Suszenie lignitu różnego pochodzenia w suszarce fluidalnej toroidalnej w skali pilotażowej przy użyciu ciepła niskiej jakości
Astreszczenie
Przeprowadzono badanie eksperymentalne dla lignitów z różnych miejsc pochodzenia, tj. z Polski, Grecji, Rumunii i Australii, przy użyciu suszarki toroidalnej. Przedmiotem badania był wpływ temperatury na wydajność suszenia, w tym utratę zawartości wilgoci w czasie w ustalonych warunkach suszenia. Głównym celem było potwierdzenie możliwości wykorzystania złoża toroidalnego jako podstawy systemu suszenia, który mógłby wykorzystywać ciepło niskiej jakości ze źródeł, takich jak spaliny z kotła, oraz określenie optymalnych parametrów takiego systemu. Przeprowadzone badanie ostatecznie udowodniło wykonalność wykorzystania źródeł ciepła o niskiej temperaturze do suszenia lignitu w złożu toroidalnym. Zawartość wilgoci wynoszącą 20% można było osiągnąć dla większości testowanych lignitów, stosując złoże toroidalne, przy stosunkowo krótkich czasach przebywania (ok. 30 min) i temperaturze powietrza wynoszącej zaledwie 60 °C. Ponadto zmiana rozkładu wielkości cząstek w pewnym stopniu wpłynęła na końcową zawartość wilgoci ze względu na porywanie mokrych, drobnych cząstek. Badanie wykazało również, że za powstawanie drobnych cząstek częściowo odpowiada ścieranie się cząstek w złożu.
Słowa kluczowe:
wysuszenie;węgiel brunatny;łóżko toroidalne;ścieranie;efektywność energetyczna
1. Wprowadzenie
1.1. Suszenie lignitu
Lignit jest stałym paliwem kopalnym, które jest głównie wykorzystywane do wytwarzania energii. Pomimo ostatnich wzrostów zainstalowanej mocy ze źródeł odnawialnych, wykorzystanie lignitu jest nadal znaczące na całym świecie. W 2015 r. światowe wydobycie lignitu osiągnęło prawie 811 milionów ton [1], w tym 399 mln ton wydobytych w całej UE [2]; udział produkcji energii pochodzącej z węgla brunatnego przekracza 20% w wielu krajach, takich jak Australia, Bułgaria, Czechy, Niemcy, Grecja, Polska, Rumunia, Serbia i inne [2]. Węgiel brunatny jest paliwem stałym o niskiej zawartości węgla [3], charakteryzujący się wysoką zawartością wilgoci. Zmniejszenie zawartości wilgoci w węglu brunatnym przed jego wykorzystaniem może zwiększyć jego wartość kaloryczną, zmniejszyć koszty jego transportu na duże odległości i zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych z jego wykorzystania. Suszenie jest również typowym warunkiem wstępnym dla technologii mających na celu wytwarzanie produktów o wysokiej wartości dodanej z węgla brunatnego, takich jak dodatki glebowe [4]. Dlatego też badania mające na celu racjonalizację wykorzystania lignitu i jednoczesne wykorzystanie ciepła niskiej jakości, które w przeciwnym razie zostałoby zmarnowane, wydają się być uzasadnione.
Ostatnio wykonano wiele prac na temat podstawowych aspektów suszenia lignitu. Park i in. zbadali wpływ czasu suszenia, temperatury i prędkości środka suszącego na wydajność suszenia indonezyjskiego lignitu i opracowali model matematyczny, który umożliwiłby przewidywanie zawartości wilgoci w zależności od czasu przebywania i warunków suszenia [5]. Si i in. zbadali 3-etapowe suszenie lignitu bryłowego Shengli wspomagane mikrofalami w złożu fluidalnym i ustalili, że porowatość wysuszonego lignitu zmniejszała się wraz ze wzrostem mocy mikrofal [6]. Song i in. ustalili, że ogólna zawartość wilgoci w węglu brunatnym ze wschodniej Mongolii Wewnętrznej spadała szybciej pod wpływem większej mocy mikrofal [7]. Pusat i Herdem określili charakterystykę suszenia lignitu tureckiego Konya-Ilgin w suszarce ze stałym złożem [8]. W badaniu ustalono, że wymagany czas suszenia wzrastał wraz ze wzrostem wysokości złoża, a wpływ temperatury na szybkość suszenia wzrastał wraz ze wzrostem wysokości złoża [8]. Yang i in. przeprowadzili eksperymentalne testy ponownego wchłaniania wilgoci przez lignit po wysuszeniu w złożu stałym i ustalili najwyższą wydajność ponownego wchłaniania wilgoci dla lignitu wysuszonego w temperaturze 100 °C ze względu na wysoki względny stosunek objętości mezoporów [9]. Feng i in. zbadali wpływ mechanicznego wyrażenia cieplnego na strukturę lignitu i określili zmiany objętości porów pomiędzy surowym lignitem a lignitami suszonymi w temperaturach suszenia od 120 °C do 150 °C pod ciśnieniem odpowiednio 10 MPa i 30 MPa [10]. Wen i in. zbadali kinetykę suszenia surowego i ponownie nawilżonego lignitu i stwierdzili, że szybkość suszenia pierwszego była wolniejsza w porównaniu do drugiego [11]. Ponadto badanie wykazało, że efektywny współczynnik dyfuzji dla zwilżonego lignitu jest wyższy niż odpowiadająca mu wartość dla surowego lignitu [11].
Pawlak-Kruczek i in. przeprowadzili badanie obejmujące zarówno badania eksperymentalne, jak i symulację numeryczną procesu suszenia lignitu w złożu fluidalnym, przy użyciu niskotemperaturowego czynnika suszącego (powietrze, maks. 50 °C) [12]. Badanie udowodniło ogólną wykonalność koncepcji wykorzystania niskotemperaturowego źródła ciepła. Ponadto badanie ujawniło znaczenie takich czynników, jak właściwości strukturalne lignitu wraz z jego skurczem podczas suszenia [12]. Agraniotis i in. porównali symulacje CFD z wynikami eksperymentów z instalacji spalania paliwa pyłowego o mocy 1 MWth [13]. Wyniki wykazały dobrą zgodność między symulacją a wynikami eksperymentów. Temperatury mierzone wzdłuż osi pieca, szczególnie w dolnej części pieca, były najwyższe w przypadku wypalania suchego lignitu, gdzie opary i gaz nośny nie były ponownie wprowadzane do pieca [13]. Wydaje się to być w dobrej zgodzie z wynikami innego badania przeprowadzonego przez Tahmasebi i in., w którym zbadano związek między zawartością wilgoci a zapłonem cząstek chińskiego i indonezyjskiego lignitu [14]. W badaniu ustalono, że wzrost zawartości wilgoci w badanym węglu brunatnym znacząco opóźnił jego zapłon [14]. Symulacje numeryczne przeprowadzone przez Drosatosa i in. wykazały, że wykorzystanie wstępnie wysuszonego lignitu może poprawić elastyczność kotła i umożliwić jego pracę przy ekstremalnie niskim obciążeniu, równym 35% obciążenia nominalnego [15]. Komatsu i in. przeprowadzili eksperymenty obejmujące suszenie grubych cząstek lignitu przy użyciu przegrzanej pary wodnej o temperaturze od 110 °C do 170 °C [16]. Badania wykazały, że wartość szybkości suszenia w okresie stałej szybkości suszenia zależała wyłącznie od temperatury i wielkości cząstek lignitu, natomiast w okresie malejącej szybkości suszenia zależność ta była znacznie bardziej skomplikowana ze względu na pęknięcia, które zaczęły się tworzyć na powierzchni wysuszonej cząstki [16]. Pusat i in. badali suszenie lignitu tureckiego w złożu stałym, stosując powietrze suszące o temperaturze od 70 °C do 130 °C i prędkości od 0,4 do 1,1 m/s [17]. Wielkość cząstek lignitu wahała się od 20 do 50 mm, a dla tak grubych cząstek nie zaobserwowano stałego czasu suszenia w trakcie przeprowadzonych eksperymentów [17] Sciazko i in. przeprowadzili badania eksperymentalne dotyczące wpływu właściwości petrograficznych na charakterystykę suszenia węgla brunatnego z Turoszowa w suszeniu parą przegrzaną [18]. Badania przeprowadzono przy użyciu cząstek kulistych o średnicy 5 mm i 10 mm, w zakresie temperatur od 110 °C do 170 °C [18] i doszli do wniosku, że czas suszenia, szybkość suszenia, gradienty temperatury, pękanie i zachowanie skurczowe zależą od litotypu badanego lignitu [18].
Pękanie i ścieranie podczas suszenia australijskiego lignitu w złożu stałym i fluidalnym w temperaturze 130 °C były przedmiotem szeroko zakrojonych badań przeprowadzonych przez Stokie i in. [19]. Badanie wykazało, że główną przyczyną pęknięć jest przejście między wodą w stanie stałym a wodą niezamarzającą [19]. Zmiany wielkości cząstek pomiędzy małym stałym złożem a małym złożem fluidalnym (próbka 10 g), oznaczone średnicą d50, były nieistotne. Niemniej jednak odnotowano istotną różnicę w zmianie wielkości cząstek dla dużego złoża fluidalnego (wielkość próbki 3 kg), co wskazuje na duży wpływ efektu skali złoża.
1.2. Reaktor z łożem toroidalnym
Reaktor fluidalny toroidalny to specjalny typ reaktora fluidalnego, w którym układ dystrybucji gazu składa się z kątowych łopatek, umieszczonych na dole reaktora [20]. Taki układ pozwala na intensyfikację pracy złoża [21,22], czyli intensyfikacja wymiany ciepła i masy [20,21] a także ulepszone mieszanie [21,23,24]. Wynika to ze wzoru przepływu wirowego i jest charakterystyczne dla wszystkich reaktorów wirowych [24,25,26,27]. Pod względem wydajności reaktora umożliwia on zwiększoną przepustowość (zwiększoną produktywność) przy skróconym czasie przebywania [28]. Większość dotychczas opublikowanych prac na temat tego typu łóżek obejmuje różne rodzaje obróbki cieplnej [29,30], proces kalcynacji [31] lub intensyfikacja sorpcji w celu wychwytywania dwutlenku węgla [32]. Istnieje niewiele informacji na temat suszenia w takich złożach fluidalnych z toroidalnym wzorem przepływu [33]. Celem tego badania jest wypełnienie tej luki w wiedzy.
1.3. Cele, zakres i aspekty nowości wykonywanej pracy
Jak pokazano wRozdział 1.1, suszenie lignitu jest złożonym procesem, zależnym od wielu parametrów (temperatury, czasu przebywania, środka suszącego, metody suszenia i właściwości lignitu). Istnieje luka w wiedzy dotycząca kinetyki suszenia i zużycia energii w przypadku suszenia w silnie turbulentnych złożach toroidalnych. Ponadto jest to warunek wstępny dla wszelkich badań mających na celu integrację takich suszarek, wykorzystujących niskiej jakości ciepło odpadowe, z elektrowniami na węgiel brunatny. Pozwoliłoby to porównać potencjalne oszczędności wynikające z zastosowania nowych rozwiązań z oszczędnościami energii, już wykazanymi w przypadku istniejących rozwiązań suszenia lignitu, wykorzystujących środki suszące w wyższych temperaturach [34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46].
Niniejsze badanie ma na celu wypełnienie tej luki poprzez zbadanie suszenia lignitów różnego pochodzenia w złożu toroidalnym, przy użyciu powietrza jako środka suszącego. Oczekiwano, że taka konfiguracja spowoduje intensyfikację wymiany masy i ciepła, co umożliwi następnie wykorzystanie środka suszącego w stosunkowo niskiej temperaturze. Przeprowadzono badanie eksperymentalne, przy użyciu suszarki ze złożem toroidalnym, dla lignitów z różnych krajów pochodzenia, tj. Polski, Grecji, Rumunii i Australii. Przedmiotem badania był wpływ temperatury na wydajność suszenia, w tym utratę zawartości wilgoci w czasie przy stałych warunkach suszenia. Określono i porównano kinetykę suszenia i zużycie energii podczas suszenia w różnych średnich temperaturach. Badanie miało na celu określenie optymalnych parametrów procesu suszenia, tj. temperatury i czasu przebywania, biorąc pod uwagę szybkość suszenia i zużycie energii. Jednak inne czynniki, takie jak wilgotność względna środka suszącego wraz z inherentnymi właściwościami surowca, również miały głęboki wpływ na proces suszenia. Metodologia zastosowana w badaniu jest uniwersalna i ma zastosowanie do procesów suszenia w ogólności. Pod tym względem przeprowadzony zestaw eksperymentów można traktować jako studium przypadku udowadniające szeroką stosowalność metody badawczej.
Głównym celem przeprowadzonych badań było potwierdzenie możliwości wykorzystania złoża toroidalnego jako podstawy systemu suszenia, który mógłby wykorzystywać ciepło niskiej jakości ze źródeł takich jak spaliny z kotła. Taki typ suszarki fluidalnej nigdy nie był używany do suszenia lignitu, co wraz z potencjalnym wykorzystaniem ciepła niskiej jakości podkreśla nowość przeprowadzonych badań. Ponadto przeprowadzone badania miały na celu znalezienie najbardziej efektywnych parametrów suszarki, tj. parametrów umożliwiających osiągnięcie minimalnego zużycia energii na usunięcie 1 kg H2O zawartego na powierzchni i w porach cząstek lignitu.
2. Materiały i metody
2.1. Charakterystyka badanych lignitów
Próbki polskiego lignitu uzyskano z odkrywkowej kopalni Sieniawa. Węgiel brunatny z Sieniawy składa się głównie z litotypów ksylodetrytycznych i detroksylitycznych [47]. Grecki lignit pozyskano z kopalni South Field, która zaopatruje elektrownię Agios Dimitrios zarządzaną przez Public Power Corporation. Próbkę rumuńskiego lignitu pobrano z kopalni Peșteana, która dostarcza paliwo do elektrowni Rovinari należącej do Oltenia Energy Complex. Australijski lignit pozyskano z kopalni Yallourn w dolinie Latrobe, która zaopatruje elektrownię Yallourn należącą do Energy Australia. Wszystkie lignity zostały wstępnie rozdrobnione do nominalnej wielkości górnej warstwy 8 mm przed przeprowadzeniem testów.
Podstawową charakterystykę lignitów użytych w tym badaniu przeprowadzono za pomocą analizy przybliżonej i ostatecznej, co jest typowym sposobem charakteryzowania paliw stałych. Analiza przybliżona lignitów (Tabela 1) wykonano przy użyciu Perkin Elmer Diamond TGA (331 Treble Cove Rd., Billerica, MA 01862, USA). Podczas tych testów zastosowano następujący program:
Tabela 1.Analiza przybliżona i pierwiastkowa badanych lignitów.
(1) Etap początkowy
∘
Podgrzewanie do 105 °C; narastanie 10 °C/min
∘
Przytrzymaj 10 min
(2 a) Do uzyskania zawartości popiołu użyto powietrza:
∘
Podgrzewanie do 815 °C; narastanie 50 °C/min
∘
Przytrzymaj 15 min
(2 b) Do określenia zawartości substancji lotnych użyto argonu:
∘
Podgrzewanie do 850 °C; narastanie 50 °C/min
∘
Przytrzymaj 15 min
Wyższą wartość opałową określono przy użyciu kalorymetru bombowego IKA C2000 (KA®-Werke GmbH & Co. KG, Janke & Kunkel-Str. 10, 79219 Staufen, Niemcy), zgodnie z normą ISO 1928. Zastosowano metodę izoperiboliczną. Niższą wartość opałową obliczono na podstawie zawartości wilgoci i wodoru. Ostateczna analiza (Tabela 1) wykonano przy użyciu analizatora Perkin Elmer 2400 (331 Treble Cove Rd., Billerica, MA 01862, USA), zgodnie z polską normą PKN-ISO/TS 12902:2007. Dystrybucję wielkości cząstek określono przy użyciu zestawu kalibrowanych sit zgodnych z normą ISO 3310-1.
2.2. Stanowisko testowe — suszarka fluidalna toroidalna
Podczas serii eksperymentów opisanych w tym badaniu, do przeprowadzenia suszenia wykorzystano toroidalną platformę fluidyzacyjną. Schemat instalacji pokazano naRysunek 1. Urządzenie testowe pracowało w trybie wsadowym. Partia około 2,5 kg lignitu była ręcznie podawana przez lej zasypowy (E4 wRysunek 1) podczas każdego testu. Temperaturę powietrza suszącego utrzymywano za pomocą dwóch nagrzewnic z systemem kontroli temperatury, każda o mocy nominalnej 3 kW (E20 i E17 wRysunek 1). Powietrze suszące było dostarczane przez dmuchawę (E3 wRysunek 1) o natężeniu przepływu gorącego powietrza około 130 m3/h, aby uzyskać takie same prędkości dla każdego z testów. Natężenie przepływu kontrolowano za pomocą zaworów (E7 wRysunek 1).
Rysunek 1.Schemat instalacji Torbed.
Suszarka toroidalna pokazana na zdjęciuRysunek 1, jest pionową cylindryczną kolumną zamkniętą u góry odwróconym ściętym stożkiem, w której wymiana ciepła między powietrzem a suszonym materiałem odbywa się bezpośrednio. Na dole komory fluidyzacyjnej zainstalowane są łopatki wirowe w celu wytworzenia wiru wewnątrz komory suszącej.
W trakcie serii przeprowadzonych eksperymentów mierzono następujące parametry: temperaturę, wilgotność względną, natężenie przepływu powietrza i zużycie energii elektrycznej przez każde z urządzeń. Czujniki temperatury i wilgotności zainstalowano na wlocie gorącego powietrza do suszarki (T4 i Rh1 wRysunek 1) i na wylocie instalacji (T2 i Rh2 wRysunek 1). Temperatury mierzono przy użyciu standardowych czujników Pt1000, o parametrach zgodnych z wymaganiami klasy A określonymi w normie EN 60751. Wilgotność względną (RH), czyli objętość pary wodnej w powietrzu podzieloną przez maksymalną objętość pary wodnej, dla danej temperatury i ciśnienia, mierzono przy użyciu czujników HC1000-400 i przetworników EE31 o zakresie roboczym od 0 do 100% RH, zakresie temperatur od −40 do 80 °C, czasie reakcji < 15 s i dokładności sięgającej 2,4% (dla przedziału ufności 95%). Przepływ powietrza suszącego mierzono za pomocą przepływomierza masowego FCI ST-50 z dokładnością ±2% odczytu. Obciążenie elektryczne dmuchawy mierzono za pomocą watomierza przy użyciu licznika sieciowego ND20 produkcji Lumel, z dokładnością ±1% zakresu pomiarowego (1,65 kW). Wszystkie wartości rejestrowano z interwałem próbkowania 1 s.
2.3. Zero-wymiarowy model obliczeniowy suszenia — bilans cieplny suszarki
Na rysunku przedstawiono schemat zero-wymiarowego modelu suszarki, wykorzystanego w tym badaniu.Rysunek 2. Model opisuje suszarkę jednostopniową z dodatkowym zewnętrznym podgrzewaczem czynnika suszącego. Model składa się z kilku podzespołów. Został on użyty do obliczenia energii zużywanej przez suszarkę w trakcie całego eksperymentu, a także do obliczenia masy usuniętej wody, na podstawie wilgotności względnej powietrza na wylocie suszarki. Zgodnie z prawem zachowania energii suma entalpii wchodzącej do suszarki musi być równa sumie entalpii opuszczającej suszarkę. Równanie odpowiedniego modelu suszarki jest następujące:
��1+��2=��3+��4+��5�1+�2=�3+�4+�5
(1)
Gdzie:
Rysunek 2.Schemat suszarki jednostopniowej z dodatkowym, zewnętrznym podgrzewaczem środka suszącego.
��1�1 jest entalpią powietrza suszącego na wyjściu z wymiennika ciepła;
��2�2 to entalpia mokrego lignitu wprowadzanego do suszarki, którą można rozdzielić na entalpię wody w materiale i entalpię suchej masy;
��3�3 to entalpia wilgotnego powietrza opuszczającego suszarkę;
��4�4 to entalpia wysuszonego lignitu opuszczającego suszarnię;
��5�5 oznacza utratę entalpii do otoczenia przez obudowę suszarki.
Zgodnie z normą EN ISO 13788:2001 ciśnienie pary nasyconej obliczono:
���������=610·��17 269·��237,5+�� ������ ��≥0 °������=610·�17 269·�237,5 +� ��� �≥0°�
(2)
Gdzie:
Psiedział—prężność pary nasyconej, Pa;
T—temperatura, °C.
Bezwzględna zawartość wilgoci w powietrzu, uwzględniająca zmierzoną wilgotność względną:
��=0,622��·���������100·��−��··���������=0,622�·����100·�−�·����
(3)
Gdzie:
X—bezwzględna zawartość wilgoci w powietrzu, kg·m−3 (suche powietrze);
φ—wilgotność względna powietrza, %;
P—wilgotne (otoczenie) ciśnienie powietrza, Pa;
Psiedział—prężność pary nasyconej, Pa.
Wzrost zawartości wilgoci w powietrzu odpowiadający utracie wilgoci w węglu brunatnym:
Δ��=0,622(��2·��������2100·��−��2·���������2−��0·���������0100 ·��−�� 0·��������0)Δ�=0,622(�2·����2100·�−�2·����2−�0·����0100·�−�0 ·����0)
(4)
Gdzie:
ΔX—wzrost wilgotności bezwzględnej czynnika suszącego (powietrza), kg·m−3;
Ilość wody usuniętej z lignitu w danym przedziale czasowym odpowiada różnicy w ilości wody zawartej w powietrzu na wlocie i wylocie suszarki. Chwilowa wartość utraty wody przez lignit (pomiędzy dwoma momentami)T1 iT2) wyznacza się ze wzoru:
����������=Δ����������·���������·��������(��2−��1)� ����=Δ�����·����·����(�2−�1)
(5)
Gdzie:
Mwyparować—utrata wody w węglu, kg;
ΔX—wzrost wilgotności bezwzględnej czynnika suszącego (powietrza), kg·m−3;
������������—gęstość wilgotnego powietrza, kg·m−3;
������������—gęstość suchego powietrza, kg·m−3;
Vmokry—przepływ powietrza na wlocie suszarki, m3·h−1.
2.4. Metoda i harmonogram testowania
Badania suszenia przeprowadzono na stanowisku zaprezentowanym wRysunek 1dla strumienia gorącego powietrza 130 m3·h−1 przy temperaturach 35 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C i 80 °C. Badania prowadzono do momentu, w którym zmiana wilgotności powietrza suszącego, pomiędzy wlotem i wylotem suszarki, została uznana za nieznaczną (patrzRysunek 3). Gdy ten punkt został osiągnięty, lignit osiągnął równowagę z napływającym suchym powietrzem, więc dalsze suszenie nie było możliwe. Osiągnięcie tego stanu przez suszarkę jest określane jako osiągnięcie końcowej zawartości wilgoci, a czas osiągnięcia tej wartości jest nazywany czasem suszenia. Wraz ze wzrostem temperatury środka suszącego zwykle osiągano niższą końcową zawartość wilgoci w stosunkowo krótszym czasie suszenia.Rysunek 3przedstawia zmierzone i zarejestrowane wartości podczas testów suszenia polskiego lignitu w temperaturze 50 °C. Na wykresie przedstawiono tylko te parametry, które służą do obliczenia kinetyki suszenia i określenia zużycia energii w procesie suszenia, tj. przepływ powietrza, temperaturę i wilgotność na wlocie i wylocie suszarki).
Rysunek 3.Przykład testu suszenia polskiego węgla brunatnego w temperaturze 50 °C.
3. Wyniki
Przeprowadzono testy suszenia dla suszarki torbed, wykorzystując lignity z Polski, Grecji, Rumunii i Australii. Wyniki analizy bezpośredniej i pierwiastkowej przedstawiono wTabela 1.Rysunek 4prezentuje rozkłady wielkości cząstek, które stanowią średnie dla wszystkich testów przeprowadzonych w całym zakresie temperatur.
Rysunek 4.Rozkład wielkości cząstek węgla brunatnego różnego pochodzenia przed i po suszeniu w instalacji Torbed.
Rysunek 5porównuje medianę wielkości cząstek dla mokrego i suchego lignitu i porównuje wyniki uzyskane w tym badaniu z wynikami opublikowanymi w innym badaniu dotyczącym suszenia w złożu fluidalnym. Przedstawia odpowiednie zmiany mediany wielkości cząstek (d50) dla każdego z lignitów w wyniku przeprowadzonego suszenia. Przedstawia różnicę między polskim lignitem a innymi lignitami użytymi w tym badaniu. Pokazuje również, że zmiany mediany wielkości cząstek różniły się między lignitami. Zmiany średnic d50 różniły się między różnymi lignitami (Rysunek 5), przy czym względna zmiana była największa w przypadku węgla brunatnego z Australii, a najmniejsza w przypadku węgla brunatnego z Rumunii.
Rysunek 5.Średnia wielkość cząstek (d50) dla mokrego i wysuszonego lignitu (* wyniki Stokie et al. [19] dla porównania).
Biorąc pod uwagę zasadę działania suszarki toroidalnej, wydaje się prawdopodobne, że ścieranie cząstek można również uznać za jeden z czynników wpływających na zmianę rozkładu wielkości cząstek po wysuszeniu. Dowody osłabionej, popękanej struktury cząstek wysuszonych w toroidalnym złożu są przedstawione na zdjęciach SEM pokazanych na rysunku 8.
Rysunek 6IRysunek 7pokazują przykłady różnych rozkładów zawartości wilgoci pomiędzy cząstkami o różnych rozmiarach. Te dwa rysunki wyraźnie pokazują, że drobne cząstki zostały przedwcześnie porwane z toroidalnego złoża. Spowodowało to wyższą zawartość wilgoci w porwanych drobnych cząstkach na wylocie suszarki.Rysunek 8pokazuje różnicę w powierzchni dwóch cząstek lignitu, jednej wysuszonej w piecu muflowym w temperaturze 100 °C i drugiej wysuszonej w złożu toroidalnym w temperaturze 50 °C.
Rysunek 6.Różnica pomiędzy zawartością wilgoci w cząstkach o różnych rozmiarach dla mokrego i wysuszonego lignitu – przykład greckiego lignitu dla różnych temperatur procesu suszenia.
Rysunek 7.Różnica między zawartością wilgoci w cząstkach o różnych rozmiarach dla mokrego i wysuszonego lignitu — przykład australijskiego lignitu dla różnych temperatur procesu suszenia. Kinetyka suszenia lignitu Sieniawa w instalacji torbed oraz całkowite zużycie energii na kg usuniętej wody są przedstawione wRysunek 9IRysunek 10, odpowiednio.Rysunek 9pokazuje krzywe przedstawiające utratę wilgoci dla lignitu z kopalni Sieniawa. Poniżej końcowej zawartości wilgoci 15% następuje znaczne zmniejszenie szybkości suszenia dla wszystkich temperatur czynnika suszącego. Wartość ta nazywana jest krytyczną zawartością wilgoci i zależy głównie od struktury lignitu i jego chemii. Jest to przydatny wskaźnik, który pozwala określić proporcję wody fizycznie zatrzymanej w strukturze lignitu poprzez siły kapilarne oraz ilość wody związanej chemicznie, na przykład przez słabe wiązania wodorowe z grupami funkcyjnymi OH. Sam parametr nie daje ostrego punktu odcięcia i zależy nieznacznie od warunków suszenia.
Rysunek 8.Zdjęcia SEM australijskiego lignitu suszonego w laboratoryjnym piecu muflowym w temperaturze 100 °C (A,C,mi) i suszarce torbedowej w temperaturze 50 °C (B,D,F)—powiększenia ×300 (A,B), ×750 (C,D) i ×1500 (mi,F); próbkę przesiano przez sito o średnicy oczek 0,4 mm.
Rysunek 9.Kinetyka suszenia w instalacji torbed dla polskiego węgla brunatnego.
Rysunek 10.Całkowite zużycie energii na kg usuniętej wody podczas suszenia polskiego węgla brunatnego w instalacji torbed.
W podobny sposób przedstawiono kinetykę suszenia greckiego lignitu w instalacji torbed oraz całkowite zużycie energii na kg usuniętej wody.Rysunek 11IRysunek 12, odpowiednio. Grecki lignit wymagał znacznie dłuższego czasu przebywania, aby osiągnąć tę samą zawartość wilgoci, w porównaniu do polskiego lignitu. Energia właściwa suszenia, pokazana naRysunek 12, był podobny do poziomów zarejestrowanych dla polskiego lignitu. Jednak gwałtowny wzrost jednostkowego zużycia energii rozpoczął się znacznie wcześniej dla greckiego lignitu. Biorąc pod uwagę niemal identyczną początkową zawartość wilgoci w polskim i greckim lignicie, wydaje się prawdopodobne, że ten drugi wykazuje wyższą krytyczną zawartość wilgoci — tzn. jego suszenie jest trudniejsze.
Rysunek 11.Kinetyka suszenia w instalacji torbed dla greckiego węgla brunatnego.
Rysunek 12.Całkowite zużycie energii na kg usuniętej wody podczas suszenia greckiego węgla brunatnego w instalacji torbed.
Rysunek 13IRysunek 14pokazują odpowiednio kinetykę suszenia w instalacji torbed i całkowite zużycie energii na kg usuniętej wody dla rumuńskiego lignitu. Pod względem kinetyki suszenia rumuński lignit (Rysunek 13) można uznać za typ pośredni, który schnie szybciej w porównaniu do lignitu greckiego i wolniej w porównaniu do lignitu polskiego. Próbka lignitu rumuńskiego wykazała najniższą początkową zawartość wilgoci ze wszystkich badanych próbek. Pod względem jednostkowego zużycia energii lignit rumuński wykazał zachowanie podobne do lignitu greckiego w odniesieniu do czasu, w którym rozpoczął się gwałtowny wzrost (Rysunek 14). Kinetyka suszenia w instalacji torbed i całkowite zużycie energii na kg usuniętej wody dla australijskiego lignitu są przedstawione wRysunek 15IRysunek 16.
Rysunek 13.Kinetyka suszenia w instalacji torbed dla rumuńskiego węgla brunatnego.
Rysunek 14.Zużycie energii na kg usuniętej wody podczas suszenia rumuńskiego węgla brunatnego w instalacji torbed.
Rysunek 15.Kinetyka suszenia w instalacji torbed dla australijskiego węgla brunatnego.
Rysunek 16.Zużycie energii na kg usuniętej wody podczas suszenia australijskiego węgla brunatnego w instalacji torbed.
Dane przedstawione wRysunek 17daje wskazówkę dotyczącą wymaganego czasu przebywania, niezbędnego do osiągnięcia zawartości wilgoci 20%, z wyjątkiem lignitu australijskiego. W tym przypadku pokazano czas suszenia wymagany do uzyskania końcowej zawartości wilgoci 35%. Lignit australijski zwykle wymagał znacznie dłuższego czasu przebywania w porównaniu z innymi próbkami.
Rysunek 17.Czas suszenia niezbędny do osiągnięcia końcowej zawartości wilgoci dla badanych lignitów różnego pochodzenia w instalacji torbed.
Rysunek 18podsumowuje średnie zużycie energii wymagane do osiągnięcia zawartości wilgoci 20% dla testowanych rodzajów lignitu w instalacji torbed (z wyjątkiem lignitu australijskiego, dla którego podano energię potrzebną do wysuszenia do 35% zawartości wilgoci). Dane przedstawione wRysunek 18daje pewien wgląd, który może pomóc w optymalizacji procesu suszenia dla suszarki lignitu opartej na konstrukcji złoża toroidalnego. Pokazuje średnie całkowite zużycie energii na kg wody usuniętej podczas procesu suszenia. Przyjęto średnią, ponieważ zużycie energii przez cały proces jest interesujące z praktycznego punktu widzenia. Australijski lignit różnił się od innych testowanych lignitów, z początkową zawartością wilgoci zbliżoną do 65% i wyjątkowo niską zawartością popiołu, nieznacznie niższą niż 2% (patrzTabela 1). Ten lignit okazał się najtrudniejszy do wysuszenia (patrzRysunek 15) i wymagały najdłuższego czasu, aby osiągnąć końcową zawartość wilgoci porównywalną z tymi osiąganymi przez inne lignity. Ogólnie rzecz biorąc, końcowa zawartość wilgoci (odpowiadająca wartości wilgoci równowagowej w temperaturze powietrza suszącego) dla każdej z temperatur suszenia była najwyższa w przypadku lignitu australijskiego.
Rysunek 18.Średnie zużycie energii niezbędne do osiągnięcia zawartości wilgoci 20% dla badanych rodzajów węgla brunatnego w instalacji torbed (* zużycie energii dla australijskiego węgla brunatnego podano dla końcowej zawartości wilgoci 35%, ze względu na stosunkowo wysoką początkową zawartość wilgoci).
4. Dyskusja
Suszenie lignitu w suszarce toroidalnej następuje po redukcji wielkości poszczególnych cząstek, co powoduje znaczącą zmianę rozkładu wielkości. Jest to oczywiste, patrząc naRysunek 4, że pewna ilość drobniejszych cząstek jest produkowana podczas procesu suszenia. Wyniki uzyskane przez Stokie et al. dla tego samego rodzaju lignitu były nieznacznie różne, tj. ścieranie było znacznie niższe (Rysunek 5) W złożu fluidalnym, według Stokie et al. [19], wpływ skali był znaczący, ponieważ eksperymenty z próbką o masie 10 g nie wykazały ścierania, podczas gdy eksperymenty z próbką o masie 3 kg wykazały pewne różnice między d50 próbek lignitu mokrego i wysuszonego (Rysunek 5). Ponieważ wielkość próby użyta w tym badaniu była podobna (2,5 kg), można stwierdzić, że efekt ścierania podczas suszenia w złożu toroidalnym jest znacznie większy w porównaniu ze zwykłym złożem fluidalnym. Może to być wykorzystane jako potwierdzenie wyższego stopnia turbulencji zachodzącej w złożu toroidalnym.
Przyglądając się przykładom greckiego i australijskiego węgla brunatnego, efektowi suszenia (Rysunek 6IRysunek 7, odpowiednio) stosunkowo łatwo zaobserwować, że ogólnie drobne cząstki wykazują stosunkowo wyższą zawartość wilgoci po wysuszeniu w złożu toroidalnym. Wydaje się prawdopodobne, że jest to spowodowane porywaniem drobnych cząstek z toroidalnego złoża, gdy gęstość cząstki zmniejsza się wraz z suszeniem, obniżając tym samym prędkość końcową danej cząstki. Największą różnicę uzyskano dla australijskiego lignitu, który miał również znacznie niższą zawartość popiołu w porównaniu z innymi rodzajami lignitu. Wydaje się prawdopodobne, że niska zawartość popiołu odpowiada niższej rzeczywistej gęstości cząstek. Obserwowane porywanie zmniejszyło czas przebywania cząstek, co utrudniało suszenie drobnych cząstek. Oczywiste jest, że wystarczająco niska temperatura środka suszącego w złożu toroidalnym, zmniejszona przez parowanie, zmniejsza jego prędkość na tyle, aby zminimalizować utratę mokrych drobnych cząstek, co jest wyraźnie wykazane wRysunek 7.
W niektórych przypadkach (Rysunek 7) również cząstki australijskiego lignitu o średnicy stosunkowo zbliżonej do wielkości górnej wykazywały zawartość wilgoci powyżej średniej dla całej próbki. Z drugiej strony należy to przypisać niewystarczającemu czasowi suszenia, który był konsekwencją znacząco wysokiej początkowej zawartości wilgoci lignitu. W przypadku grubych cząstek wymagany byłby dłuższy czas przebywania, aby osiągnąć zawartość wilgoci podobną do cząstek o średniej wielkości.
Innym czynnikiem odgrywającym ważną rolę w zmianie rozkładu wielkości cząstek wysuszonej próbki jest kurczenie się cząstek podczas procesu suszenia – jak już przedstawiono wRysunek 4. Takie zachowanie może spowodować kurczenie się większych cząstek, zwiększając tym samym całkowity udział drobnych cząstek, gdy weźmie się pod uwagę skumulowany rozkład wielkości. Z drugiej strony, można rozsądnie oczekiwać, że kurczenie się cząstek zrównoważy wspomniany wcześniej efekt przedwczesnego wciągania drobnych cząstek, ze względu na zwiększoną gęstość dla tej samej suchej masy cząstki, spowodowaną zmniejszoną objętością cząstki.
Pęknięcia struktury są wyraźnie widoczne na zdjęciach SEM o większych powiększeniach (×1500). Pęknięcia te nie pojawiły się, gdy ta sama próbka była suszona w laboratoryjnym piecu muflowym (na tacach). Dlatego wydaje się prawdopodobne, aby wyciągnąć wniosek, że pęknięcia nie były spowodowane odparowaniem samej wody, ale raczej zasadą działania złoża. Tak więc ścieranie i rozpadanie się cząstek można uznać za jeden z czynników wpływających na zmianę rozkładu wielkości cząstek wysuszonego lignitu. Ze względu na wspomniane osłabienie struktury wysuszonych cząstek można rozsądnie oczekiwać, że podatność wysuszonego lignitu na mielenie z pewnością wzrośnie w porównaniu z odpowiadającym mu mokrym surowcem. Ponadto stopień zmian między lignitami różnego pochodzenia znacznie się różnił w przypadku tych samych warunków suszenia (Rysunek 4), co sugeruje pewne różnice strukturalne między wszystkimi różnymi rodzajami lignitu w zakresie tego badania. Nie należy jednak pomijać negatywnych skutków, ponieważ produkcja dodatkowych ilości drobnych cząstek może doprowadzić mieszaninę środka suszącego i wysuszonego lignitu do granicy stężenia wybuchowego, co w połączeniu z wysokim tarciem może spowodować wyładowanie statyczne i wybuch. Dlatego też większość uwagi projektanta powinna być skierowana na uziemienie części w suszarce i przewodach, które mają kontakt ze złożem materiału porywanego przez środek suszący. Ponadto należy dokładnie rozważyć obciążenie stałe (proporcję objętościowego przepływu powietrza i masowego natężenia przepływu surowca), aby uzyskać stężenie drobnych cząstek poniżej dolnej granicy wybuchowości (LEL) danego surowca.
Konkretna energia zużyta na usunięcie kilograma wody, przedstawiona na rysunkuRysunek 10, składa się z ciepła potrzebnego do podgrzania środka suszącego (powietrza) od temperatury otoczenia do temperatury suszenia oraz energii elektrycznej zużywanej przez dmuchawę. Ta ostatnia zmienia się nieznacznie ze względu na zmniejszony spadek ciśnienia przez łożysko toroidalne, spowodowany zmniejszoną masą, ze względu na stopniowe suszenie. Jednak główna zmiana konkretnej energii suszenia jest spowodowana faktem, że ta sama energia cieplna powietrza jest zużywana przez mniejszą ilość wilgoci usuniętej z materiału — tj. utrata masy spowodowana usunięciem wilgoci jest stopniowo mniejsza (mniejsze dm/dt). Podobne informacje można uzyskać zRysunek 3, w którym wilgotność względna środka suszącego na wylocie z suszarki osiąga wyraźne maksimum i zaczyna spadać powyżej tego punktu.
Całkowita energia właściwa do suszenia może być znacznie niższa w przypadku odzyskiwania ciepła z powietrza wylotowego, zwłaszcza przy wyższej temperaturze powietrza wejściowego. Obserwacje są podobne dla wszystkich badanych próbek lignitu. Niemniej jednak same wyniki są różne, pomimo wspólnego wzorca. Te różnice sugerują różnice strukturalne między lignitami różnego pochodzenia.
Jednym z interesujących zjawisk było wyższe zużycie energii na suszenie rumuńskiego lignitu w temperaturze 35 °C i 50 °C. Można to wyjaśnić stosunkowo wysoką opornością złoża w porównaniu z innymi lignitami. Ponadto zmiana w rozkładzie wielkości cząstek między mokrym i wysuszonym rumuńskim lignitem jest jedną z najniższych wśród wszystkich lignitów (patrzRysunek 4). Może to sugerować, że ścieranie staje się bardziej znaczące dopiero po suszeniu w temperaturach wyższych niż 50 °C. Porównując to do zużycia energii na suszenie greckiego lignitu (Rysunek 12) można zasadnie wnioskować, że próg ścieralności jest wyższy w przypadku rumuńskiego lignitu (Rysunek 4). W przypadku lignitu greckiego tylko test przeprowadzony w temperaturze 35 °C wykazał wyższe zużycie energii w porównaniu do suszenia tego samego lignitu w wyższych temperaturach. W przypadku obu rodzajów lignitu różnice strukturalne wydają się być jedynym prawdopodobnym wyjaśnieniem tego zachowania. Co więcej, takiego zachowania nie zaobserwowano podczas prób przeprowadzonych z lignitem polskim. Wspólnym wskaźnikiem podobieństwa strukturalnego może być zawartość popiołu, ponieważ była podobna zarówno dla lignitu greckiego, jak i rumuńskiego (ok. 40%), która różniła się od obu lignitów polskich (zawartość popiołu ok. 20% dla obu).
Właściwy dobór optymalnych parametrów suszenia powinien być dokonany dla każdego rodzaju lignitu indywidualnie, ze względu na jego unikalne właściwości, określone przez jego strukturę. Ponadto, pierwsze oszacowanie parametrów suszenia ma również kluczowe znaczenie w kontekście właściwego doboru wielkości suszarki, która powinna spełniać wymagane oczekiwania pod względem jej wydajności i jakości produktu, zdefiniowanej przez wymaganą zawartość wilgoci w wysuszonym lignicie. Podsumowanie danych przedstawiono wRysunek 17IRysunek 18. Uzyskane wyniki wyraźnie pokazują, że zmiana wymaganego czasu przebywania traci znaczenie dla temperatur suszenia wyższych niż 60 °C, co oznacza, że wyższe temperatury suszenia nie pozwolą na żadne znaczące korzyści w zakresie zmniejszenia rozmiarów sprzętu suszącego. Dane te można również wykorzystać do optymalizacji istniejącej jednostki, przy założeniu, że podobna procedura testowa zostanie zastosowana do konkretnego lignitu. Przedstawione dane mogą również pomóc w zarządzaniu oczekiwaniami co do zawartości wilgoci, którą można osiągnąć w praktyce dla każdego z lignitów z osobna. Zestaw przeprowadzonych testów pozwolił nam ustalić, że dla większości lignitów możliwa do osiągnięcia zawartość wilgoci po wysuszeniu wynosi 20%. Jedynym wyjątkiem jest lignit z Australii, w przypadku którego możliwa do osiągnięcia zawartość wilgoci po wysuszeniu została oceniona na 35%. Lignit z Sieniawy został wybrany jako ogólna reprezentatywna próbka dla polskich lignitów.
Wysoka początkowa zawartość wilgoci i struktura fizyczna australijskiego lignitu stwarzały trudności praktyczne ze względu na grudki materiału złoża przywierające do ścian i opadające z powrotem na złoże w wyniku ścierania, co zniekształcało pomiary jednostkowego zużycia energii (patrzRysunek 16). Grudki, które przykleiły się do ścianek suszarki, w pewnym momencie opadły, prawdopodobnie z powodu ścierania, spowodowanego przez toroidalne złoże. Niemniej jednak można stwierdzić, że konkretne zużycie energii na suszenie australijskiego lignitu było znacznie wyższe niż w przypadku wszystkich innych rodzajów lignitu przy końcowej wilgotności rzędu 10%.
Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie lignity, z wyjątkiem australijskiego, wykazują podobne wymagane czasy przebywania, co wskazuje, że wymagany rozmiar suszarki nie będzie się znacząco różnić w tych przypadkach. W przypadku suszenia polskiego lignitu w temperaturze 35 °C wymagany czas jest również znacząco różny w porównaniu do lignitu rumuńskiego i greckiego. W przypadku polskiego lignitu czas suszenia lignitu w temperaturze 35 °C wynosił 73 min, osiągając końcową zawartość wilgoci 12,9%. Suszenie w temperaturze 70 °C i 80 °C skutkowało znacznie krótszym czasem suszenia (około 28 min) i pozwoliło na osiągnięcie większego stopnia wysuszenia — osiągając końcową wilgotność poniżej 8%.
Patrząc naRysunek 18jasno wynika, że dla wszystkich lignitów, z wyjątkiem australijskiego, temperatura suszenia 60 °C jest najbardziej korzystna z punktu widzenia optymalizacji energetycznej, ponieważ pozwala zminimalizować zużycie energii. Optymalna temperatura suszenia dla australijskiego lignitu wynosi wyraźnie 50 °C. Wydaje się ważne, aby zauważyć, że specyficzne zużycie energii dla rumuńskiego lignitu nadal nieznacznie spada w przypadku temperatur suszenia wyższych niż 60 °C. Jednak znaczenie jest nieistotne, dlatego w takim przypadku zaleca się najniższą możliwą temperaturę suszenia. Powodem tego nie byłoby bezpośrednie połączenie z samą suszarką, ale raczej ze źródłem ciepła. Zakładając, że suszenie odbywałoby się u źródła lignitu, gdzie znajduje się również elektrownia, jednym z możliwych źródeł ciepła dla ogrzanego powietrza byłyby gazy spalinowe za podgrzewaczem powietrza. Niższa temperatura powietrza suszącego umożliwiłaby zatem wyższe ΔTdo wymiennika ciepła podgrzewającego powietrze suszące. W związku z tym wymagana byłaby mniejsza powierzchnia wymiany ciepła, co oznaczałoby niższy koszt takiego urządzenia. Ponadto, jeśli udałoby się osiągnąć temperaturę poniżej punktu rosy spalin, kondensacyjny wymiennik ciepła pozwoliłby odzyskać dodatkowe ciepło ze spalin.
Jednym z najważniejszych parametrów jest zużycie energii na kg wilgoci usuniętej z materiału. Zużycie energii jest bardzo ważne pod względem ekonomii procesu suszenia. Jego wartość będzie zależeć od dostępności ciepła do suszenia i możliwości wykorzystania ciepła odpadowego. Czas przebywania jest również ważny, ponieważ określa wielkość sprzętu, co z kolei ma głęboki wpływ na całkowity koszt suszarki.
Wydaje się, że nie ma reguły co do najlepszego możliwego typu suszarki, którą można by wybrać w przypadku dowolnego rodzaju lignitu. Przy wyborze najbardziej odpowiedniego typu suszarki i późniejszym wyborze optymalnych parametrów procesu należy wziąć pod uwagę wiele czynników. Jeśli chodzi o suszenie w złożu toroidalnym, jednym z czynników determinujących optymalne parametry procesu jest rozkład wielkości cząstek surowca. Obawy są uzasadnione zarówno z punktu widzenia wydajności, jak i zdrowia i bezpieczeństwa. Jednym z kluczowych aspektów jest natężenie przepływu środka suszącego i stosunek środka suszącego do ilości wysuszonych ciał stałych. Suszenie przy zbyt niskim objętościowym natężeniu przepływu środka suszącego określi stosunkowo długi czas przebywania, co może skutkować wyższymi nakładami inwestycyjnymi ze względu na większą suszarkę. Z drugiej strony zbyt wysokie objętościowe natężenie przepływu środka suszącego może powodować nierównomierne suszenie z powodu przedwczesnego wciągania drobnych cząstek ze złoża. Ponadto, ze względu na charakter złoża toroidalnego, zwiększone tarcie może zwiększyć generowanie drobnych cząstek, wzmacniając w ten sposób proces. Na dodatek dodatkowa generacja drobnych cząstek może potencjalnie stanowić problem bezpieczeństwa, jeśli zostanie wygenerowana wystarczająca ilość drobnych cząstek, aby uzyskać atmosferę wybuchową, zwłaszcza biorąc pod uwagę tarcie, które może potencjalnie wywołać wyładowanie statyczne (źródło zapłonu). Na szczęście w tym przypadku para wodna, unoszona przez suszące powietrze, jest naturalnym inhibitorem. Jednak ten aspekt należy rozważyć w każdym przypadku indywidualnie, ponieważ różne lignity wykazywały różne zachowania pod względem generowania drobnych cząstek podczas suszenia. Prawidłowe uziemienie urządzenia powinno być wdrożone w każdym przypadku jako środek ostrożności przed wyładowaniem statycznym. Ponadto właściwy wybór maszyn rozdrabniających skutkujący korzystniejszym rozkładem wielkości przetworzonego surowca może dodatkowo poprawić aspekt bezpieczeństwa. Temperatura jest ważnym parametrem zarówno ze względu na jej wpływ na proces suszenia, jak i na szybkość przepływu środka suszącego, ponieważ zmienia gęstość środka suszącego, a także ma pewien wpływ na opór hydrauliczny samego złoża. Zbyt niska temperatura wydłużyłaby czas przebywania, a zbyt wysoka mogłaby dodatkowo wzmocnić nierównomierne suszenie cząstek o różnych rozmiarach.
Z drugiej strony, wysoka temperatura i wysoki przepływ powietrza suszącego zwiększają pękanie cząstek, co może być korzystne pod względem możliwości mielenia wysuszonego lignitu. Z perspektywy efektywności energetycznej wydaje się korzystne maksymalizowanie różnicy między wilgotnością względną środka suszącego na wylocie i wlocie do suszarki. Może to dać pewne dodatkowe korzyści związane z bezpieczeństwem, o których mowa powyżej (para wodna ma właściwości zobojętniające). Ponadto, najwyższa możliwa wilgotność względna wydaje się korzystna w przypadku, gdy ciepło utajone ma być przynajmniej częściowo odzyskiwane w wymienniku ciepła, po suszarce. Jeśli zaprojektowana suszarka ma być umieszczona w elektrowni, najniższa możliwa temperatura suszenia również zwiększyłaby odzysk ciepła utajonego ze spalin, umożliwiając wykorzystanie ciepła niskiej jakości. To samo dotyczyłoby odzysku ciepła z wody chłodzącej skraplacza. Jednak w tym przypadku temperatura środka suszącego musiałaby być wystarczająco niska, aby umożliwić wymianę ciepła między środkiem suszącym pobranym z otoczenia a wodą chłodzącą wypływającą ze skraplacza. W obu przypadkach kompromisem byłaby wielkość wymienników ciepła, wielkość samej suszarki i zużycie energii elektrycznej przez urządzenia pomocnicze, takie jak dmuchawy.
Konkretnie, z punktu widzenia surowca, wydaje się ważne, aby zauważyć, że różnice między właściwościami różnych rodzajów lignitu i różne wyniki testów suszenia implikują różnice strukturalne między testowanymi gatunkami. Ponadto wydaje się, że zawartość popiołu może być cennym wskaźnikiem podobieństwa między dwoma różnymi rodzajami lignitu i jego zachowaniem podczas suszenia.
Suszenie przy użyciu powietrza w niższym zakresie temperatur wykazało, że potrzeba znacznie dłuższego czasu przebywania, aby osiągnąć pożądaną zawartość wilgoci. Oznaczałoby to konieczność użycia porównywalnie większej suszarki w celu osiągnięcia podobn
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
