Кінетика процесу сушіння композиційних біогранул на конвективному сушильному стенді

Анотація

На сьогодні в Україні існує така проблема, як переповнення мулових карт, до яких постійно додають активний мул, що з часом перетворюється на мулові відкладення. Крім того, накопичені мулові відкладення застарілі, через що вони втратили переважну кількість біогенних речовин, стали занадто мінералізованими й майже непридатними до безпосереднього одержання з них біопалива. Їх ліквідація потрібна для ефективної та безперебійної експлуатації очисних споруд, а також для рекультивації земель. Однак для розв’язання цієї проблеми можна використовувати застарілі мулові відкладення при створенні палива на основі торфу та біомаси, що набуває актуальності через енергетичну кризу у всьому світі. Тому нині нагальним завданням є розробка технології переробки застарілих мулових відкладень на паливні гранули, які можуть використовуватися як паливо для, наприклад, міні-ТЕЦ, що одночасно виробляють теплову й електричну енергію. Зауважимо, що застарілі мулові відкладення мають малий вміст органічної складової, з огляду на це для кращої їх утилізації запропоновано створювати композитні гранули, а отримана при подальшому їх сушінні й спалюванні зола застосовуватиметься для виготовлення будівельних матеріалів. Метою роботи було проведення дослідження процесу сушіння композитних гранул на конвективному стенді й узагальнення результатів теоретичним розрахунком. У роботі вивчені процеси сушіння композиційних гранул на основі застарілих мулових відкладень, торфу й біомаси і визначені ефективні режими сушіння. Виявлено вплив температури теплоносія на тривалість сушіння мулоторфяної композиції: підвищення температури зменшує тривалість сушіння гранул у 1,4 раза. Крім того, при порівнянні кінетики сушіння дво- і трикомпонентних гранул при температурі 80 °С та 120 °С встановлено, що тривалість сушіння трикомпонентних гранул в 1,1–1,4 раза менша, ніж у двокомпонентних, тобто підвищення температури теплоносія зменшує тривалість сушіння трикомпонентних гранул приблизно у 1,5 раза. Теоретичні дослідження, за підсумками яких побудовані узагальнені криві сушіння композиційних гранул, розраховані за до допомогою методу В. В. Краснікова, показали збіг з експериментальними даними. З узагальнених кривих сушіння і швидкості сушіння розраховані відносні й кінетичні коефіцієнти сушіння, отримані формули тривалості сушіння дво- і трикомпонентних гранул.