專利名稱：冷凝式干燥機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及物料干燥技術(shù)領域，是一種物料干燥裝置，特別是冷凝式 千燥機。
背景技術(shù)：
熱干燥是一類常用的干燥方法，隨著能源供應的緊張和能源價格的上 漲，其能耗也成為技術(shù)發(fā)展的關鍵之一。
現(xiàn)有技術(shù)中常利用余熱為干燥過程提供熱量。比如利用換熱介質(zhì)從鍋 爐煙氣中吸熱，在干燥器中放熱，使物料升溫、干燥。但現(xiàn)有的鍋爐煙氣 余熱利用都僅限于利用煙氣的顯熱，煙氣作為熱源，降溫后的溫度仍高于 水蒸氣露點，水蒸氣不會凝結(jié)下來，而是隨煙氣排放，這樣水蒸氣就會帶 走大量的汽化潛熱。
雖然通過用冷媒介質(zhì)，如冷水、冷空氣等可以使煙氣溫度降至露點以 下，回收煙氣的顯熱和潛熱，但普通鍋爐排煙中的水蒸氣含量(以體積計)
--般不會超過20%，此時煙氣的露點低于6(TC，利用途徑非常有限，常用 的煙氣余熱利用途徑，如加熱生活熱水、低溫地板輻射采暖、加熱采暖系 統(tǒng)回水、加熱補給水、預熱空氣及熱風利用等，利用溫度都與60。C的露點 溫度溫差較小，因此通常僅能回收較少的熱量。因此，利用途徑的局限， 是煙氣余熱深度利用中主要的障礙。如果能利用冷凝與蒸發(fā)過程的相互匹 配關系，深度利用鍋爐煙氣余熱來干燥高含水率物料，則可節(jié)約能源，有 利于提高系統(tǒng)經(jīng)濟性。
但是現(xiàn)有技術(shù)中只有利用蒸汽冷凝釋放的潛熱來干燥物料的設備，使 用鍋爐的背壓蒸汽的冷凝放熱為物料的干燥提供熱量，無法直接用來作為 利用煙氣冷凝放熱進行物料干燥
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種冷凝式干燥機，利用高濕度氣體中的水蒸氣 冷凝放熱，來干燥物料的裝置。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下 一種冷凝式干燥機，其包括殼體1和換熱管2，換熱管2置于殼體1
內(nèi)，殼體1 一端設有殼體入口 11，另一端設有出口 12，殼體1下方設有 冷凝液排放口 13 ;換熱管2 —端設有加料口 21，另一端設有排料口 22， 換熱管2上側(cè)設有乏氣排放口 23，換熱管2內(nèi)軸向設有輸送機構(gòu)24，輸
其工作流程為作為干燥熱源的含有水蒸氣的熱氣體經(jīng)入口 11送入 殼體1內(nèi)，在換熱管2外流動，從出口12流出；待干燥的物料經(jīng)加料口 21給入換熱管2，由輸送機構(gòu)24沿軸向在換熱管2內(nèi)輸送；同時，待干 燥的物料被加熱，待干燥物料中的水分在換熱管2內(nèi)蒸發(fā)，水氣經(jīng)換熱管 2上側(cè)的乏氣排放口 23排出；放熱后的熱氣體在換熱管2外壁上冷凝成液， 下滴，經(jīng)殼體1下方的冷凝液排放口 13排出；物料經(jīng)干燥后，由排料U 22排出。
所述的冷凝式干燥機，其所述的換熱管內(nèi)的輸送機構(gòu)24為螺旋輸送 機、槳葉式輸送機或無軸螺旋輸送機。
所述的冷凝式干燥機，其所述含有水蒸氣的熱氣體在換熱管2外流動， 是熱氣體橫掠換熱管2。
所述的冷凝式干燥機，其所述含有水蒸氣的熱氣體在換熱管2外流動， 熱氣體與待干燥的物料為逆流。
所述的冷凝式干燥機，其所述乏氣排放口 23為負壓。
所述的冷凝式干燥機，其所述待干燥的物料為含水率>60%的濕污 泥、褐煤或生物質(zhì)燃料。
所述的冷凝式干燥機，其所述作為干燥熱源的熱氣體，為燃用經(jīng)過干 燥的物料的鍋爐所排放的煙氣.
所述的冷凝式干燥機，其所述殼體1和換熱管2，都為S形，兩者在 S形水平段正交設置，換熱管2為至少二根并聯(lián)設置；殼體入口 11設于殼 體最上層，殼體出口 12設于在殼體最下層；換熱管加料口 21設在最上層 的管段一端，排料口 22設在最下層的管段一端。所述的冷凝式干燥機，其所述殼體1為長形容器，入口 11設于殼體1 頂部，出口 12設于殼體1底部；殼體l內(nèi)設有至少兩根水平換熱管2，分
至少上下兩層布置，最底層的換熱管2上設有加料口 21，最頂層的換熱管 2上設有出料口 22;每根換熱管2兩端均伸出殼體1夕卜，相鄰兩層換熱管 2中的物料輸送機構(gòu)24輸送物料的方向相反，位于下層的換熱管2的出口 端通過斗式提升機3與其上一層的換熱管2的入口端相連，從而將待高燥 的物料逐層向上提升。
所述的冷凝式干燥機，其所述的換熱管2分至少上下兩層布置，每層 ,:少布置兩根換熱管2，同層換熱管2相互并聯(lián)。
所述的冷凝式干燥機，其所述殼體1為長形容器，入口 11與出口 12 設于水平方向的兩端，殼體內(nèi)垂直于氣體流動方向設有至少兩根換熱管2， 每根換熱管2兩端均伸出殼體1夕卜，換熱管2之間通過滑槽5相互串聯(lián)； 加料口 21設于靠近殼體1出口 12側(cè)的換熱管2的一端，出料口 22設于 靠近殼體1入口 11側(cè)的換熱管2的一端；每根換熱管2均與水平方向成 一角度，設有加料口 21的換熱管為設加料口 21的一端低、另一端高；相 鄰兩根換熱管2的傾斜方向相反，管中物料輸送機構(gòu)24輸送物料的方向 也相反。
本發(fā)明利用冷凝與蒸發(fā)過程的相互匹配關系，深度利用鍋爐煙氣余熱 來干燥高含水率物料，節(jié)約能源，有利于提高系統(tǒng)經(jīng)濟性。


圖1為本發(fā)明實施例1的示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例1的A—A剖面示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例2的示意圖。
圖4為本發(fā)明實施例2的B — B剖面示意圖。
圖5為本發(fā)明實施例3的正視示意圖。
圖6為本發(fā)明實施例3的C一C剖面示意圖。
圖7為本發(fā)明實施例4的正視示意圖。
圖8為本發(fā)明實施例4的俯視示意圖。
圖9為本發(fā)明實施例4的D—D剖面示意圖。本發(fā)明的原理是
由于燃料中含水，或是燃料中氫的燃燒，鍋爐的煙氣中含有或多或少
的水蒸氣。鍋爐的排煙溫度通常為100 250°C，煙氣中的水蒸氣還處于過 熱蒸汽狀態(tài)。如果使煙氣溫度降到露點溫度以下，其中的一部分水蒸氣將 凝結(jié)，釋放出汽化潛熱。
特別是對于燃用含水率較高的燃料的鍋爐，煙氣中水蒸氣含量較多， n/供回收利用的汽化潛熱數(shù)量可觀，因此可以利用這部分汽化潛熱來預干 燥燃料，提高入爐燃料的熱值。天然氣鍋爐的排煙中也含有大量水蒸氣， 可以利用本發(fā)明方法，回收利用煙氣余熱，特別是水蒸氣冷凝的汽化潛熱， 為物料干燥提供熱量。
本發(fā)明在管殼式換熱器的基礎上，針對高含水率煙氣和高含水率物料 的特性，通過設置物料輸送機構(gòu)來強制待干燥物料在換熱管中移動、煙氣 與物料為交叉流或逆流等手段來提高換熱效率，以盡可能的減小換熱面 積。
乏氣f I夂放口維持負壓可以使物料中的水分更快蒸發(fā)。這可以通過乏氣 排放口與引風機相連等途徑實現(xiàn)。
實施例1
見圖l、 2，為本發(fā)明的冷凝式干燥機，包括殼體1和換熱管2。換熱 管2內(nèi)設有輸送機構(gòu)24，為槳葉式輸送機；換熱管2上設有乏氣排放口 23，殼體1上設有冷凝液排放口 13。
圖2為圖1中的A-A剖面圖，所示為本發(fā)明的冷凝式干燥機中，換熱 管2的走管形式。殼體1和換熱管2，都為S形，兩者在S形水平段正交 設置，換熱管2為4根并聯(lián)設置；殼體入口 11設于殼體最上層，殼體出 口12設于在殼體最下層；換熱管加料口 21設在最上層的管段一端，排料 口 22設在最下層的管段一端。
待干燥的物料，如含水率為60%的褐煤，從位于冷凝式干燥機上層的 換熱管2上的加料口 21加入，被槳葉式輸送機構(gòu)24輸送，至該根換熱管
72的另一端排出，在重力作用下，落入位于其下方的換熱管2中，繼續(xù)被 輸送，直至由底層的換熱管2的排料口 22排出，完成干燥。
將經(jīng)過干燥的褐煤送入鍋爐焚燒，將鍋爐排放的含有水蒸氣的煙氣經(jīng) 殼體入口ll通入殼體l，橫掠換熱管2，為褐煤的干燥提供熱量。同時， 煙氣被冷卻至露點以下，其中的水蒸氣在換熱管2外凝結(jié)，從冷凝液排放 口 13排出。褐煤被加熱，其中的水分在換熱管2內(nèi)蒸發(fā)，從乏氣排放口 23引出。乏氣排放口23維持負壓。
最終，被冷卻、部分水蒸氣被冷凝的煙氣從殼體1的出口 12引出， 被干燥的褐煤從換熱管2的排料口 22排出。
根據(jù)具體需要，殼體1和換熱管2不局限于S形，還可設置為超過3 層，以獲得更多的換熱面積。
實施例2
見圖3、 4，為本發(fā)明的又一種冷凝式干燥機，包括殼體1和換熱管2。 換熱管2內(nèi)設有輸送機構(gòu)24，為無軸螺旋輸送機；換熱管2上設有乏氣排 放口 23，殼體1上設有冷凝液排放口 13。
圖4為圖3中的B-B剖面圖，所示為本發(fā)明的又一種冷凝式干燥機中， 換熱管2的排列方式。殼體l為長筒形，2根并聯(lián)的換熱管2在其內(nèi)沿軸 向布置。
將鍋爐排放的煙氣經(jīng)殼體入口 ll通入殼體l，沿殼程流動。將含水率 為75%的濕污泥經(jīng)加料口 21送入換熱管2中的無軸螺旋輸送機內(nèi)，無軸螺 旋輸送機將污泥沿換熱管2輸送，并在換熱管2的另一端排出。煙氣與污 泥為逆流，即煙氣流動方向與污泥輸送方向相反。
煙氣被冷卻至水蒸氣露點以下，其中的水蒸氣在換熱管2外凝結(jié)，從 冷凝液排放口 13排出。污泥被加熱，其中的水分在換熱管2內(nèi)蒸發(fā)，從 乏氣排放口23引出；乏氣排放口 23處維持負壓。 '
最終，被冷卻、部分水蒸氣被冷凝的煙氣從殼體1的出口 12引出， 被干燥的污泥從換熱管2的排料口 22排出，直接，或經(jīng)其它設備二次干 燥后，送入鍋爐焚燒。
根據(jù)輸送距離的需要和干燥程度的要求，可設置多段殼體1和換熱管2相互串聯(lián)，從而在完成干燥的同時進行長距離輸送，或提供更多的換熱 面積。此時每段殼體1和換熱管2都沿輸送機構(gòu)的輸送方向向上抬起一定 的角度，使每段換熱管2的末端高于串聯(lián)的下一段換熱管2的入口端，使 污泥在重力作用下自行落入下一管段。
實施例3
見圖5、 6，為本發(fā)明的第三種冷凝式干燥機，包括殼體1和換熱管2。 換熱管2內(nèi)設有輸送機構(gòu)24，為螺旋輸送機；換熱管2上設有乏氣排放口 23，殼體1上設有冷凝液排放口 13。
圖6為圖5中的C-C剖面圖，所示為本發(fā)明的第三種冷凝式干燥機中， 換熱管2的排列方式。殼體1為長形容器，入口 11設于殼體1頂部，出 口 12設于殼體1底部；殼體1內(nèi)水平設有3根相互并聯(lián)的換熱管2，換熱 管2分上下3層布置，最底層的換熱管2上設有加料口 21，最頂層的換熱 管2上設有出料口22;每根換熱管2兩端均伸出殼體1夕卜，相鄰兩層換熱 管2中的物料輸送機構(gòu)24輸送物料的方向相反，位于下層的換熱管2的 出口端通過斗式提升機3與其上一層的換熱管2的入口端相連，從而將待 高燥的物料逐層向上提升.
含有水蒸氣的溫度較高的氣體從殼體1頂部的殼體入口 11通入，從 殼體1底部的出口 12引出。待干燥的物料，如生物質(zhì)秸稈，從換熱管2 加料口 21加入，被螺旋輸送機輸送至另一端時，由斗式提升機3提升至 上一層換熱管2繼續(xù)輸送，最后干燥的物料從最上層的換熱管2排料口 22 排出。氣體橫掠換熱管2。
殼體l內(nèi)的氣體被冷卻至露點以下，其中的水蒸氣在換熱管2外凝結(jié)， 從冷凝液排放口 13排出。生物質(zhì)秸稈被加熱，其中的水分在換熱管2內(nèi) 蒸發(fā)，從乏氣排放口23引出，乏氣排放口23保持負壓。
實施例4
見圖7、 8、 9，為本發(fā)明的第四種冷凝式干燥機，包括殼體l和換熱 管2。換熱管2內(nèi)設有輸送機構(gòu)24，為螺旋輸送機；換熱管2上設有乏氣 排放口 23，殼體1上設有冷凝液排放口 13。圖9為圖7中的D-D剖面圖，所示為本發(fā)明的第四種冷凝式干燥機中， 換熱管2的排列方式。
殼體l為長形容器，入口 11與出口 12設于水平方向的兩端，殼體內(nèi) 垂直于氣體流動方向設有4根換熱管2,每根換熱管2兩端均伸出殼體1 外，換熱管2之間通過滑槽5相互串聯(lián)；加料口 21設于靠近殼體1出口 12側(cè)的換熱管2的一端，出料口 22設于靠近殼體1入口 11側(cè)的換熱管2 的一端；每根換熱管2均與水平方向成15°角，設有加料口21的換熱管 為設加料口21的一端低、另一端高；相鄰兩根換熱管2的傾斜方向相反， 管中物料輸送機構(gòu)24輸送物料的方向也相反。
含有水蒸氣的溫度較高的氣體從殼體1 一側(cè)的殼體入口 11通入，從 另一側(cè)的出口 12引出，氣體水平橫掠換熱管2。待千燥的物料，如生物質(zhì) 秸稈，從靠近殼體出口 12處的換熱管2加料口 21加入，被換熱管2中的 螺旋輸送機輸送至換熱管2位置較高的另一端后，在重力作用下沿斜槽11 進入下---根換熱管2的較低的入口，再被螺旋輸送機的輸送至位置較高的 另一端。生物質(zhì)秸稈在此過程中被加熱，其中的水分在換熱管2內(nèi)蒸發(fā)， 從乏氣排放口 23引出。最后，干燥的物料從靠近殼體入口 11處的換熱管 2排料口 22排出。
殼體l內(nèi)的氣體被冷卻至露點以下，其中的水蒸氣在換熱管2外凝結(jié)， 從冷凝液排放口 13排出。
10
權(quán)利要求
1. 一種冷凝式干燥機，其特征在于，包括殼體(1)和換熱管(2)，換熱管(2)置于殼體(1)內(nèi)，殼體(1)一端設有殼體入口(11)，另一端設有出口(12)，殼體(1)下方設有冷凝液排放口(13)；換熱管(2)一端設有加料口(21)，另一端設有排料口(22)，換熱管(2)上側(cè)設有乏氣排放口(23)，換熱管(2)內(nèi)軸向設有輸送機構(gòu)(24)，輸送機構(gòu)(24)外接動力；其工作流程為作為干燥熱源的含有水蒸氣的熱氣體經(jīng)入口(11)送入殼體(1)內(nèi)，在換熱管(2)外流動，從出口(12)流出；待干燥的物料經(jīng)加料口(21)給入換熱管(2)，由輸送機構(gòu)(24)沿軸向在換熱管(2)內(nèi)輸送；同時，待干燥的物料被加熱，待干燥物料中的水分在換熱管(2)內(nèi)蒸發(fā)，水氣經(jīng)換熱管(2)上側(cè)的乏氣排放口(23)排出；放熱后的熱氣體在換熱管(2)外壁上冷凝成液，下滴，經(jīng)殼體(1)下方的冷凝液排放口(13)排出；物料經(jīng)干燥后，由排料口(22)排出。
2. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述的換熱管內(nèi) 的輸送機構(gòu)(24)為螺旋輸送機、槳葉式輸送機或無軸螺旋輸送機。
3. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述含有水蒸氣 的熱氣體在換熱管(2)外流動，是熱氣體橫掠換熱管(2)。
4. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述含有水蒸氣 的熱氣體在換熱管(2)外流動，熱氣體與待干燥的物料為逆流。
5. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述乏氣排放口 (23)為負壓。
6. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述待干燥的物 料為含水率》60%的濕污泥、褐煤或生物質(zhì)燃料。
7. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述作為干燥熱 源的熱氣體，為燃用經(jīng)過干燥的物料的鍋爐所排放的煙氣。
8. 按權(quán)利要求1或3所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述殼體(l) 和換熱管(2)，都為S形，兩者在S形水平段正交設置，換熱管(2)為至 少二根并聯(lián)設置；殼體入口 (11)設于殼體最上層，殼體出口 (12)設于 在殼體最下層；換熱管加料口 (21)設在最上層的管段一端，排料口 (22)設在最下層的管段一端。
9. 按權(quán)利要求1或3所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述殼體(l) 為長形容器，入口 (11)設于殼體(1)頂部，出口 (12)設于殼體(1) 底部；殼體(1)內(nèi)設有至少兩根水平換熱管(2)，分至少上下兩層布置， 最底層的換熱管(2)上設有加料口(21)，最頂層的換熱管(2)上設有出 料口 (22);每根換熱管(2)兩端均伸出殼體(1)外，相鄰兩層換熱管(2) 中的物料輸送機構(gòu)(24)輸送物料的方向相反，位于下層的換熱管(2) 的出口端通過斗式提升機(3)與其上一層的換熱管(2)的入口端相連，從而將待高燥的物料逐層向上提升。
10. 按權(quán)利要求9所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述的換熱管(2) 分至少上下兩層布置，每層至少布置兩根換熱管(2)，同層換熱管(2) 相互并聯(lián)。
11. 按權(quán)利要求1或3所述的冷凝式干燥機，其特征在于，所述殼體(l) 為長形容器，入口 (11)與出口 (12)設于水平方向的兩端，殼體內(nèi)垂直 于氣體流動方向設有至少兩根換熱管(2)，每根換熱管(2)兩端均伸出殼體 (l)外，換熱管(2)之間通過滑槽(5)相互串聯(lián)；加料口 (21)設于靠 近殼體(1)出口 (12)側(cè)的換熱管(2)的一端，出料口 (22)設于靠近 殼體(1)入口 (11)側(cè)的換熱管(2)的一端；每根換熱管(2)均與水 平方向成一角度，設有加料口 (21)的換熱管為設加料口 (21)的一端低、 另一端高；相鄰兩根換熱管(2)的傾斜方向相反，管中物料輸送機構(gòu)(24) 輸送物料的方向也相反。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷凝式干燥機，涉及物料干燥技術(shù)，其包括殼體和換熱管，殼體一端設有殼體入口，另一端設有出口，殼體下方設有冷凝液排放口；換熱管一端設有加料口，另一端設有排出口，換熱管上側(cè)設有乏氣排放口，乏氣排放口與大氣相通，換熱管內(nèi)軸向設有輸送機構(gòu)，輸送機構(gòu)外接動力；多根換熱管固置于殼體內(nèi)腔，且換熱管周圓與殼體側(cè)壁密封固接。本發(fā)明的干燥機，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，收集廢棄熱能再利用，節(jié)約了成本。
文檔編號F26B17/20GK101435650SQ200810240090
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者包紹麟, 呂清剛, 朱建國, 李云玉, 李詩媛, 那永潔, 鳴 高 申請人:中國科學院工程熱物理研究所