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ES2659005T3 - Secadora de masa circulante y método para secar lodo húmedo - Google Patents

Secadora de masa circulante y método para secar lodo húmedo Download PDF

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ES2659005T3
ES2659005T3 ES14754249.2T ES14754249T ES2659005T3 ES 2659005 T3 ES2659005 T3 ES 2659005T3 ES 14754249 T ES14754249 T ES 14754249T ES 2659005 T3 ES2659005 T3 ES 2659005T3
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fluidization
circulating mass
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dryer
circulating
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Seppo Ruottu
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Endev Oy
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Endev Oy
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Abstract

Una secadora de masa circulante para secar lodo húmedo, caracterizada porque la secadora de masa circulante incluye dos sistemas de masa circulante adyacentes en comunicación de intercambio de calor entre sí, en la que el primer sistema de masa circulante es un lado del secado de lodo y el segundo sistema de masa circulante es un lado de liberación de calor, y el primero y segundo sistema de masa circulante comprenden al menos un elevador alargador (3, 16) y el elevador (3) del primer sistema de masa circulante y el elevador (16) del segundo sistema de masa circulante son adyacentes de manera que una superficie de intercambio de calor común se forma entremedias.

Description

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Secadora de masa circulante y método para secar lodo húmedo DESCRIPCIÓN
Campo de la invención
La invención se refiere a una secadora de masa circulante para secar lodo húmedo como se define en el preámbulo de la reivindicación 1 y a un método para secar lodo húmedo como se define en el preámbulo de la reivindicación 12.
Antecedentes de la invención
Se conocen a partir de la técnica anterior diferentes tipos de secadoras para el uso en diferentes tipos de procesos. Además, diferentes tipos de secadoras basadas en lecho fluidizado y tecnología de masa circulante se conocen. En términos de esta invención, la técnica anterior más cercana se representa mediante un lecho fluidizado y secadoras de masa circulante que usan de manera recuperativa agua caliente o vapor de agua como la fuente de calor.
En el fondo de las secadoras de lecho fluidizado, la velocidad vertical del material de fluidización es cero y la fracción de volumen de material sólido normalmente varía de 0,2 a 0,5. En el espacio sobre el lecho fluidizado, la fracción de volumen de material sólido es normalmente < 0,001, en cuyo caso el flujo del material de fluidización que sale de la secadora es pequeño. En secadoras de masa circulante, la fracción de volumen de material sólido en el lecho fluidizado normalmente varía de 0,1 a 0,3 y en el área sobre el lecho fluidizado, tal como en un elevador, desde 0,005 a 0,05. Debido al alto contenido de material sólido en el elevador, las secadoras de masa circulante están provistas de un separador y un canal de retorno, por lo que el material sólido que sale del elevador puede volver al lecho fluidizado.
En secadoras de lecho fluidizado basadas en suministro de calor recuperativo, las superficies de suministro de calor deben adaptarse al lecho fluidizado espeso y están sometidas a un desgaste intenso provocado por el material de fluidización. Para evitar las obstrucciones, las superficies de suministro de calor deben embalarse holgadamente. Para poder adaptar una cantidad requerida de la superficie de suministro de calor al lecho fluidizado, su volumen se vuelve grande. Por estos motivos, el consumo interno de secadoras de lecho fluidizado de burbujas es alto. Además, las superficies de suministro de calor adaptadas al lecho fluidizado transmiten la mezcla de material sólido en el lecho fluidizado y, especialmente cuando los lodos se secan, el riesgo de contaminación y obstrucción de la superficie de suministro de calor es alto. Los problemas de secadoras de lecho fluidizado de burbujas también incluyen un riesgo de fuego y explosión, porque la fracción de volumen del material sólido sobre el lecho fluidizado es pequeña, permitiendo que el polvo seco forme, en la presencia de oxígeno, una mezcla explosiva. Debido al alto desgaste, un intercambiador de calor adaptado al lecho fluidizado requiere una gran cantidad de mantenimiento, lo que limita la utilidad de la secadora.
Para remediar los defectos antes mencionados de las secadoras de lecho fluidizado de burbujas, las secadoras de masa circulante en las que las superficies de suministro de calor se adaptan sobre el lecho fluidizado se han desarrollado. La primera secadora de masa circulante que se basa en el suministro de calor recuperativo se divulga en la patente finlandesa FI 105853. La invención se caracteriza porque el elevador de la secadora de masa circulante adaptado sobre el lecho fluidizado que tiene la forma de un cilindro circular en el fondo de la secadora se forma mediante tubos de un intercambiador de calor de tubo vertical que tiene la forma de un cilindro circular, y porque el agua de liberación de calor o vapor se transporta al lado de cubierta de ese intercambiador de calor. En la invención de la patente FI 105853, el ciclón de aberturas múltiples simétrico rotativamente de la secadora de masa circulante se adapta coaxialmente sobre el intercambiador de calor de manera que el tubo ubicado en la parte intermedia del intercambiador de calor forma un canal de retorno para la masa circulante. La secadora de la patente FI 105853 y las secadoras de masa circulante basadas en suministro de calor recuperativo formadas más tarde sobre esa base remedian los defectos antes mencionados de las secadoras de lecho fluidizado, pero no los problemas que se refieren inevitablemente al uso recuperativo de vapor o agua, siendo los más significativos el caro sistema de vapor o agua caliente presurizada, la estructura presurizada cara y el alto consumo interno. El precio de la secadora se eleva considerablemente si, por la producción de agua caliente o vapor, una unidad de caldera separada debe construirse para la secadora. El documento US 3.779.181 divulga una secadora para secar lodo húmedo que comprende dos lechos fluidizados estacionarios en comunicación de intercambio de calor entre sí. Una fracción fina del lodo secado se recicla de vuelta al lecho de secado estacionario.
Objetivo de la invención
El objetivo de la invención es divulgar una solución de secado nueva para secar lodo húmedo. Además, el objetivo de la invención es divulgar una secadora de masa circulante nueva.
Sumario de la invención
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La secadora de masa circulante y el método para secar lodo húmedo de acuerdo con la invención se caracterizan por las características divulgadas en las reivindicaciones.
La invención se basa en una secadora de masa circulante para secar lodo húmedo. De acuerdo con la invención, la secadora de masa circulante incluye dos sistemas de masa circulante adyacentes en comunicación de intercambio de calor entre sí, preferentemente a través de una superficie de intercambio de calor impermeable al material, tal como de manera recuperativa a través de una superficie de intercambio de calor impermeable al material, y en la que el primer sistema de masa circulante es un lado de secado del lodo y el segundo sistema de masa circulante es un lado de liberación de calor, y el primer y segundo sistema de masa circulante comprenden al menos un elevador alargado, y el elevador del primer sistema de masa circulante y el elevador del segundo sistema de masa circulante son adyacentes de manera que una superficie de intercambio de calor impermeable al material común se forma entremedias.
Además, la invención se basa en un método para secar lodo húmedo. De acuerdo con la invención, el lodo húmedo se seca mediante una secadora de masa circulante que incluye dos sistemas de masa circulante adyacentes en comunicación de intercambio de calor entre sí y en el que el primer sistema de masa circulante es un lado de secado de lodo y el segundo sistema de masa circulante es un lado de liberación de calor y en el que el primer y segundo sistema de masa circulante comprenden al menos un elevador alargado y el elevador del primer sistema de masa circulante y el elevador del segundo sistema de masa circulante son adyacentes de manera que una superficie de intercambio de calor común se forma entremedias, y el lodo húmedo se alimenta al primer sistema de masa circulante y el material de liberación de calor se suministra al segundo sistema de masa circulante.
En esta conexión, el sistema de masa circulante del lado de secadora se menciona como el primer sistema de masa circulante y el sistema de masa circulante del lado de liberación de calor como un segundo sistema de masa circulante.
En esta conexión, el elevador puede ser cualquier tipo y forma de un canal tubular, tubería o similar, en el que las composiciones de material pueden transportarse hacia arriba en la secadora en un espacio cerrado.
Lodo significa en esta conexión cualquier material fangoso en bruto formado por un líquido y un material sólido.
La secadora de masa circulante de acuerdo con la invención se forma mediante dos sistemas de masa circulante en comunicación de intercambio de calor preferentemente a través de una superficie de intercambio de calor, en la que el primer sistema de masa circulante lleva a cabo el proceso de secado, y la energía de calor de un material de liberación de calor, por ejemplo energía de calor de un gas, se transfiere desde el segundo sistema de masa circulante a través de la superficie de intercambio de calor al primer sistema de masa circulante que lleva a cabo el proceso de secado.
En una realización, el primer sistema de masa circulante incluye primeros medios de suministro de material de fluidización, por ejemplo una conexión de suministro de material de fluidización, para suministrar material de fluidización a la cámara de fluidización del primer sistema de masa circulante, medios de suministro de lodo húmedo, por ejemplo una conexión de suministro de lodo, para suministrar lodo a la cámara de fluidización, medios de suministro de gas, por ejemplo una tubería de suministro, rejilla de distribución de gas y/o boquillas de distribución, para suministrar gas a la cámara de fluidización, al menos un primer elevador alargado preferentemente proporcionado en la dirección vertical, elevador en el que el lodo húmedo se fluidiza, es decir, se transporta hacia arriba en el espacio de fluidización junto con el material de fluidización del gas mientras se seca, un primer conjunto de canales de retorno para devolver la mezcla formada por el material de fluidización sólido y el lodo seco a la cámara de fluidización y medios de descarga de lodo seco, al menos una conexión de tubería, mediante la que el lodo seco que también puede incluir material de fluidización se descarga desde la secadora.
En un método de acuerdo con la invención, el material de fluidización se suministra a la cámara de fluidización del primer sistema de masa circulante mediante el primer medio de suministro de material de fluidización, el lodo seco mediante el medio de suministro de lodo húmedo y el gas mediante el medio de suministro de gas, el lodo húmedo se fluidiza hacia arriba junto con el material de fluidización y el gas mientras se seca en al menos un primer elevador alargado, la mezcla formada por el material de fluidización sólido y el lodo seco se devuelve mediante el primer conjunto de canales de retorno a la cámara de fluidización y el lodo seco que puede también incluir material de fluidización se descarga mediante el medio de descarga de lodo seco desde la secadora.
En una realización, el segundo sistema de masa circulante incluye segundos medios de suministro de material de fluidización, al menos una conexión de suministro, para suministrar material de fluidización a la cámara de fluidización del segundo sistema de masa circulante, medios de suministro de material de liberación de calor, por ejemplo un conjunto de tuberías de suministro, rejilla de distribución de gas y/o boquillas de distribución, para suministrar material de liberación de calor a la cámara de fluidización del segundo sistema de masa circulante, al
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menos un segundo elevador alargado preferentemente provisto en la dirección vertical, elevador en el que el material de liberación de calor se fluidiza hacia arriba junto con el material de fluidización, un segundo conjunto de canales de retorno para devolver el material de fluidización a la cámara de fluidización y medios de salida de material de fluidización, al menos una conexión de tubería, para descargar el material de fluidización desde la secadora.
En un método de acuerdo con la invención, el material de fluidización se suministra a la cámara de fluidización del segundo sistema de masa circulante mediante el segundo medio de suministro de material de fluidización y el material de liberación de calor mediante el medio de suministro de material de liberación de calor, el material de liberación de calor se fluidiza hacia arriba junto con el material de fluidización en al menos un segundo elevador alargado, el material de fluidización se devuelve a la cámara de fluidización mediante el segundo conjunto de canales de retorno y el material de fluidización se descarga como sea necesario desde la secadora mediante medios de salida de material de fluidización.
En una realización, el gas caliente se usa como el material de liberación de calor. En una realización, la temperatura del gas varía de 500 a 900 °C, en una realización preferente de 500 a 700 °C. En una realización, el gas se suministra a través del intercambiador de calor a la secadora para ajustar la temperatura a un nivel adecuado.
En una realización, la fuente de calor de la secadora de masa circulante es gas que puede incluir diferentes tipos de partículas, por ejemplo partículas de obstrucción, o vapores de condensación, incluso en un grado significativo. En una realización, el gas de combustión se usa como el gas.
El uso de gas caliente en la secadora de masa circulante como material de liberación de calor presenta muchas ventajas significativas. La temperatura media del dispositivo que funciona como el intercambiador de calor, y de esta manera también la densidad del flujo de calor, pueden ser mayores en relación con lo que sería posible si el material de liberación de calor fuera agua o vapor de agua. Como el número de intercambio de calor del lado de la secadora es del mismo orden de magnitud que el del lado de gas, la superficie de suministro de gas requerida para el intercambio de calor puede ser, en la secadora de masa circulante que usa gas caliente, solo el 20-30 % de la superficie de suministro de calor de una secadora equivalente que usa agua como la fuente de calor. Como el flujo de gas de la secadora de masa circulante y de esta manera su consumo interno es directamente proporcional al flujo de gas circulante, el consumo interno es, en la secadora de masa circulante que usa gas, normalmente solo el 2030 % del consumo interno de una secadora equivalente que usa agua o vapor como fuente de calor. La secadora de acuerdo con la invención puede implementarse como una estructura sin sobrepresión para tener unos costes de fabricación menores que una secadora equivalente que usa agua o vapor como la fuente de calor. Además, ya que la secadora de acuerdo con la invención pueden implementarse como una estructura sin sobrepresión, su superficie en sección transversal puede ser rectangular, lo que es ventajoso en términos de técnica de fabricación. La secadora no necesita clasificarse como un recipiente de presión, por lo que su uso no se limita por regulaciones referentes a recipientes de presión. Además, los sistemas de tubería presurizados o equipos requeridos para ello no son necesarios para la secadora, lo que reduce los costes generales de la planta de secadora de acuerdo con la invención incluso más. En muchos casos, también es posible evitar la parte de convección cara de la caldera, ya que se sustituye por el intercambiador de calor de la secadora de masa circulante. El precio de la energía de los gases que contienen partículas de obstrucción y vapores es significativamente menor que el de agua caliente o vapor.
A pesar de las ventajas antes mencionadas, el uso de gas como la fuente de calor de la secadora no ha sido posible antes porque el sobrecalentamiento de la estructura o el riesgo de fuego o de explosión referente al uso del gas caliente nunca se han solucionado de manera funcional. Además, nunca ha existido antes una solución estructural funcional para que un gas que contiene una gran cantidad de partículas y/o vapores de condensación pudiera haberse utilizado.
Los problemas potenciales referentes al uso de gas como fuente de calor se han solucionado en la secadora de masa circulante de acuerdo con la invención mediante la circulación en el segundo sistema de masa circulante de un material de fluidización en polvo, un material de fluidización que tiene más adecuadamente un tamaño de partícula de 0,1-0,5 mm, por ejemplo arena, en el lado del flujo de liberación de calor en la secadora de masa circulante. Esta disposición proporciona muchas ventajas. La temperatura máxima de la temperatura en el fondo del segundo sistema de masa circulante en una secadora de masa circulante de acuerdo con la invención que opera como el intercambiador de calor puede limitarse con precisión mediante el flujo de masa circulante del segundo sistema de masa circulante a un valor deseado independientemente de la temperatura del gas suministrado por el accionamiento del flujo de masa circulante del segundo sistema de masa circulante como el valor de consigna en el fondo del sistema de masa circulante del lado de liberación de calor en la secadora. El flujo de material circulante controlado del segundo sistema de masa circulante mantiene limpia la superficie de suministro de calor del lado de liberación de calor, es decir, el lado del gas, en la secadora de acuerdo con la invención, por lo que las superficies de suministro de calor pueden envasarse densamente y el intercambio de calor permanece bueno. El flujo de masa circulante del segundo sistema de masa circulante eleva el coeficiente de transmisión térmica del intercambio de calor en comparación con solo gas.
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En una realización, el primer sistema de masa circulante incluye una primera parte separadora para separar la mezcla formada por el lodo seco y el material de fluidización del resto de la suspensión de gas y componentes vaporizados y gasificados en el secado, tal como agua vaporizada, componentes gaseosos o similares. En una realización, la primera parte separadora comprende una disposición separadora que incluye un canal de entrada separador sustancialmente vertical, una guía de flujo, una cámara separadora sustancialmente horizontal, un tubo central sustancialmente horizontal y una parte cónica del separador. En un método de acuerdo con la invención, el material de liberación de calor se separa del material de fluidización mediante una segunda parte separadora en el segundo sistema de masa circulante. En un método de acuerdo con la invención, la mezcla formada por el lodo seco y el material de fluidización se separa del resto de la suspensión mediante la primera parte separadora en el primer sistema de masa circulante.
En una realización, el primer sistema de masa circulante incluye mediante de descarga separados para descargar los componentes retirados del lodo en el secado, tal como componentes vaporizados y gasificados, del primer sistema de masa circulante. En una realización, estos medios de descarga se proporcionan antes de la parte separadora. Los medios de descarga pueden incluir por ejemplo una conexión de tubería de descarga y un conjunto de tuberías de descarga.
En una realización, el segundo sistema de masa circulante incluye una segunda parte separadora para separar el material de liberación de calor y el material de fluidización entre sí. En una realización, la segunda parte separadora comprende una disposición separadora que incluye un canal de entrada separador sustancialmente vertical, una guía de flujo, una cámara separadora sustancialmente horizontal y un tubo central sustancialmente horizontal y una parte cónica del separador. En un método de acuerdo con la invención, el material de liberación de calor se separa del material de fluidización mediante la segunda parte separadora en el segundo sistema de masa circulante.
En una realización, el segundo sistema de masa circulante que incluye la agrupación formada por la cámara de fluidización, la segunda parte separadora y el segundo conjunto de canales de retorno comprende un dispositivo de regulación adaptado en el canal de retorno para regular el flujo de material de fluidización del canal de retorno. En un método de acuerdo con la invención, el flujo de material de fluidización se regula en el canal de retorno del segundo sistema de masa circulante que incluye la agrupación formada por la cámara de fluidización, la segunda parte separadora y el segundo conjunto de canales de retorno mediante el dispositivo de regulación adaptado en el canal de retorno.
La disposición separadora de acuerdo con la invención que es aplicable tanto en el primero como el segundo sistema de masa circulante tiene muchas ventajas. En el canal de entrada separador dirigido hacia abajo y vertical, la aceleración gravitacional eleva la velocidad del material sólido a separar, que puede ser desde 2 a 5 m/s superior a la velocidad de gas como se calcula de acuerdo con la superficie en sección transversal libre del canal de entrada. La disposición separadora de acuerdo con la invención proporciona una pre-separación eficaz, gracias a lo que el separador de una única fase proporciona una separación eficaz incluso con suspensiones que tienen un alto contenido de material sólido. La importancia de este hecho en las secadoras de masa circulante se acentúa incluso más porque la fracción de volumen del material sólido en secadoras de masa circulante debe ser claramente superior en el elevador, más adecuadamente de 1 al 10 %, que por ejemplo en reactores de masa circulante diseñados para combustión, en cuyo elevador la fracción de volumen del material sólido es más adecuadamente <1 %. En conclusión, las siguientes ventajas del sistema separador pueden presentarse. Gracias a la pre-separación eficaz, el separador de única fase proporciona una separación eficaz del material sólido incluso con suspensiones espesas. Gracias a la pre-separación eficaz, el grado de desgaste de las estructuras del separador es pequeño. El separador no incluye unas llamadas estructuras de tipo de estantería que acumulan material seco que podría sobrecalentarse e incluso provocar un incendio o explosión. La disposición separadora de acuerdo con la invención proporciona una estructura barata y compacta.
En una realización, la velocidad de superficie libre vertical del gas que funciona como el material de liberación de calor está dispuesta para variar de 0,5 a 3 m/s, más preferentemente de 1 a 2 m/s, en la cámara de fluidización (25) del segundo sistema de masa circulante.
En una realización, la velocidad de superficie libre vertical del gas suministrado a la primera y/o segunda parte separadora está dispuesta para variar de 5 a 20 m/s, más preferentemente de 7 a 15 m/s, en los canales de entrada.
El material de fluidización usado puede ser el mismo material de fluidización en el primer y segundo sistema de masa circulante. Como alternativa, diferentes materiales de fluidización pueden usarse en el primer y segundo sistemas de masa circulante. El material de fluidización usado puede ser cualquier material de fluidización conocido per se y aplicable para el fin de usar, por ejemplo, arena, cal granular u otro material granular, en el que el tamaño de partícula del material de fluidización varía de 0,1 a 1 mm.
En una realización, el primer y segundo sistema de masa circulante están dispuestos para formar un intercambiador
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de calor de tubo, en el que el primer sistema de masa circulante se proporciona en el lado de tubo del intercambiador de calor y el segundo sistema de masa circulante se proporciona en el lado de cubierta del intercambiador de calor. En una realización alternativa, el primer y segundo sistema de masa circulante están dispuestos para formar un intercambiador de calor de tubo, en el que el primer sistema de masa circulante se proporciona en el lado de cubierta del intercambiador de calor y el segundo sistema de masa circulante se proporciona en el lado de tubo del intercambiador de calor.
Preferentemente, la secadora de masa circulante de acuerdo con la invención se usa como un aparato operado continuamente.
Además, la invención también se refiere a una secadora de masa circulante que incluye un sistema de masa circulante para secar lodo y un lado de liberación de calor en el que un material de liberación de calor circula, y una superficie de intercambio de calor entremedias para transferir calor desde el lado de liberación de calor al secado de lodo. De acuerdo con la invención, el material de liberación de calor usado es un gas caliente. Preferentemente, la temperatura del gas caliente, por ejemplo, un gas de combustión puede variar de 300 a 1000 °C. El sistema de masa circulante para secar lodo puede ser similar al primer sistema de masa circulante divulgado en el presente documento. En una realización, el lado de liberación de calor puede estar dispuesto para rodear el sistema de masa circulante, preferentemente en el llamado lado de cubierta. En una realización, el lado de liberación de calor puede proporcionarse dentro del sistema de masa circulante, por ejemplo mediante tubos en los que fluye un gas caliente. En una realización, el lado de liberación de calor puede proporcionarse en el lado de tubo y el sistema de masa circulante en el lado de cubierta.
La secadora de masa circulante y el método de acuerdo con la invención pueden usarse en el secado de diferentes tipos de lodo. En una realización, los lodos de una planta de purificación de residuos-agua se secan.
Gracias a la secadora de masa circulante y el método de acuerdo con la invención, diferentes tipos de lodos pueden secarse eficazmente y los lodos húmedos pueden convertirse en un producto útil, por ejemplo, para un reactor de combustión.
Lista de figuras
La Fig. 1 ilustra una secadora de masa circulante de acuerdo con la invención como una vista en sección desde un primer lado,
la Fig. 2 ilustra la secadora de masa circulante de acuerdo con la Fig. 1 como una vista en sección desde un segundo lado que es perpendicular al primer lado, y
la Fig. 3 ilustra la secadora de masa circulante de acuerdo con la Fig. 1 como una vista en sección horizontal. Descripción detallada de la invención
La invención se describirá ahora a continuación mediante ejemplos de realización detallados en referencia a las figuras adjuntas.
Ejemplo 1
Las Fig. 1, 2, 3 ilustran una realización de la secadora basada en dos sistemas de masa circulante de acuerdo con la invención. La Fig. 1 y la Fig. 2 ilustran una vista lateral de la secadora de acuerdo con la invención en sección transversal y la Fig. 3 ilustra la secadora en sección transversal horizontal. El proceso de secado se lleva a cabo en el primer sistema de masa circulante que incluye una conexión de entrada de gas de fluidización (31) y una rejilla de distribución de gas (1) con boquillas de distribución para distribuir el gas de fluidización a la cámara de fluidización (2) del primer sistema de masa circulante, cámara de fluidización a la que se conectan una conexión de suministro de material de fluidización separada (12) y una conexión de suministro (13) para el material de lodo a secar así como una conexión de salida de lodo seco (14). Desde la cámara de fluidización (2), la suspensión formada por gas de fluidización, material de lodo a secar y material de fluidización se eleva en unos primeros elevadores (3), que son elevadores tubulares dispuestos verticalmente y alargados, hasta una cámara superior de revestimiento (4).
La cámara superior (4) se conecta al ciclón separador de una primera parte separadora para separar la mezcla formada por el lodo seco y el material de fluidización del resto de la suspensión con gas. El primer ciclón separador incluye un canal de entrada separador sustancialmente vertical (5), una guía de flujo (6), una cámara separadora sustancialmente horizontal (7), un tubo central sustancialmente horizontal (8) y una sección cónica (9) del separador. El extremo de entrada del canal de entrada separador rectangular vertical en sección transversal (5) del ciclón separador se adapta en la cámara superior (4). El lado más largo de la sección transversal horizontal del canal de entrada separador (5) es más adecuadamente más de dos veces la longitud del lado más corto. Para intensificar el vórtice que se forma en la cámara separadora sustancialmente horizontal (7), una guía de flujo (6) se adapta en el extremo de salida del canal de entrada (5). La ventaja de esta disposición separadora es que la mayoría del material
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sólido se separa por gravitación incluso antes de la cámara separadora (7), por donde solo pasa el material sólido en polvo, gracias a lo que la pérdida de presión y el desgaste del ciclón separador se minimizan. Dicho polvo se concentra en la pared de la cámara separadora (7) mediante el efecto del vórtice que se forma en la cámara separadora (7) y el flujo de polvo concentrado se dirige de manera gravitacional a la parte cónica (9) del separador con el resto del material sólido. El gas que contiene solo una pequeña cantidad de material sólido fino sale a través del tubo central horizontal (8). El material sólido dirigido a la parte cónica (9) se dirige gravitacionalmente al extremo superior de un conjunto de canal de retorno (10, 11) adaptado en el extremo inferior del cono. La mezcla formada por el material de fluidización sólido y el lodo seco se devuelve a la cámara de fluidización (2) del primer sistema de masa circulante a través del canal de retorno (10) y la conexión inferior (11) del canal de retorno. La conexión inferior (11) del canal de retorno se adapta para conectar el canal de retorno (10) a la cámara de fluidización (2).
Lo que se ha mencionado antes de referencia a la operación del sistema de masa circulante del lado de secadora, es decir, el primer sistema de masa circulante, también es aplicable en su mayoría al sistema de masa circulante de gas de liberación del calor, es decir, el segundo sistema de masa circulante. El segundo sistema de masa circulante incluye medios de suministro de gas de liberación de calor (15). El medio de suministro de gas (15) incluye una conexión de suministro de gas y medios para distribuir el gas, por ejemplo una rejilla de distribución de gas y boquillas de distribución a través de las que el gas de liberación de calor se distribuye a la cámara de fluidización (25) del segundo sistema de masa circulante. La superficie en sección transversal horizontal de la cámara de fluidización (25) está así dimensionada de manera que la velocidad de superficie libre vertical del gas como se calcula de acuerdo con la superficie en sección transversal libre varía más adecuadamente de 0,5 a 2 m/s. Más adecuadamente, los medios para distribuir el gas se forman mediante tuberías con orificios de pulverización en el fondo. Además, una conexión de suministro de material de fluidización (26) y conexión de salida (27) se conectan a la cámara de fluidización (25).
Desde la cámara de fluidización (25) del segundo sistema de masa circulante, la suspensión formada por el gas de liberación de calor y el material de fluidización se eleva en un segundo elevador alargado (16), en esta conexión una cubierta alrededor de los primeros elevadores (3), a la parte superior de la secadora. Una abertura (17) se adapta en la parte superior de la secadora para transportar la suspensión formada por gas de liberación de calor y material de fluidización al ciclón separador de una segunda parte separadora para separar el gas de liberación de calor y el material de fluidización entre sí. El segundo ciclón separador incluye un canal de entrada separador sustancialmente vertical (18), una guía de flujo (19), una cámara separadora sustancialmente horizontal (191), un tubo central sustancialmente horizontal (20) y una parte cónica (21) del separador. La sección horizontal del canal de entrada separador (18) es rectangular. La superficie en sección transversal libre del segundo elevador, es decir, la cubierta (16) se dimensiona así de manera que la velocidad de superficie libre vertical del gas como se calcula de acuerdo con esto sea más adecuadamente variable entre 5 a 15 m/s, preferentemente a medida que el gas llega a la parte separadora. El lado más largo de la sección transversal horizontal del canal de entrada separador (18) es más adecuadamente más de dos veces de la longitud del lado más corto. Para intensificar el vórtice formado en la cámara separadora sustancialmente horizontal (191), una guía de flujo (19) se adapta en el extremo inferior del canal de entrada (18). La superficie en sección transversal libre del canal de entrada (18) se dimensiona así de manera que la velocidad del gas como se calcula de acuerdo con esto varía más adecuadamente desde 5 a 15 m/s. Más del 99 % del material de fluidización sólido se separa así gravitacionalmente incluso antes de la cámara separadora (191), donde solo una pequeña porción del material de fluidización sólido puede pasar. Dicho material de fluidización fino se concentra en la pared de la cámara separadora (191) mediante el efecto del vórtice que se forma en la cámara separadora (191) y se dirige gravitacionalmente a la parte cónica (21) del separador. El gas sale a través del tubo central (20). El material de fluidización dirigido a la parte cónica (21) del separador se dirige gravitacionalmente al extremo superior del conjunto de canales de retorno (22, 23, 24) adaptados en el extremo inferior del cono. El material de fluidización se mueve a través de un canal de retorno (22) a un dispositivo de regulación de masa circulante (23) adaptado en la parte inferior del mismo y desde allí a través de una abertura de material de fluidización (24) a la cámara de fluidización (25) del segundo sistema de masa circulante.
El flujo de material de fluidización que pasa a través del canal de retorno (22) del segundo sistema de masa circulante se controla y regula mediante un dispositivo de regulación (23) como una consigna para la temperatura del lecho fluidizado que, dependiendo del material a secar, varía más adecuadamente de 150 a 450 °C, en la cámara de fluidización (25). Mientras que el flujo de material de fluidización circulante mantiene la temperatura del lecho fluidizado en la consigna deseada, también mantiene limpio el lado de cubierta de la secadora. El dispositivo de regulación de flujo de material de fluidización (23), tal como un accionador, es más adecuadamente neumático. Desde el dispositivo de regulación (23), el material de fluidización se mueve gravitacionalmente en un estado no empaquetado a través de la abertura (24) a la cámara de fluidización (25).
Aunque, en el ejemplo antes descrito, el sistema de masa circulante de gas de liberación de calor se adapta en el lado de cubierta de la secadora que también opera como el intercambiador de calor, la solución de acuerdo con la invención también puede llevarse a cabo de manera que el sistema de masa circulante de gas de liberación de calor se adapta en el lado del tubo de la secadora.
En una realización de la secadora de acuerdo con la invención que es preferente en términos de las características
de flujo, estructurales y térmicas, el separador del material de fluidización usado es un separador horizontal (5, 6, 7, 8, 9) y (18, 19, 191, 20, 21), en el que el canal de entrada rectangular en sección transversal (5) y (18) más adecuado del separador horizontal se dirige perpendicularmente hacia abajo sustancialmente para descargar el material de fluidización separado del separador, y la parte inferior de la cámara separadora sustancialmente 5 horizontal se acopla con la parte superior de canal de retorno mediante el cono, y la forma en sección transversal horizontal de la secadora de masa circulante es más adecuadamente rectangular.
La secadora de masa circulante y el método de acuerdo con la invención son aplicables como diferentes realizaciones para su uso al llevar a cabo soluciones más diversas de secadora y para el uso en relación con el 10 secado de la mayoría de diferentes tipos de lodo.
La invención no se limita únicamente a los ejemplos antes descritos; en su lugar, muchas modificaciones son posibles dentro del alcance de la idea inventiva definida por las reivindicaciones.

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una secadora de masa circulante para secar lodo húmedo, caracterizada porque la secadora de masa circulante incluye dos sistemas de masa circulante adyacentes en comunicación de intercambio de calor entre sí, en la que el primer sistema de masa circulante es un lado del secado de lodo y el segundo sistema de masa circulante es un lado de liberación de calor, y el primero y segundo sistema de masa circulante comprenden al menos un elevador alargador (3, 16) y el elevador (3) del primer sistema de masa circulante y el elevador (16) del segundo sistema de masa circulante son adyacentes de manera que una superficie de intercambio de calor común se forma entremedias.
  2. 2. La secadora de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer sistema de masa circulante incluye primeros medios de suministro de material de fluidización (12) para suministrar material de fluidización a la cámara de fluidización (2) del primer sistema de masa circulante, medios de suministro de lodo (13) para suministrar lodo a la cámara de fluidización (2), medios de suministro de gas (1, 31) para suministrar gas a la cámara de fluidización (2), al menos un primer elevador alargado (3) en el que el lodo húmedo se transporta hacia arriba junto con el material de fluidización y gas mientras se seca, un primer conjunto de canales de retorno (10, 11) para devolver la mezcla formada por material de fluidización sólido y lodo seco a la cámara de fluidización (2) y medios de descarga de lodo seco (14) para descargar el lodo seco de la secadora.
  3. 3. La secadora de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el primer sistema de masa circulante incluye una primera parte separadora (5, 6, 7, 8, 9) para separar la mezcla formada por el lodo seco y el material de fluidización del resto de la suspensión.
  4. 4. La secadora de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la primera parte separadora (5, 6, 7, 8, 9) comprende una disposición separadora que incluye un canal de entrada separador sustancialmente vertical (5), una guía de flujo (6), una cámara separadora sustancialmente horizontal (7), un tubo central sustancialmente horizontal (8) y una parte cónica (9) del separador.
  5. 5. La secadora de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque el segundo sistema de masa circulante incluye un segundo medio de suministro de material de fluidización (26) para suministrar material de fluidización a la cámara de fluidización (25) del segundo sistema de masa circulante, un medio de suministro de material de liberación de calor (15) para suministrar material de liberación de calor a la cámara de fluidización (25), al menos un segundo elevador alargado (16), en el que el material de liberación de calor se fluidiza hacia arriba junto con el material de fluidización, un segundo conjunto de canales de retorno (22, 23, 24) para devolver el material de fluidización a la cámara de fluidización (25) y medios de salida de material de fluidización (27) para descargar el material de fluidización de la secadora.
  6. 6. La secadora de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque el segundo sistema de masa circulante incluye una segunda parte separadora (18, 19, 191, 20, 21) para separar el material de liberación de calor y el material de fluidización entre sí.
  7. 7. La secadora de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la segunda parte separadora (18, 19, 191, 20, 21) comprende una disposición separadora que incluye un canal de entrada separador sustancialmente vertical (18), una guía de flujo (19), una cámara separadora sustancialmente horizontal (191) y un tubo central sustancialmente horizontal (20) y una parte cónica (21) del separador.
  8. 8. La secadora de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizada porque el segundo sistema de masa circulante que incluye la agrupación formada por la cámara de fluidización (25), la segunda parte separadora (18, 19, 191, 20, 21) y el segundo conjunto de canales de retorno (22, 23, 24) comprende un dispositivo de regulación (23) adaptado en el canal de retorno (22) para regular el flujo del material de fluidización en el canal de retorno.
  9. 9. La secadora de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizada porque el primer y segundo sistema de masa circulante forman un intercambiador de calor tubular, en el que el primer sistema de masa circulante se proporciona en el lado del tubo del intercambiador de calor y el segundo sistema de masa circulante se proporciona en el lado de cubierta del intercambiador de calor.
  10. 10. Un método para secar lodo húmedo, caracterizado porque el lodo húmedo se seca mediante una secadora de masa circulante que incluye dos sistemas de masa circulante adyacentes en comunicación de intercambio de calor entre sí y en el que el primer sistema de masa circulante es un lado de secado de lodo y el segundo sistema de masa circulante es un lado de liberación de calor y en el que el primer y segundo sistema de masa circulante comprenden al menos un elevador alargado (3, 16) y el elevador (3) del primer sistema de masa circulante y el elevador (16) del segundo sistema de masa circulante son adyacentes de manera que una superficie de intercambio de calor común se forma entremedias, y el lodo húmedo se suministra al primer sistema de masa circulante y el
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    material de liberación de calor se suministra al segundo sistema de masa circulante.
  11. 11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el material de fluidización se suministra mediante un primer medio de suministro de material de fluidización (12), el lodo húmedo se suministra mediante el medio de suministro de lodo húmedo (13) y el gas se suministra mediante un medio de suministro de gas (1, 31) a la cámara de fluidización (2) del primer sistema de masa circulante, el lodo húmedo se transporta hacia arriba junto con el material de fluidización y el gas mientras se seca en al menos un primer elevador alargado (3), la mezcla formada por el material de fluidización sólido y el lodo seco se devuelve mediante un primer conjunto de canales de retorno (10, 11) a la cámara de fluidización (2) y el lodo seco se descarga por el medio de descarga del lodo seco (14) desde la secadora.
  12. 12. El método de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la mezcla formada por lodo seco y el material de fluidización se separa del resto de la suspensión mediante una primera parte separadora (5, 6, 7, 8, 9) en el primer sistema de masa circulante.
  13. 13. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10-12, caracterizado porque el material de fluidización se suministra mediante el segundo medio de suministro de material de fluidización (26) y el material de liberación de calor se suministra mediante el medio de suministro de material de liberación de calor (15) a la cámara de fluidización (25) del segundo sistema de masa circulante, el material de liberación de calor se fluidiza hacia arriba junto con el material de fluidización en al menos un segundo elevador alargado (16), el material de fluidización se devuelve mediante un segundo conjunto de canales de retorno (22, 23, 24) a la cámara de fluidización (15) y el material de fluidización se descarga como sea necesario por el medio de salida de material de fluidización (27) desde la secadora.
  14. 14. El método de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el material de liberación de calor se separa del material de fluidización mediante una segunda parte separadora (18, 19, 191, 20, 21) en el segundo sistema de masa circulante.
  15. 15. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10-14, caracterizado porque el flujo del material de fluidización se regula en el canal de retorno (22) del segundo sistema de masa circulante que incluye la agrupación formada por la cámara de fluidización (25), la segunda parte separadora (18, 19, 191, 20, 21) y el segundo conjunto de canales de retorno (22, 23, 24) mediante el dispositivo de regulación (23) adaptado en el canal de retorno (22).
  16. 16. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10-15, caracterizado porque el gas caliente se usa como el material de liberación de calor.
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