Исследование процесса сушки растительных отходов в изотермической модели

Отметили преимущества сжигания растительных отходов в топливных установках: отсутствие конденсата, минимум золы, постоянная температура теплоносителя, эффективный теплообмен. Для усовершенствования таких установок, интенсификации режима сушки необходима информация об особенностях тепло- и массопереноса при высокотемпературной сушке влажных частиц. Поскольку изучать процесс сушки в реальной топке проблематично, исследования проводились на изотермической (холодной) модели в лабораторных условиях, приближенных к реальному процессу. (Цель исследования) Оценить эффективность предлагаемых аэродинамических моделей сушки растительных отходов и проверить адекватность математической модели сушки частиц во взвешенном слое. (Материалы и методы) На двух моделях взвешенного слоя с отличающимися различной аэродинамикой вихревых течений (факельной и циклонной) в камерах сгорания изучили кинетику сушки двух узких фракций лузги подсолнечника с эквивалентным диаметром частиц 0,25 и 1,5 миллиметров исходной влажностью 15 и 18 процентов. В разные моменты времени определяли температуру и влажность частиц лузги, а также температуру и относительную влажность выходящего сушильного агента. Процесс сушки происходил в периодическом режиме. (Результаты и обсуждение) При начальной влажности частиц лузги подсолнечника 15 процентов наблюдались два периода с падающей скоростью сушки, а при влажности 18 процентов таких периодов было три, первый из них был с постоянной скоростью. Отметили, что при исходной влажности лузги 15 процентов на кривых сушки практически отсутствует линейный участок. Это свидетельствует о протекании процесса во время снижения скорости сушки. (Выводы) Выявили наиболее эффективный по интенсивности режим сушки. Установили, что факельно-вихревой и циклонно-вихревой аэродинамический режимы обеспечивают сушку частиц в моделях, причем более интенсивно при циклонно-вихревом режиме. При анализе возможности перехода от модели к реальному процессу необходимо базироваться на сравнении оценок вероятного процесса с допустимыми условиями практической эксплуатации, что и показала модель сушки частиц во взвешенном слое.

1. Голобоков С.В., Мухамедьярова Н.К., Лёсин И.А. Технологии переработки и утилизации отходов деревообработки // Инжиниринг и технологии. 2019. Т. 4. N2. С. 32-37. DOI: 10.21685/2587-7704-2019-4-2-5. EDN: MDZTSJ.

2. Судакова И.Г., Руденко Н.Б. Получение твердых биотоплив из растительных отходов (обзор) // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2015. Т. 8. N4. С. 499-513. DOI: 10.17516/1998-2836-2015-8-4-499-513. EDN: VOABJT.

3. Шаяхметова А.Х., Тимербаева А.Л., Борисова Р.В. Сравнительные характеристики пеллет из лузги подсолнечника и древесных гранул // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. N2. С. 243-246. EDN: TJLTKL.

4. Alithawi W.K.A. Production of biofuel from wood. Eastern European Scientific Journal. 2014. N3. 206-218. DOI: 10.12851/EESJ201406C06ART04. EDN: TXUDHH.

5. Drincha V.M., Tsench Yu.S. Fundamentals and prospects for the technologies development for post-harvest grain processing and seed preparation. Agricultural mashinery and technologies. 2020. Vol. 14. N4. 17-25. DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-4-17-25. EDN: QCBKWJ.

6. Manigomba J.A., Chichirova N.D., Gruzdev V.B., et al. Prospects for biomass energy use in the republic of Burundi. International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2019. Vol. 10. NI.01. 1371-1382. EDN: EOSTDB.

7. Любов В.К., Цыпнятов И.И. Повышение эффективности энергетического использования биотоплива // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2023. N1 (391). С. 172-185. DOI: 10.37482/0536-1036-2023-1-172-185.

8. Arshadi M., Gref R., Geladi P., et al. The influence of raw material characteristics on the industrial pelletizing process and pellet quality. Fuel Processing Technology. 2008. Vol. 89. Iss. 12. 1442-1447. DOI: 10.1016/j.fuproc.2008.07.001.

9. Дадыко А.Н. Моделирование аэродинамики факельно-вихревого режима в топке для растительных отходов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N2. С. 32-35.

10. Лобачевский Я.П., Пехальский И.А., Павлов С.А. Расчет изотермической сушки зерна // Сельский механизатор. 2019. N 8. С. 22-23. EDN: OQXPPO.

11. Голубкович А.В. Беленькая Л.И., Дадыко А.Н., Ловкис В.Б. Опыт сжигания растительных отходов в топочном блоке ТБР-2.0 // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. N1. С. 37-41. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-1-37-41.

12. Павлов С.А., Пехальский И.А., Кынев Н.Г. Особенности сушки семян при сжигании твердого топлива переменного качества // Вестник ВИЭСХ. 2018. N3. С. 81-85. EDN: SKEWYZ.

13. Сосин Д.В., Литун Д.С., Рыжий И.А. и др. Опыт сжигания лузги подсолнечника в пылеугольных котлах Кумертауской ТЭЦ // Теплоэнергетика. 2020. N1. С. 15-22. DOI: 10.1134/S0040363619120099. EDN: ZNJRBS.

14. Измайлов А.Ю., Голубкович А.В., Павлов С.А., ДадыкоА.Н. Условия работы зерносушилки с топочным блоком на растительных отходах // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2017. N4. С. 69-72. EDN: ZXIYQD.

15. Щеткин Б.Н. Математическая модель процесса сушки дисперсных материалов во взвешенном состоянии // Sciences оf Europe. 2021. N1. C. 45-50. DOI: 10.24412/3162-2364-2021-85-1-45-50. EDN: LXYVVA.