая 17 согласуется с первой направляющей 5, и подвижная сушильная камера 4 перемещается, чтобы покрыть загрузочные тележки 3-1 на транспортных средствах 3 для транспортировки топлива, по меньшей мере, с одного транспортного средства 1 для перевозки сушильного оборудования (как показано на фиг. 4).

[0061] Как показано на фиг. 4-6, подвижная сушильная камера 4 имеет форму ящика с открытым дном. Боковая стенка, верхняя пластина и дверь 8 подвижной сушильной камеры являются каркасными конструкциями из металлических листов и снабжены изоляционной прокладкой. Внешняя стенка подвижной сушильной камеры 4 снабжена термометром, датчиком давления и гигрометром. Термометр, датчик давления и гигрометр выполнены с возможностью соответствующих наблюдений за температурой, давлением и влажностью в подвижной сушильной камере 4. Подвижная сушильная камера 4 содержит первый ролик 6. Первый ролик расположен на донной части подвижной сушильной камеры и согласуется с первой направляющей 5. Вал первого ролика 6 снабжен приводом 7 ролика. Привод 7 ролика является механизмом уменьшения скорости мотора. Привод 7 ролика выполнен с возможностью инициирования автоматических перемещений подвижной сушильной камеры 4. Дверь 8 расположена на торцевой поверхности подвижной сушильной камеры 4. Две стороны торцевой поверхности подвижной сушильной камеры 4 снабжены поворотными пластинами 29. Поворотные пластины выполнены с возможностью изолирования двери 8 подвижной сушильной камеры. Один конец верхней части подвижной сушильной камеры 4 снабжен впуском 10 для подачи воздуха. Нагнетатель 11 и клапан 32 подачи воздуха расположены в канале подачи воздуха впуска 10 для подачи воздуха. Конец входа нагнетателя 11 снабжен первым изолирующим клапаном 33. Другой конец верхней части подвижной сушильной камеры 4 снабжен выпуском 12 для воздуха. Вытяжной вентилятор 13 и выпускной клапан 31 расположены в выпуске 12 для воздуха. Конец входа вытяжного вентилятора 13 снабжен вторым изолирующим клапаном 34. Устройство 9 подачи тепла расположено на боковой стенке внутренней камеры подвижной сушильной камеры 4. Устройство 9 подачи тепла является легкими трубчатыми радиаторами, расположенными на двух боковых стенках внутренней камеры подвижной сушильной камеры 4. Вентилятор 14 для циркуляции расположен в верхней части внутренней камеры подвижной сушильной камеры 4. Направление потока воздуха, выводимого от вентилятора для циркуляции, идентично с продольным направлением подвижной сушильной камеры 4. Датчик 15 температуры и влажности также расположен в верхней части внутренней камеры подвижной сушильной камеры 4 поблизости от выпуска 12 для воздуха. Конец сигнального вывода датчика 15 температуры и влажности соединен с актуаторами нагнетателя 11 и вытяжного вентилятора 13 через блоки управления, соответственно. Выход 16 для вытяжного вентилятора и впуск 24 для горячего воздуха расположены на внешней стенке подвижной сушильной камеры 4. Блок 25 восстановления тепла расположен снаружи на верхней части подвижной сушильной камеры 4. Блок 25 восстановления тепла содержит первую область 25-1 и вторую область 25-2. Первая область отделена от второй области, и температура в первой области выше температуры во второй области. Один конец первой области 25-1 содержит выпуск 25-3 для газа, а другой конец первой области 25-1 содержит впуск 25-4 для газа. Выпуск 25-3 для газа сообщается с атмосферой. Впуск 25-4 для газа соединен с выпуском 12 для воздуха. Один конец второй области 25-2 содержит выпуск 25-5 для предварительно нагретого воздуха, а другой конец второй области содержит впуск 25-6 для воздуха. Выпуск 25-5 для предварительно нагретого воздуха соединен с впуском 10 для подачи воздуха.

[0062] В классе этого варианта осуществления, транспортное средство 2-2 для подачи энергии является автоцистерной для природного газа или автоцистерной для дизельного топлива. В рабочих условиях конец для вывода энергии устройства 2-2 подачи энергии соединен с концом для ввода энергии транспортного средства 2-1 для перевозки нагревательного оборудования. Как показано на фиг. 1 и 7, перевозчик оборудования 2-1 для нагревательного оборудования загружается устанавливаемым на транспортное средство паровым котлом 22 и устройством 23 теплообмена между паром и газом. Устанавливаемый на транспортное средство паровой котел 22 является газовым (дизельным) котлом. Транспортное средство 2-2 для подачи энергии предоставляет природный газ или дизельное топливо для устанавливаемого на транспортное средство котла 22. Конец 22-1 для вывода пара устанавливаемого на транспортное средство парового котла 22 соединен с концом для ввода пара легких трубчатых радиаторов на двух боковых стенках подвижной сушильной камеры 4 через первый теплопровод, так, чтобы нагревать поток воздуха в подвижной сушильной камере 4, и конец для вывода пара соединен с впуском для пара устройства 23 теплообмена между паром и воздухом через второй теплопровод. Выпуск для горячего воздуха устройства 23 теплообмена между паром и воздухом соединен с впуском 24 для горячего воздуха на внешней стенке подвижной сушильной камеры 4, с тем, чтобы предоставлять дополнительный источник тепла для потока воздуха в подвижной сушильной камере 4.

[0063] В классе этого варианта осуществления, транспортное средство 2-3 с инструментом загружается устанавливаемым на транспортное средство пресс-дегидратором 18, мобильной резальной машиной 19 и вытяжным вентилятором 20. В рабочих условиях вытяжной вентилятор 20 соединен с выходом 16 для вытяжного вентилятора подвижной сушильной камеры 4. Воздух в подвижной сушильной камере 4 вытягивается, с тем, чтобы формировать состояние микродавления.

[0064] В классе этого варианта осуществления, основные процессы линии обработки топлива в традиционных стационарных цехах разделяются на процессы, которые выполняются на множестве независимых функциональных транспортных средств. Как показано на фиг. 8-12, рабочий процесс мобильного платформенного устройства, содержащего транспортные средства, для сушки топлива из биомассы является следующим:

[0065] 1) Сырьевые материалы предварительно обрабатываются: транспортное средство 2-3 с инструментом перемещается в распределительные центры. Безопасный и правильный источник воды и источник энергии выбираются и соединяются с транспортным средством с инструментом через трубы. Сырьевое топливо из биомассы режется на фрагменты между 20 и 30 мм длиной с помощью мобильной резальной машины 19 на транспортном средстве 2-3 с инструментом в распределительных центрах топлива из биомассы. Фрагменты транспортируются через мобильный подающий ленточный транспортер 27 к установленному на транспортном средстве пресс-дегидратору 18, чтобы механически прессоваться и обезвоживаться, чтобы формировать фильтр-кек (как показано на фиг. 8, стрелка на фиг. 8 показывает направление перемещения топлива из биомассы). Содержание влаги в топливе из биомассы в форме фильтр-кека уменьшается до, по меньшей мере, значения менее чем 50%. Содержание влаги в топливе из биомассы, подвергнутого прессованию топлива в примере, находится между 40 и 45%.

[0066] 2) Предварительно обработанное топливо из биомассы загружается: топливо из биомассы в форме фильтр-кека дробится и транспортируется через мобильный ленточный конвейер 28 к загрузочным тележкам 3-1 на транспортных средствах 3 для транспортировки топлива (как показано на фиг. 9, стрелка на фиг. 9 показывает направление перемещения топлива из биомассы).

[0067] 3) Соединение функциональных транспортных средств: загруженные транспортные средства 3 для транспортировки топлива перемещаются, по меньшей мере, к одному транспортному средству 1 для перевозки сушильного оборудования. Задние части транспортных средств 3 для транспортировки топлива и, по меньшей мере, одного транспортного средства 1 для перевозки сушильного оборудования соединяются. Поворотная пластина 29 подвижной сушильной камеры 4 поворачивается, чтобы открывать дверь 8. Привод 7 ролика активируется, и подвижная сушильная камера 4, по меньшей мере, одного транспортного средств 1 для перевозки сушильного оборудования перемещается к транспортному средству 3 для транспортировки топлива. Загрузочные тележки 3-1 покрываются и изолируются во внутренней камере подвижной сушильной камеры 4 (как показано на фиг. 10, стрелка на фиг. 10 показывает направление перемещения подвижной сушильной камеры 4). Затем поворотная пластина 29 поворачивается, чтобы закрывать дверь 8, и каждый уголок и трещина подвижной сушильной камеры 4 изолируются с помощью гибкого волокна, резины и клейких лент, и т.д.

[0068] 4) Конвективная сушка топлива из биомассы: как показано на фиг. 11, транспортное средство 2-1 для перевозки нагревательного оборудования предоставляет источник тепла для подвижной сушильной камеры 4, и поток воздуха в подвижной сушильной камере 4 нагревается. Конкретный процесс нагрева является следующим: установленный на транспортном средстве паровой котел 22 на транспортном средстве 2-1 для перевозки нагревательного оборудования формирует пар высокого давления. Часть пара высокого давления передается устройству 9 подачи тепла в подвижной сушильной камере 4, которое является легкими трубчатыми радиаторами на двух боковых стенках внутренней камеры подвижной сушильной камеры 4. Устройство подачи тепла нагревает поток воздуха в подвижной сушильной камере 4. Остаток пара высокого давления используется устройством 23 теплообмена между паром и воздухом, чтобы формировать горячий воздух. Горячий воздух непосредственно вводится в подвижную сушильную камеру 4 через впуск 24 для горячего воздуха. Горячий воздух предоставляет дополнительный источник тепла для потока воздуха в подвижной сушильной камере 4. Температура сушки управляется, чтобы находиться в диапазоне между 100 и 180°C. Вентилятор 14 для циркуляции включается, чтобы осуществлять циркуляцию воздуха в подвижной сушильной камере, и скорость осушающего воздуха управляется, чтобы находиться в диапазоне между 1,5 и 2,0 м/с. Горячий сухой воздух полностью поглощает влагу в топливе из биомассы и циркулирует, чтобы выполнять конвективную сушку топлива из биомассы в загрузочных тележках 3-1. Когда влажность воздуха в подвижной сушильной камере 4 измеряется посредством датчика 15 температуры и влажности, чтобы находиться в диапазоне между 85 и 92%, вытяжной вентилятор 13 и выпускной клапан 31 активируются, между тем нагнетатель 11 и клапан 32 подачи воздуха активируются соответственно, и влага вытягивается. Когда влажность воздуха в подвижной сушильной камере 4 уменьшается до 50-60%, вытяжной вентилятор 13 и выпускной клапан 31 выключаются, и вытягивание влаги заканчивается. Воздух продолжает циркулировать в подвижной сушильной камере 4. Вытягивание влаги и циркуляция внутреннего воздуха повторяются соответствующим образом в подвижной сушильной камере 4 до тех пор, пока влажность воздуха в подвижной сушильной камере 4 не будет постоянной, что означает, что интенсивность сушки выглядит очевидно снизившейся (влажность, измеряемая датчиком 15 температуры и влажности, постоянна, или колебание влажности получается меньшим), и конвективная сушка завершается.

[0069] 5) Излучающая сушка под микродавлением и при низкой температуре: следом за конвективной сушкой давление в подвижной сушильной камере 4 управляется, чтобы находиться в диапазоне между 5000 и 50000 Па. Температура в подвижной сушильной камере 4 управляется до 60-80°C, таким образом, топливо из биомассы находится в состоянии микродавления. Тепловое излучение переносится на топливо из биомассы, чтобы обезвоживать топливо из биомассы, когда влажность воздуха в подвижной сушильной камере находится между 85 и 92%, начинается вытягивание влаги. Излучающая сушка выполняется до тех пор, пока содержание влаги в топливе из биомассы в загрузочных тележках 3-1 не уменьшится до значения менее чем 35%, а предпочтительно между 25 и 33%. Конкретнее, излучающая сушка может быть реализована двумя способами: 1. первый изолирующий клапан 33 и второй изолирующий клапан 34 закрываются следом за высокотемпературной конвективной сушкой, и подвижная сушильная камера 4 полностью изолируется, между тем система горячего воздуха останавливается. Вытяжной вентилятор 20 на транспортном средстве 2-3 с инструментом активируется, чтобы вытягивать воздух, а легкие трубчатые радиаторы продолжают подавать тепло. Термометр, датчик давления и гигрометр, установленные на внешней боковой стенке подвижной сушильной камеры 4, наблюдают за условиями воздуха в подвижной сушильной камере 4, и топливо из биомассы в подвижной сушильной камере 4 сушится под давлением между 5000 и 50000 Па и при температуре между 60 и 80°C. Излучающая сушка под микродавлением и при низкой температуре завершается, когда содержание влаги в топливе из биомассы уменьшается до значения менее чем 35%. 2. Второй способ излучающей сушки следует основным процессам и требованиям первого способа, за исключением того, что только первый изолирующий клапан 33 во впуске 10 для подачи воздуха закрывается, а второй изолирующий клапан 34 остается открытым; вытяжной вентилятор 13 включается, чтобы вытягивать воздух, и давление в подвижной сушильной камере 4 уменьшается.

[0070] 6) Многократная операция: сушильное оборудование выключается следом за излучающей сушкой. Поворотная пластина 29 поворачивается, чтобы открывать дверь 8. Привод 7 ролика активируется, и подвижная сушильная камера 4 перемещается, чтобы покрыть и изолировать загрузочные тележки 3-1 на следующем транспортном средстве 3 для транспортировки топлива. Этапы 4)-5) повторяются до тех пор, пока все топливо из биомассы в транспортных средствах 3 для транспортировки топлива не будет высушено.

[0071] Где подвижная сушильная камера 4 перемещается на следующее транспортное средство 3 для транспортировки топлива двумя путями: 1. подвижная сушильная камера 4 возвращается на, по меньшей мере, одно транспортное средство 1 для перевозки сушильного оборудования. Задняя часть, по меньшей мере, одного транспортного средства 1 для перевозки сушильного оборудования соединена с задней частью следующего транспортного средства 3 для транспортировки топлива, и подвижная сушильная камера 4 перемещается на следующее транспортное средство 3 для транспортировки топлива. 2. Задняя часть транспортного средства 3 для транспортировки топлива соединена с задней частью следующего транспортного средства 3 для транспортировки топлива, и подвижная сушильная камера 4 непосредственно перемещается на следующее транспортное средство 3 для транспортировки топлива. Подвижная сушильная камера 4 возвращается на, по меньшей мере, одно транспортное средство 1 для перевозки сушильного оборудования, когда все топливо из биомассы в транспортных средствах 3 для транспортировки топлива высушено (как показано на фиг. 12, стрелка на фиг. 12 показывает направление перемещения подвижной сушильной камеры 4).

[0072] 7) Транспортировка топлива из биомассы: высушенное топливо из биомассы в транспортных средствах 3 для транспортировки топлива непосредственно транспортируется на энергостанцию без лишнего процесса разгрузки и загрузки.

[0073] На этапах 4)-5), горячий и влажный воздух, выводимый из выпуска 12 для воздуха подвижной сушильной камеры 4, используется, чтобы нагревать наружный воздух во второй области 25-2 блока 25 восстановления тепла, и вводится в подвижную сушильную камеру 4. Излучающая сушка экономит более 40% энергии, чем конвективная сушка, что формулирует основание для малого размера и применения на транспортных средствах сушильного оборудования.

[0074] Тепловой КПД подвижной сушильной камеры 4 в примере оценивается как следующий: 2 т/ч-котел на природном газе использует 160 Нм³/ч природного газа и формирует 2 т/ч, 0,4 МПа пара высокого давления. Коэффициент использования источника тепла равен 94%. Летом, одна часть источника тепла используется двумя легкими трубчатыми радиаторами 1 т/ч, чтобы сушить топливо из биомассы, и их тепловой КПД достигает 90%; другая часть источника тепла используется устройством 23 теплообмена между паром и воздухом, чтобы обмениваться теплом с воздухом и формировать горячий воздух при 100°C. Его тепловой КПД равен 85%. Горячий воздух обменивается теплом с топливом из биомассы в подвижной сушильной камере 4. Обычно, 70% тепла поглощается топливом из биомассы, а 30% тепла забирается посредством вытягивания влаги, таким образом, фактический тепловой КПД подвижной сушильной камеры равен 53%. Чтобы решать это, подвижная сушильная камера 4 снабжена блоком 25 восстановления тепла, чтобы восстанавливать тепло, и тепловой КПД подвижной сушильной камеры 4 может достигать 75%. Когда тепловой КПД легких трубчатых радиаторов равен 85%, суммарный тепловой КПД источника тепла достигает 79,5%. Зимой, тепловой КПД немного ниже теплового КПД летом. Тепловой КПД сушки горячим воздухом равен приблизительно 69%, и суммарный тепловой КПД источника тепла зимой достигает 77%.

[0075] Мобильное платформенное устройство, содержащее транспортные средства, для сушки топлива из биомассы в варианте осуществления изобретения может быть использовано не только для сушки топлива из биомассы, но также использовано, чтобы сушить овощи, фрукты и зерно, что может развивать сельское хозяйство и расширять применение устройства.

Реферат

Изобретение относится к способу сушки топлива из биомассы и мобильному платформенному устройству для сушки топлива из биомассы. Для его осуществления используют мобильную платформу на транспортном средстве для разделения основных процессов на производственной линии для сушки топлива из биомассы в стационарной установке так, что основные процессы выполняются в нескольких независимо транспортируемых функциональных транспортных средствах. Способ содержит следующие этапы: 1) предварительную обработку сырьевого материала; 2) загрузку предварительно обработанных продуктов в транспортные средства; 3) соединение функциональных транспортных средств, имеющих связанные функции; 4) конвективную сушку при высокой температуре; 5) излучающую сушку при низком положительном давлении и низкой температуре; 6) последующее повторение цикла; 7) транспортировку высушенного топлива. Функциональные транспортные средства содержат по меньшей мере одно транспортное средство (1) с сушильным устройством и несколько транспортирующих топливо транспортных средств (3). Подвижная перемещающаяся сушильная камера (4) расположена на транспортном средстве (1) с сушильным устройством, и несколько фургонов (3-1) для загрузки топливом расположены на транспортирующем топливо транспортном средстве (3). Перемещающаяся сушильная камера (4) может быстро перемещаться на транспортирующее топливо транспортное средство (3), загруженное топливом, которое должно быть высушено, и быстро покидать, после того как сушка завершается, таким образом уменьшая инвестиции для устройств и энергии и экономя затраты. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 12 ил.

Формула