Рекуперация теплоты при сушке

Если не удается применить теплый отходящий воздух в пределах сушилки, то этот воздух уходит и с ним теряется очень много тепловой энергии, особенно если учесть, что отходящий воздух при нагреве в сушилке имеет температуру 45-50°С, а при отсушке - 80-85°С.

Чтобы сохранить значительную часть этой тепловой энергии, сбрасываемой вместе с теплым воздухом, применяют нагрев холодного засасываемого воздуха в теплообменнике со стеклянными трубками. Такой теплообменник состоит из нескольких сотен стеклянных трубок, расположенных горизонтально и закрепленных между стенками канала для выпуска воздуха (рис. 2.57а).

Холодный воздух проходит через стеклянные трубки и нагревается теплым отводимым воздухом, который проходит перпендикулярно к направлению стеклянных трубок. Поэтому такой теплообменник называют теплообменником с перекрестным током.

Стеклянные трубки применяют в связи с тем, что они существенно дешевле стальных и не подвергаются коррозии отводимыми агрессивными газами. Кроме того, они легко промываются.

Экономия энергии путем ее обратного использования довольно существенна. Для приведенного примера с нагревом подводимого свежего воздуха можно определить следующую потребность в тепловой энергии (в среднегодовом выражении):

Пример

Таким образом, в нашем примере экономия составляет по крайней мере 32%.

Именно поэтому в настоящее время калорифер состеклянными трубками применяется практически на каждом современном солодовенном предприятии - он позволяет сэкономить энергию и тем самым сократить затраты.

Зимой возможная экономия на 30-35% больше, чем летом из-за более низких наружных температур.

У сушилок старой конструкции прокачка воздуха осуществлялась мощным вентилятором, расположенном в верхней части сводчатого потолка (рис. 2.57, 18). При большой высоте слоя зерна (до 1,3 м) в современных сушилках этого уже было бы недостаточно. В настоящее время применяют осевые или центробежные вентиляторы, подающие необходимое количество воздуха в слой солода в режиме всасывания или нагнетания, и тем самым этот слой постепенно становится все более проницаемым. Подаваемое количество воздуха регулируется путем частотного регулирования привода.

При достижении прорыва (окончание стадии подвяливания) необходимое количество воздуха, составляющее 4300-500 м³ воздуха на 1 т солода в час, уменьшается примерно на 50 % от этого значения.

Вместо одного высокопроизводительного центробежного вентилятора в некоторых странах применяют несколько небольших.

Удельная нагрузка в современных высокопроизводительный сушилках составляет примерно 350-500 кг ячменя в виде свежепроросшего солода на 1 м² площади решетки.

Чем больше удельная нагрузка, тем выше слой солода на решетке и тем больше должна быть мощность вентилятора. Поэтому в странах с низкими тарифами на электроэнергию более целесообразно применять большие удельные нагрузки.

Потребность в теплоте для сушки в одноярусных сушилках больше, чем в двухъярусных, так как в последних значительную часть энергии можно применять внутри сушилки повторно. Можно рассчитать среднегодовую потребность в тепле на 100 кг готового солода при использовании калорифера (теплообменника), которая составляет:

Без теплообменника указанные величины увеличиваются примерно на 35%.

Дальнейшего увеличения использования первичной энергии можно добиться путем использования блочных мини-теплоэлектроцентралей (БТЭЦ), производящих и электроэнергию, и теплоту (см. об этом раздел 10.2.5).