Jak działa przemysłowa suszarka bębnowa? Jakie źródło ciepła jest najbardziej ekonomiczne w użyciu?

Analiza zasady pracy i energooszczędnego źródła ciepła przemysłowego suszarki bębnowej
1. Przegląd przemysłowej suszarki bębnowej
Przemysłowa suszarka bębnowa jest ciągłym sprzętem suszącym szeroko stosowanym w takich dziedzinach, jak ziarna, inżynieria chemiczna, minerały i pasza.,urządzenie do wprowadzania/wyładowywania, system oczyszczania spalin itp. Pozwala na skuteczne odwodnienie poprzez bezpośredni lub pośredni kontakt gorącego powietrza z materiałami.Zgodnie z "Przewodnikiem projektowania urządzeń suszących" (Chemical Industry Press), 2018), suszarki bębnowe stanowią ponad 30% rynku przemysłowego sprzętu suszącego i są szczególnie odpowiednie do przetwarzania materiałów o wysokiej zawartości wilgoci i dużych ilościach.

2Zasada działania suszarki bębnowej
(1) Podstawowy przepływ pracy
Podanie: Materiały mokre są równomiernie wprowadzane do bębna za pomocą przenośnika śrubowego lub taśmy przenośnej.

Kontakt z gorącym powietrzem: Gorące powietrze o wysokiej temperaturze ( bezpośrednio lub pośrednio podgrzewane) wchodzi w kontakt z materiałem w bębnie w przepływie przeciwprądu lub współprądu, a woda odparowuje.

Suszenie walcowe: bęben obraca się z niską prędkością od 2 do 8 obrotów na minutę.

Wydalanie spalin: W mokrych gazach spalin, które przechodzą przez separator cyklon lub filtr workowy, powstaje odzysk ciepła odpadowego.

Wypuszczanie: Suszony materiał jest wypuszczany z końca bębna, z zawartością wilgoci do 12% do 15% (w zależności od materiału).

(2) Tryb przepływu ciepłego powietrza
Typ prądu równoległego: Gorące powietrze przepływa w tym samym kierunku co materiał, nadaje się do materiałów wrażliwych na ciepło (takich jak żywność i leki), unikając miejscowego przegrzania.

Typ przeciwpłynu: gorące powietrze przepływa w kierunku przeciwnym do materiału, co zapewnia wyższą wydajność suszenia i nadaje się do materiałów o wysokiej wilgotności (takich jak szlamy i osady).

Typ przepływu krzyżowego: Gorące powietrze przechodzi prostopadle przez warstwę materiału, przy mniejszym zużyciu energii, ale nieco gorszej jednolitości (por. Mujumdar, Handbook of Industrial Drying, 2014).

3Wybór źródła ciepła i analiza oszczędności energii
Źródło ciepła suszarki przemysłowej bezpośrednio wpływa na koszty eksploatacji i wydajność suszenia.porównanie zużycia energii różnych źródeł ciepła jest następujące::

Uwaga: współczynnik wydajności (COP) pompy ciepła może osiągnąć 3 do 4, co oznacza, że na każdy 1 kW zużytej energii elektrycznej wytwarzana jest 3 do 4 kW energii cieplnej.jest odpowiedni tylko do suszenia w niskich temperaturach.

(1) Najbardziej energooszczędne źródło ciepła
Suszenie w niskich temperaturach (<80°C) : Pompy ciepła są najbardziej energooszczędne, a koszty eksploatacji są o 20% do 30% niższe niż węgiel (Technologia suszenia, 2022).

Suszenie średniej i wysokiej temperatury (80-300°C)

Gaz ziemny ma najwyższą całkowitą wydajność kosztową (wysoka wartość cieplna i niskie zanieczyszczenie).

Pellety z biomasy są bardziej ekonomiczne w obszarach bogatych w odpady rolnicze i leśne (zredukując emisje o ponad 50%, według danych FAO).

Suszenie w wysokiej temperaturze (> 300°C): piece termoolejne na węgiel lub gaz, ale wymagany jest system oczyszczania spalin.

(2) Technologia optymalizacji oszczędności energii
Odzysk ciepła odpadów: wymiana ciepła gazu wydechowego może zwiększyć wydajność o 10% do 15% (Mujumdar, 2014).

Zmienna regulacja częstotliwości: regulowanie prędkości bębna i objętości gorącego powietrza zgodnie z zawartością wilgoci materiału w celu zmniejszenia zużycia energii (IEEE Transactions on Industry Applications, 2021).

Z pomocą energii słonecznej: połączenie kolektorów słonecznych w celu zmniejszenia zależności od paliw kopalnych (Energia odnawialna, 2023).

4- przypadki zastosowań i trendy w branży
Suszenie ziarna: przyjmuje się ciepłowanie pośrednie gazem ziemnym, z częstotliwością krakowania mniejszą niż 3% (w porównaniu z 8% do 12% w przypadku bezpośredniego ogrzewania węglem).

Słody chemiczne: bęben przeciwprądowy + ogrzewanie parą, wilgotność zmniejszona z 80% do 30%.

Przyszły kierunek

Inteligentna kontrola: regulacja temperatury i wilgotności w czasie rzeczywistym w oparciu o Internet rzeczy (IoT) (Journal of Food Engineering, 2023).

Ogrzewcze źródła o niskiej emisji dwutlenku węgla: Badania technologii o niskiej emisji dwutlenku węgla, takie jak gazowanie biomasy i energia wodorowa (IEA, 2023).

5Wniosek
Podstawą oszczędności energii przemysłowych suszarek bębnowych jest dobór źródeł ciepła i optymalizacja systemu

W przypadku suszenia w niskich temperaturach preferowane są pompy ciepła; w przypadku suszenia w średnich i wysokich temperaturach zaleca się stosowanie gazu ziemnego lub biomasy.

Ogrzewanie pośrednie jest bardziej przyjazne dla środowiska niż ogrzewanie bezpośrednie i jest szczególnie odpowiednie dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego.

Przyszłym trendem jest połączenie odzysku ciepła odpadowego, inteligentnego sterowania i energii odnawialnej, które może zwiększyć ogólną efektywność energetyczną o ponad 30%.