Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1. Способы использования древесной коры в промышленности 9
1.2. Математическое описание процесса уплотнения древесной коры 13
1.3. Выводы по главе и задачи исследования 23
2. Теоретические исследования 25
2.1. Общая часть 25
2.2. Определение зависимости модуля деформации древесной коры от степени уплотнения при действии статической нагрузки 26
2.3. Определение влияния коэффициента вязкости древесной коры на степень уплотнения при действии динамической нагрузки 33
2.4. Математическая модель уплотнения древесной коры под действием вибрационной нагрузки 46
2.5. Выводы по главе 54
3. Методика экспериментальных исследований 56
3.1. Общие положения 56
3.2. Основное оборудование и приборы 57
3.3. Методика планирования и проведения экспериментальных исследований по определению влияния плотности древесной коры на коэффициент ее вязкого сопротивления 58
3.4. Методика обработки результатов экспериментальных исследований по определению влияния плотности древесной коры на коэффициент ее вязкого сопротивления 65
4. Результаты экспериментальных исследований 69
4.1. Результаты экспериментальных исследований по определению влияния плотности древесной коры на коэффициент ее вязкого сопротивления 69
4.2. Выводы по главе 75
5. Технологическая часть 76
5.1. Производительность участка по переработке коры 76
5.2. Участок по производству матов 78
5.3. Линия по производству брикетов 86
5.4.1. Участок прессования 86
5.4.2. Дозаторы 95
5.4.3. Измельчение сырья 100
5.4.4. Оценка экономической эффективности организации утилизации древесной коры 102
Общие выводы и рекомендации 105
Список используемых источников 107
Приложения к работе 1
- Математическое описание процесса уплотнения древесной коры
- Определение влияния коэффициента вязкости древесной коры на степень уплотнения при действии динамической нагрузки
- Методика планирования и проведения экспериментальных исследований по определению влияния плотности древесной коры на коэффициент ее вязкого сопротивления
- Участок по производству матов
Введение к работе
Актуальность темы. При современном состоянии окорки древесины в лесной, целлюлозно-бумажной промышленности Российской Федерации ресурсы коры, пригодной для использования, составляют свыше 6 млн. м3. Известны различные способы использования коры - энергетическое использование, т.е. сжигание коры для получения тепловой или электрической энергии, механическая переработка коры на строительные и изоляционные плиты, химическая переработка коры для получения экстрактов и химикатов, биологическая переработку коры для приготовления мульчи и др. Перспективным способом использования древесной коры является получение из нее сорбентов нефтепродуктов. Древесная кора обладает характерными для сорбентов морфологическими особенностями: наличие пор, полостей между структурными элементами, открытых пор-каналов, пронизывающих весь ее объем, пор-ячеек. В зарубежной литературе имеются патенты о применении коры для удаления углеводородов с поверхностей. Использование этого типа сырья обусловлено достаточно высокой поглощающей способностью получаемых сорбентов, их низкой стоимостью, возможностью дальнейшей утилизации
Задача утилизации отходов окорки по-прежнему остается актуальной. Одной из причин этого является тот факт, что использование коры за пределами лесоперерабатывающего предприятия, даже на сравнительно небольшом расстоянии, всегда сопряжено с трудностями в перевозке такого рыхлого материала. Грузоподъемность транспорта в этом случае используется неэффективно. С целью облегчения транспортировки коры ее следует уплотнять. Опыт различных областей промышленности показывает, что эффективным способом уплотнения сыпучих материалов, к которым относится и древесная кора, является применение воздействий динамического, в частности, вибрационного, характера. При действии динамических нагрузок снижается эффективный коэффициент трения как между самими частицами материала, так и между частицами материала и окружающими поверхностями. Это значительно уменьшает потребные усилия прессования и ведет к уменьшению габаритов и сложности изготовления прессового оборудования, что снижает его стоимость.
Процесс уплотнения древесной коры при вибрационном воздействии в научной литературе практически не освещен, что делает невозможным подобрать параметры работы и разработать рациональные конструкции установок для уплотнения древесной коры. Таким образом, исследование процесса уплотнения древесной коры и разработка технологии ее уплотнения за счет нагрузки вибрационного характера, является актуальной задачей.
Степень разработанности темы исследования. Известны математические модели процесса уплотнения древесной коры под действием ударной нагрузки и статической нагрузки. Модели вибрационного уплотнения коры практически не рассмотрены. В научной литературе недостаточно сведений, касающихся численных значений коэффициента вязкого сопротивления коры уплотнению.
Цель работы. Совершенствование технологии уплотнения древесной коры путем действия вибрационной нагрузки.
Сформулированы следующие задачи исследования, которые необходимо решить для достижения поставленной цели:
-
Провести теоретические исследования процесса уплотнения древесной коры под действием вибрационной нагрузки.
-
Провести теоретические исследования с целью установить корректность использования линеаризованных зависимостей при описании вибрационного уплотнения коры.
-
Провести теоретические исследования по определению вязкого сопротивления древесной коры при уплотнении при действии вибрационной нагрузки.
-
Построить математическую модель процесса уплотнения древесной коры под действием вибрационной нагрузки.
-
Разработать опытную установку для определения влияния вязкого сопротивления коры на ее плотность после воздействия динамической нагрузки.
-
Провести экспериментальные исследования по определению влияния плотности древесной коры на коэффициент ее вязкого сопротивления уплотнению.
-
Дать рекомендации по организации опытно-промышленного участка по переработке древесной коры.
Научная новизна. Разработана математическая модель процесса уплотнения объема древесной коры под действием вибрационной нагрузки, учитывающая реологические характеристики уплотняемого материала, раскрывающая их влияние на процесс уплотнения материала и позволяющая оптимизировать режимы работы прессового оборудования с учетом требований, предъявляемых к конечной продукции.
Значимость для теории и практики. Построенная математическая модель процесса уплотнения древесной коры развивает теорию уплотнения измельченных древесных материалов. Результаты работы позволяют расширить объем перерабатываемой в промышленности древесной коры, обосновать рациональные параметры технологического процесса уплотнения, дают возможность совершенствовать конструкторские решения при проек-
тировании прессового оборудования. Разработанная опытная установка позволяет расширить спектр проводимых исследований, касающихся уплотнения древесной коры, с достаточной точностью получать данные, характеризующие процесс уплотнения древесной коры под действием нагрузки динамического характера.
Результаты работы могут быть рекомендованы к использованию производственными, проектными, научно-исследовательскими и учебными организациями лесной отрасли.
Методика и методы исследования. Базой для исследования послужили научные работы признанных ученых в области лесопереработки и комплексного использования древесных ресурсов. При проведении исследований использованы методы прикладной математики, теории эксперимента и обработки экспериментальных данных.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Математическая модель процесса уплотнения объема древесной коры
под действием гармонической вибрационной нагрузки, позволяющая
определить рациональные параметры технологической операции виб
рационного прессования коры при регулировании конечной плотно
сти получаемого материала.
2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, уста
навливающие влияние вязкого сопротивления древесной коры уплот
нению, расширяющие представления о процессе уплотнения древес
ной коры при действии нагрузок динамического характера.
Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена: при
менением методов математической статистики; проведением эксперимен
тальных исследований в лабораторных условиях и подтвержденной адек
ватностью полученных моделей за счет удовлетворительной сходимости
экспериментальных и теоретических данных.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях: «Пути и опыт модернизации оборудования лесопромышленного комплекса», СПб, 2010, «Совершенствование и повышение надежности оборудования предприятий целлюлозно-бумажной и лесоперерабатывающей промышленности», СПб, 2011, «Леса России в XXI веке», СПб, 2012; а также на научно - технических конференциях лесоинженер-ного факультета Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии имени СМ. Кирова в 2010-2012 гг.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в шести печатных работах, включая три статьи в журналах, рекомендованном ВАК РФ для публикации материалов кандидатских и докторских диссертаций. Результаты исследований отражены в научно-технических отчетах по НИР.
Математическое описание процесса уплотнения древесной коры
Исследованию процесса уплотнения древесных материалов, к которым относится и кора, посвящены работы многих ученых, среди них П.Н. Хухрянский, Н.А. Модин, В.И. Патякин, СМ. Базаров, В.И. Огарков, А.Н. Ерошкин и др. Известны также работы, относящиеся к воздействию ударной нагрузки на цельную древесину. Среди них нужно упомянуть работы П.Н. Хухрянского, Б.М. Буглая, В.В. Памфилова, В.А. Баженова, В.Н. Быковского, Ф.П. Белянкина, В.Ф. Яценко, Е.К. Ашкенази и др.
В работе В.В. Памфилова [37] изложены экспериментальные данные о прочности древесины при высоких скоростях приложения нагрузки для основных лесообразующих пород древесины европейской части России.
Работы П.Н. Хухрянского [38], [39] посвящены процессу контурного прессования древесины под действием ударных нагрузок.
Отметим недостаток в работах, посвященных воздействию динамических нагрузок на древесные материалы в целом и кору в частности. Процесс вибрационного уплотнения в научной и научно-технической литературе практически не освещен.
Наиболее близкими к нашей работе следует признать [17], [21].
В работе [17] рассмотрен процесс формирования брикета из древесных опилок на прессовом оборудовании ударного типа. Математическая модель построена с использованием модели многомассной системы. Это позволило определить степень уплотнения и показатель равноплотности брикета из древесных опилок по следующей схеме (рисунок 1.1):
Таким образом, из решения уравнения (1.10) можно определить переменные по времени значения внутренних усилий в любом элементе рассматриваемой модели а также перемещения верхнего сечения каждого элемента при действии произвольной внешней нагрузки [17]. Уравнения могут быть использованы и при описании процесса уплотнения древесной коры (после подстановки соответствующих значений постоянных диссипативной матрицы и матрицы жесткости).
Однако очевидно, что при использовании такой модели системы на практике встречаются с трудностями математического характера, поскольку приходится решать системы большого числа дифференциальных уравнений движения системы.
Вопрос уплотнения коры ударом рассмотрен в [21] где плотность получаемого материала выражена через перемещение пуансона в закрытой матрице после падения на него груза некоторой массы т\. Дифференциальное уравнение движения системы после первого удара при этом записано в виде [44], [45].
Усилие сопротивления F перемещению пуансона в матрице нелинейно зависит от величины перемещения Ау. Закон изменения силы сопротивления перемещению F(y) от величины указанного перемещения должен соответствовать экспериментально установленной зависимости степени уплотнения от значения статического усилия, которая, как правило, имеет характер кривой, представленной на рисунке 1.2. По мере увеличения статического усилия степень уплотнения должна монотонно увеличиваться, асимптотически стремясь к некоторому предельному значению.
На этих диаграммах имеется небольшой вертикальный участок, отражающий определенные усилия на подъем стола. Затем следует почти горизонтальный участок, где при незначительном повышении удельного давления происходит большое перемещение пуансона в матрице. В этот период частицы экспериментального материала имеют возможность перемещаться друг относительно друга и заполнять пустоты, следовательно, изменение объема в основном происходит за счет заполнения пустот и удаления воздуха. Третий участок кривой прессования характеризуется незначительным перемещением пуансона при быстром повышении удельного давления. В этот период прессования измельченных отходов объем уменьшается за счет сосудов, межклеточного пространства элементов опилок или частиц коры, а также оставшихся пустот между этими элементами.
Очевидно, что использование линеаризованных зависимостей упрощает математический аппарат, однако вопрос о корректности использования линеаризованных функций сопротивления ввиду сказанного выше требует отдельного рассмотрения.
Таким образом, для установления величины перемещения пуансона в матрице (и, очевидно, степени уплотнения материала) под действием динамической нагрузки, необходимо располагать зависимостью, связывающей аналогичное перемещение при воздействии на пуансон статического усилия. Поскольку под динамическими нагрузками понимают как ударные, так и вибрационные, отметим необходимость построения функции сопротивления уплотнению и в нашем случае.
Определение влияния коэффициента вязкости древесной коры на степень уплотнения при действии динамической нагрузки
Для определения величины коэффициента вязкости древесной коры при действии динамической нагрузки используем модель, представленную на рисунке 2.4.
В этой модели степень уплотнения (изменение объема) характеризуется перемещением пуансона 1 в матрице 2 в результате падения на него груза (на рисунке 2.4 условно не показан) массой т. Пуансон 1 представляет собой абсолютно твердое недеформируемое тело цилиндрической формы.
Усилие сопротивления F перемещению пуансона в матрице нелинейно зависит от величины координаты нижнего торца пуансона zi. Закон изменения силы сопротивления перемещению пуансона F(z\) от величины указанного перемещения соответствует установленной на основании экспериментальных данных зависимости степени уплотнения от значения статического усилия, в нашем случае зависимости (2.15), где є выражается через перемещения.
Движение тела 1 после удара описывается абсолютной координатой z/, направление совпадает с направлением усилия уплотнения. Отсчет координаты z\ будем вести от положения, которое займет верхнее сечение материала при плотности ро = 300 кг/м3, т.е. до приложения статической нагрузки.
В практических расчетах определить значение интервала линеаризации, дающее удовлетворительное согласование с точным решением, очевидно, невозможно.
Таким образом, линеаризованное уравнение (2.25) непригодно в рассматриваемом нами процессе и определять перемещение Azi,max необходимо, решая уравнение (2.19) численными методами. Поскольку коэффициент вязкости древесной коры является неизвестной величиной, проведем ряд вычислений с целью определения его влияния на величину перемещения Azi,max. Тогда, располагая зависимостью zu от п по значению z\k можно будет определить значение п. При расчетах в качестве независимых управляемых параметров примем массу груза т, его скорость перед контактом с пуансоном Fo, коэффициент вязкости коры п, начальную координату Z\Q. Основные уровни факторов и интервалы их варьирования сведены в табл. 2. Выходным параметром является z\\t=x = ш (г - время удара, т.е. время, за которое пуансон переместится на максимальную величину). Таблица 2.3
Теперь коэффициент вязкого сопротивления древесной коры может быть определен с помощью экспериментальных данных. В работе [21] представлены экспериментальные данные о плотности топливных брикетов из древесной коры, полученных под действием ударной нагрузки (см. таблицу 2.5).
Воспользуемся опубликованными данными для определения величины вязкости коры. Коэффициент вязкости коры найдем с помощью корреляционных уравнений таблице 2.3 через величину рь. Результаты вычислений представлены также в таблице 2.5. Таблица 2.5 Результаты вычисления коэффициента вязкости коры по экспериментальным данным.
Среднее значение величины и составляет, согласно таблице 2.5, 3183 кг/с. В дальнейших расчетах будем принимать коэффициент вязкости древесной коры п = 3000 кг/с. Однако отметим, что при более низких значениях начальной плотности материала получены меньшие значения п, что дает основания полагать о наличии связи коэффициента вязкого сопротивления с плотностью древесной коры. Определению этой связи далее посвящены отдельные экспериментальные исследования (глава 3,4).
Исключение коэффициента вязкости из уравнения (2.15) приводит к получению завышенных результатов при определении координаты z\, что, в свою очередь искажает результаты расчетов плотности материала после приложения ударной нагрузки. Это наглядно иллюстрируют графики на рисунке 2.9, построенные по результатам численного решения уравнения (2.19) при Z\Q =0, VQ = 8 м/с, т = 25 -ь 75 при п = 0 ип = 3000 кг/с.
Методика планирования и проведения экспериментальных исследований по определению влияния плотности древесной коры на коэффициент ее вязкого сопротивления
В разделе 2 настоящей работы определено среднее значение коэффициента вязкого сопротивления древесной коры уплотнению под действием динамической (ударной) нагрузки. Целью проводимых нами исследований является установление влияния таких факторов, как плотность материала и скорость приложения нагрузки на величину указанного коэффициента.
Планирование эксперимента является локальным методом исследования факторного пространства и используется как для задач оптимизации, так и для интерполяции многофакторных процессов.
Под планированием эксперимента процедуру выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью [56], [71], [72].
Основные факторы, определяющие коэффициент вязкого сопротивления древесной коры уплотнению под действием ударной нагрузки при экспериментальных исследованиях подразделяем на контролируемые, управляемые и выходные.
Контролируемые независимые параметры: порода древесины, кора которой использовались при проведении исследований, влажность, масса и температура экспериментального материала, его фракционный состав, масса груза.
Управляемые независимые параметры: скорость приложения нагрузки, начальная плотность обрабатываемой среды.
Выходные параметры: коэффициент вязкого сопротивления коры уплотнению.
Выбранные выходные параметры удовлетворяют требованиям эффективности, универсальности, имеют физический смысл, выражаются числом.
На основании анализа литературных источников по планированию эксперимента [73], [74], [75], [76] было принято решение о проведении многофакторного эксперимента. В этом случае опыты планируются сериями, однако значения всех факторов изменяются от опыта к опыту. Проведение многофакторных опытов значительно сокращает время и затраты труда на проведение эксперимента, позволяет быстро и точно получить уравнение регрессии.
С целью получения математической модели был выбран полный факторный эксперимент (ПФЭ) активный, управляемый, интерполяционный, трехуровневый, двухфакторный, отвечающий условиям симметричности и ортогональности [77].
Из литературных источников и теоретических исследований было сделано предположение, что основное влияние на величину коэффициента вязкого сопротивления древесной коры при воздействии динамической нагрузки, оказывают следующие факторы: начальная плотность обрабатываемой среды и скорость приложения нагрузки.
На основании технической информации и конструктивных особенностей экспериментальной установки были выбраны основные уровни факторов и интервалы их варьирования (таблица 3.2).
При определении влажности экспериментального материала использовался весовой метод.
Отбирались частицы коры фракцией от 5 до 0,25 мм. Сортировку частиц проводили на лабораторном сепараторе. Фракционный состав определялся на лабораторном виброанализаторе 029 М. Фракционную чистоту определяли по методике [79], [21].
Для проведения исследований использовалась экспериментальная установка, схема установки приведена на рисунке 3.1. Установка положительно зарекомендовала себя ранее при проведении исследований [17], [21].
Принцип действия установки заключается в следующем. К стальной плите 40 с отверстием в центре приварена скоба 38, фиксирующая перемещения опоры 37 в плоскости плиты 40, устойчивость плиты 40 обеспечивают прикрепленные к ней швеллеры 41. К скобе 38 крепится прессформа 32 с внутренний диаметром 50 мм. Деревянный короб размещается на плите 40 и соединяется со стойками 36, жестко связанными с плитой 40 с помощью винтов 39, посредством болтов 33. В верхней части короба имеются ложементы 6, в которых размещается барабан, состоящий из полуосей 3, 4, соединенных трубой 5. Канат 12 с одного конца крепится к барабану с помощью накладки 1 и винтов 2. Стержень 21, обеспечивающий совместное перемещение стальных грузов 26, 27, прикреплен к свободному концу каната 12 посредством болта 24. При повороте штурвала 9, связанного с полуосью 3 винтом 11, канат 12 наматывается на трубу 5 и происходит вертикальное перемещение грузов 26, 27. Размещенная в коробе втулка 17 препятствует возможному смещению траектории движения системы грузов от геометрического центра короба, вызванному неравномерным наматыванием каната 12 на трубу 5 по длине самой трубы. При необходимости зафиксировать систему грузов в верхней либо нижней части короба используются стопоры 28.
После установки опоры 37 экспериментальный материал определенной массы помещается в прессформу 32, затем в прессформу помещается пуансон 31 диаметром 49,8 мм (меньший диаметр пуансона обеспечивает его свободное перемещение в матрице, а также облегчает удаление присутствующего в обрабатываемом материале воздуха), снабженный накладкой 30, выполненной из высокопрочной стали. Требуемая начальная плотность экспериментального материала достигается за счет действия статического усилия со стороны системы грузов 26, 27 (либо, в опытах где требовалась высокая начальная плотность экспериментального материала, с помощью удара) и определяется исходя из расстояния от верхней части накладки 30 до верхней части прессформы 32, измеряемого штангенциркулем, с учетом геометрических характеристик прессформы и известной заранее массы экспериментального материала.
Участок по производству матов
При окорке древесины получается кора влажностью 80—85% [15]. Удалять влагу из коры можно путем отжима на короотжимных прессах, а также путем естественной и искусственной сушки [88]. При отжиме можно удалять только часть свободной влаги. Процесс сушки позволяет удалить всю влагу. Использование естественной сушки возможно только в некоторых случаях в отдельные месяцы летнего периода. Круглогодовая сушка может быть обеспечена только в специальных сушилках. Процесс искусственной сушки в специальных сушилках является довольно дорогим. Поэтому при неправильном выборе метода и техники сушки эта операция может резко повысить себестоимость производства продукции из коры и сделать сушку экономически нецелесообразной [89], [90].
Отжим коры при помощи специальных короотжимных прессов получил широкое распространение в Финляндии, Швеции, Канаде и некоторых других странах. Промышленностью ряда стран выпущено большое количество различных по конструкции короотжимных прессов. К ним относятся валковые — с вертикально и горизонтально расположенными валками, винтовые — с цилиндрическим и коническим винтом (шнековые), цепные и поршневые.
Из прессов с горизонтальными валками наиболее известны прессы фирмы «Фультон» (США), фирмы «Норзен Барк» (Канада) и (фирмы «Пашке и Ко» (ФРГ) Обычно такие прессы включают три валка. Необходимое давление между валками создается ручным гидравлическим насосом и поддерживается сжатым воздухом. Недостатком валковых прессов является их громоздкость, большой вес и малая производительность. Из прессов с вертикальными валками наибольшее распространение получили прессы фирмы «Вапла» (Швеция) [6].
Винтовые короотжимные прессы изготовляются с цилиндрическим и коническим винтом (шнеком). Пресс состоит из винта, корпуса и привода. Обезвоживание коры производится вращающимся винтом, число оборотов которого может регулироваться. Вода удаляется через отверстия в корпусе и через полый винт. Производительность пресса определяется диаметром, формой и числом оборотов шнека [6].
Режим работы прессов с коническими винтами регулируется применительно к требуемой влажности коры при помощи особого устройства, изменяющего сечение: выходного отверстия в конце пресса.
К цилиндрическим винтовым прессам относятся прессы фирмы «Сунд» (Швеция) и фирмы «Вяртсиля» (Финляндия). Фирма «Сунд»; выпускает прессы производительностью 8—ПО м3/ч, отжимающие кору до влажности 55%. Скорости вращения шнека до 8 об/мин [88].
Цепной короотжимный пресс состоит из широкого цепного пояса (транспортера), трех цилиндров, которые прижимными роликами прижимают цепной пояс к барабану. Кора поступает в приемную воронку и попадает в область между движущимся «цепным транспортером и барабаном. Продвигаясь между ними, кора отжимается под давлением, создаваемым прижимными роликами. Цепь транспортера изготовляется из прочных стальных звеньев. В зависимости от толщины слоя, состава и состояния коры скорость движения цепного транспортера и прохождения коры через пресс может изменяться.
Анализируя технические данные и опыт эксплуатации имеющихся в настоящее время короотжимных прессов, можно сказать, что ни один из них не отжимает влагу из коры ниже влажности 55%.
Экспериментальными исследованиями установлено, что для сушки измельченной древесины, коры, зерна и других сыпучих материалов и продуктов наиболее экономически целесообразно использовать высокотемпературные сушилки барабанного типа, работающие в основном на жидком (дизельном) топливе. Такие сушилки выпускаются отечественной промышленностью в основном для сельского хозяйства для сушки зерна, измельченной травы и т. д. Наиболее распространенными являются сушильные агрегаты АВМ-1,0 и АВМ-0,4 [15].
Основной особенностью высокотемпературной сушки является принцип мгновенно- высушивания. Сырая кора, предварительно измельченная на частицы равномерной длины, высушивается селективным способом. Процесс сушки протекает правильно, если каждая частица высушена до такой степени, чтобы она стала достаточно легкой для выноса ее и сушилки. Поэтому время сушки зависит не только о температуры агента сушки, но и от размера и влажности частиц. Селективный способ дает возможность получить равномерное высушивание частиц коры. Высокая температура сушки позволяет получить более интенсивное испарение влаги на единицу объема сушильного пространства [17].
Эти агрегаты по своему устройству аналогичны, они объединяют в себе высокотемпературную сушилку барабанного типа, мельницу (дробилку) молоткового типа и необходимые вспомогательные устройства для выполнения технологического процесса. КирНИИЛП провел производственные испытания сушилки АВМ-0,4 для сушки измельченной коры, в процессе которых получены удовлетворительные результаты [17].
Сушилка состоит из следующих основных узлов: рамы топочной части, топливной аппаратуры, топки, подающего транспортера, сушильного барабана, циклона сухой часть циклона. При сушке измельченной коры молотковая мельница демонтируется, и кора вентилятором транспортируется через дозатор прямо циклон. Дозатор выдает сухую ко непосредственно в загрузочное устройство пресса. Шнековый транспортер при этом убирается.
В результате производственных испытаний сушилки АВМ-0,4 на сушке измельченной коры установлены с дующие ее параметры: температура газов на входе сушильный барабан 650—700С; температура газов на выходе из сушильного барабана 90—120С; скорость вращения барабана 5 об/мин; расход дизельного топлива 82 кг/ч. Производительность агрегата (при начальной влажности 65% и конечной влажности 10—12%) составляет 700 кг/ч. Применение более жестких режимов для сушки коры при отсутствии дозирующих устройств, обеспечивающих равномерность подачи коры в сушильный барабан, не желательно, так как это приводит к возгоранию коры в сушильном барабане [6].
В настоящее время разработаны сушилки, где в качестве топлива попользуется древесная кора.
Для получения максимального испарения влаги на каждый килограмм применяемого топлива и хорошего качества сушки должны быть выполнены следующие условия [21]:
1. Совершенство регулирования и равномерная подача влажного материала в сушилку.
2. Обеспечение сушильным барабаном достаточной выдержки материала в сушильной среде.
3. Минимальные потери тепла из топки и с поверхностей сушилки.
Выполнение перечисленных условий может быть достигнуто на основе теоретических расчетов материального и теплового балансов сушилки и ряда других ее параметров с учетом конкретных факторов при сушке измельченной коры.
Для сушки измельченной древесины используют сушилки непрерывного действия. Они подразделяются на три основные группы: барабанные, пневматические и ленточные.
В барабанных сушилках материал высушивается во вращающемся барабане или в неподвижном барабане с вращающимся внутри его ротором. При вращении барабана (или ротора) происходит перемещение и перемешивание частиц, одновременно омываемых проходящим через барабан сушильным агентом. Тепло передается материалу в основном путем конвекции. В некоторых конструкциях сушилок в качестве ротора используют батарею нагревательных труб, которые обеспечивают кондуктивную передачу тепла высушиваемым частицам. Продолжительность сушки в барабанных сушилках от 3 до 15 мин.
В пневматических сушилках материал высушивается во взвешенном состоянии в потоке движущегося газа. Хорошее омывание частиц агентом сушки обеспечивает интенсивный конвективный теплообмен между ними, а следовательно, и весьма интенсивную сушку. Различают три типа пневматических сушилок:
трубы-сушилки, в которых скорость перемещения материала равна скорости движения агента сушки;
аэрофонтанные сушилки, где переменная скорость агента сушки обеспечивает многократное фонтанирование высушиваемых частиц и унос их из сушилки после полного высыхания;
сушилки с сетчатым поддоном, где сушка проходит в «кипящем» слое.
Продолжительность сушки в пневматических сушилках от 30 до 2—3 мин.
Конструкцию пневматической сушилки рассмотрим на примере сушилки с сетчатым поддоном фирмы «Келлер» (рисунок 5.1) [6]. Сушилка представляет собой металлический теплоизолированный цилиндр, разделенный внутри на три сообщающиеся камеры - камеру сушки 7, пылеотделительную камеру 9 и камеру 11 подачи газовоздушной смеси. Камера сушки отделена от пылеотделительной камеры поддоном, представляющим собой сетку из листовой стали толщиной 2 мм с отверстиями.
