一種過熱蒸汽干燥系統(tǒng)及工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于工業(yè)污泥處理、化工、醫(yī)藥、木材、食品及農(nóng)副產(chǎn)品等領(lǐng)域的一種過熱蒸汽干燥系統(tǒng)及工藝，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括蒸汽壓縮機(jī)、冷凝換熱器、循環(huán)風(fēng)機(jī)、干燥室、旋風(fēng)分離器等。干燥過程中，從干燥室排出的過熱蒸汽分為兩路，一路流經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)使其溫度壓力升高后繼而通過到冷凝換熱器中冷凝并放出潛熱，同時與另外一路直接進(jìn)入冷凝器換熱器的蒸汽換熱，未壓縮的蒸汽由于吸收熱量溫度與過熱度進(jìn)一步的升高，溫度升高的過熱蒸汽繼而又通入到干燥室中進(jìn)行物料的干燥，從而形成過熱蒸汽的閉式循環(huán)以及能量的回收利用。本發(fā)明節(jié)能效果顯著，干燥產(chǎn)品品質(zhì)好，干燥無需生蒸汽，環(huán)保無異味、無氧沒有爆炸危險安全可靠。
【專利說明】一種過熱蒸汽干燥系統(tǒng)及工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于工業(yè)污泥處理、化工、醫(yī)藥、木材、食品及農(nóng)副產(chǎn)品等干燥領(lǐng)域的過熱蒸汽干燥系統(tǒng)及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]干燥是指在人工控制或者自然條件下去除物料中水分的工藝。在產(chǎn)品的加工過程中，干燥是一個非常重要的環(huán)節(jié)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)污泥處理、化工、醫(yī)藥、木材、食品及農(nóng)副產(chǎn)品等領(lǐng)域。同時，研究發(fā)現(xiàn)干燥所耗能的比例占總能耗的比例正在逐年增加，發(fā)達(dá)國家工業(yè)耗能的14%被用于干燥，而我國在這方面技術(shù)更為落后，在干燥領(lǐng)域的單位能耗更高，有些行業(yè)的干燥耗能甚至占到生產(chǎn)總耗能的35%。面對日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和環(huán)境壓力，如何降低干燥過程的能耗問題，已經(jīng)成為干燥技術(shù)研究的一個研究重點(diǎn)。
[0003]傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)普遍采用的干燥技術(shù)主要有:硫化床干燥、噴霧干燥、紅外輻射干燥、氣流干燥、熱風(fēng)干燥等，這些干燥技術(shù)發(fā)展時間長，應(yīng)用較為成熟可靠，在世界上有著較為廣泛的應(yīng)用。但是，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保是傳統(tǒng)干燥技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)。國際干燥協(xié)會主席Mujumdar教授認(rèn)為干燥技術(shù)的發(fā)展將是沿著提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高能源利用率、減少環(huán)境污染、操作安全、易于控 制等方向發(fā)展。在新型干燥技術(shù)中，過熱蒸汽干燥技術(shù)具有其自身明顯的優(yōu)勢，同時能夠很好的達(dá)到這些目標(biāo)，因此，過熱蒸汽干燥技術(shù)是最具發(fā)展?jié)摿Φ母稍锛夹g(shù)之一。
[0004]過熱蒸汽干燥是指用過熱蒸汽直接與被干燥物料接觸而去除水分的干燥方式。與傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥等干燥技術(shù)相比，過熱蒸汽干燥技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn):可充分利用蒸汽的潛熱，節(jié)能效果非常顯著，單位能耗僅為普通熱風(fēng)干燥能耗的三分之一；產(chǎn)品品質(zhì)好；傳熱系數(shù)大，比熱容大，無傳質(zhì)阻力，蒸汽用量少；無爆炸和失火的危險；具有殺菌消毒作用，同時利于保護(hù)環(huán)境。過熱蒸汽干燥設(shè)備在國外已經(jīng)開始被應(yīng)用于生產(chǎn)，并取得了很好的效果。在國內(nèi)，由于技術(shù)門檻較高，極少有應(yīng)用的生產(chǎn)。因此，研究及發(fā)展過熱蒸汽干燥技術(shù)，對于提高干燥效率、降低干燥能耗、較少環(huán)境污染，具有重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了提供一種節(jié)能效果顯著，干燥產(chǎn)品品質(zhì)好，無需外界供入生蒸汽，可適用于工業(yè)污泥處理、化工、醫(yī)藥、木材、食品及農(nóng)副產(chǎn)品等領(lǐng)域的一種過熱蒸汽干燥系統(tǒng)及工藝。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括蒸汽壓縮機(jī)(I)、冷凝換熱器(2)、水泵(3)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(4)、加熱器(5)、干燥室(6)、旋風(fēng)分離器(7)、氣液換熱器(8)、進(jìn)料斗(9)、預(yù)熱器(10)、混合室(11)、保溫水夾層(12)。其特征在于:干燥系統(tǒng)在啟動時，由于系統(tǒng)不需要外界供入生蒸汽，因此首先由加熱器(5)加熱空氣，熱空氣先由循環(huán)風(fēng)機(jī)(4)驅(qū)動，此時熱空氣成為系統(tǒng)中的閉式循環(huán)，隨著干燥過程物料水分快速蒸發(fā)到熱空氣中，系統(tǒng)中的絕大部分空氣被蒸汽所置換，此時系統(tǒng)開始進(jìn)入到過熱蒸汽干燥狀態(tài)。從干燥室(6)排出的物料受熱蒸發(fā)后產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過旋風(fēng)分離器(7)去除蒸汽中包含的固體顆粒后，分為兩路，其中一路流經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)(I)，將其溫度壓力升高，進(jìn)入到冷凝換熱器(2)中，與另外一路直接進(jìn)入冷凝換熱器(2)中蒸汽進(jìn)行換熱。由于經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)(I)壓縮的這一路蒸汽其溫度壓力比未經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)(I)的溫度要高，因而形成換熱溫差，從而在冷凝換熱器(2)中將熱量傳遞給未壓縮的蒸汽，使其溫度提高，成為過熱度更高的過熱蒸汽，這路未經(jīng)壓縮并提高過熱度后的蒸汽通過循環(huán)風(fēng)機(jī)(4)通入到干燥室(6)中對物料進(jìn)行干燥，從而形成過熱蒸汽的閉式循環(huán)；而經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)(I)的這路高溫高壓的蒸汽在冷凝換熱器(I)中放出潛熱并且冷凝成同等溫度的水，這具有一定溫度的冷凝水通過水泵(3)被打入干燥室(6)及旋風(fēng)分離器(7)的保溫水夾層(12)中，以對干燥室(6)及旋風(fēng)分離器(7)產(chǎn)生保溫效果。冷凝水從保溫水夾層(12)中流出后，通入到氣液換熱器(8)中與空氣進(jìn)行換熱，經(jīng)過換熱的冷凝水其溫度降低，直接排放或做進(jìn)一步處理。而在氣液換熱器(8)中，空氣的溫度得到升高，加熱后的空氣被通入到預(yù)熱器(10)中對來自進(jìn)料斗(9)的物料進(jìn)行預(yù)熱。經(jīng)預(yù)熱器(10)預(yù)熱的物料在混合室(11)中與部分干物料混合后通入到干燥室(6)中進(jìn)行干燥。在干燥后的干物料一部分返回到混合室(11)中與濕物料混合的同時，另外一部分干物料直接作為已烘干產(chǎn)品排出。
[0006]本發(fā)明的過熱蒸汽干燥系統(tǒng)及工藝的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)該工藝可充分回用蒸汽凝結(jié)潛熱，節(jié)能效果非常顯著，單位能耗的產(chǎn)水量是普通干燥技術(shù)的2~10倍；(2)該工藝傳熱系數(shù)大，比熱容大，無傳質(zhì)阻力，干燥速率快；(3)產(chǎn)品品質(zhì)好，且同時具有殺菌消毒的作用；(4)相對于其他過熱蒸汽干燥技術(shù)，該工藝完全不需要外界提供另外的生蒸汽，可不用為該系統(tǒng)單獨(dú)配備鍋爐及蒸汽管線；(5)用于干燥的蒸汽在系統(tǒng)內(nèi)部是閉式循環(huán)，具有過熱蒸汽干燥的所有優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)保無異味、不含氧無爆炸危險的安全干燥工藝。(6)該系統(tǒng)的壓力及物料的干燥溫度可調(diào)節(jié)，從而使得該工藝可廣泛應(yīng)用于工業(yè)污泥處理、化工、醫(yī)藥、木材、食品及農(nóng)副 產(chǎn)品等干燥領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖
[0008]圖中:1.蒸汽壓縮機(jī)2.冷凝換熱器3.水泵4.循環(huán)風(fēng)機(jī)5.加熱器
[0009]6.干燥室7.旋風(fēng)分離器8.換熱器9.進(jìn)料斗10.預(yù)熱器
[0010]11.混合室12.保溫水夾層
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0012]圖1示出了本發(fā)明的過熱蒸汽干燥系統(tǒng)工藝流程圖，參照圖1所示，在系統(tǒng)工作流程如下:
[0013]I)通過帶式傳動或其他傳動機(jī)構(gòu)將待干燥物料送入干燥室中，而后啟動系統(tǒng)。在系統(tǒng)啟動過程中，待干燥物料不再加入，待系統(tǒng)啟動完成后，送料系統(tǒng)重新工作并將待干燥物料不斷的送入系統(tǒng)內(nèi)；
[0014]2)系統(tǒng)啟動時，由加熱器(5)加熱空氣，熱空氣由循環(huán)風(fēng)機(jī)⑷驅(qū)動，此時熱空氣成為系統(tǒng)中的閉式循環(huán)。隨著干燥過程物料水分快速蒸發(fā)到熱空氣中，系統(tǒng)中的絕大部分空氣被蒸汽所置換，此時系統(tǒng)開始進(jìn)入過熱蒸汽干燥狀態(tài)，啟動過程完成；[0015]3)從干燥室(6)排出的過熱蒸汽經(jīng)過旋風(fēng)分離器(7)后分為兩路，其中一路流經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)(I)，其溫度壓力升高后繼而通過到冷凝換熱器(2)中，另外一股直接進(jìn)入冷凝換熱器⑵中；
[0016]4)在冷凝換熱器(2)中，由于經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)(I)的蒸汽其溫度壓力升高，因而形成換熱溫差，使得高溫高壓的蒸汽與未壓縮的蒸汽進(jìn)行換熱，經(jīng)過冷凝換熱器(2)的換熱，未壓縮的蒸汽由于吸收熱量溫度進(jìn)一步的升高，溫度升高的蒸汽繼而又通入到干燥室(6)中進(jìn)行物料的干燥，從而形成過熱蒸汽的閉式循環(huán)；
[0017]5)同時，經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)(I)壓縮的高溫高壓的蒸汽通過冷凝換熱器(2)的換熱，放出潛熱并且冷凝成水，具有一定溫度的冷凝水通過水泵(3)被打入干燥室(6)及旋風(fēng)分離器(7)的保溫水夾層(12)中，以形成干燥室(6)及旋風(fēng)分離器(7)的保溫效果；
[0018]6)冷凝水從保溫水夾層(12)中流出后，通入到換熱器(8)中與空氣進(jìn)行換熱，經(jīng)過換熱的冷凝水其溫度降低，直接排放。而在換熱器(8)中，空氣的溫度得到升高，加熱后的空氣被通入到預(yù)熱器(10)中對來自進(jìn)料斗(9)的待干燥物料進(jìn)行預(yù)熱；
[0019]7)經(jīng)預(yù)熱器(10)預(yù)熱的物料在混合室(11)中與部分干物料混合后通入到干燥室
(6)中干燥；
[0020]8)干燥后的物料從干燥室(6)中不斷的排出，干物料一部分返回到混合室(11)中與濕物料混合的同時，另外一部分干物料直接作為產(chǎn)品排出。
[0021]通過上述的工藝流程，達(dá)到了物料干燥、能量回收、節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的目的。本發(fā)明經(jīng)過制作的樣機(jī)的實(shí)測表明:系統(tǒng)可調(diào)節(jié)的壓力及干燥溫度使該系統(tǒng)的應(yīng)用更加靈活，簡單的構(gòu)造使該系統(tǒng)更加可靠，密閉式的過熱蒸汽循環(huán)使該系統(tǒng)具有更高的效率及更佳的節(jié)能效果。
[0022]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于工業(yè)污泥處理、化工、醫(yī)藥、木材、食品及農(nóng)副產(chǎn)品等領(lǐng)域的一種過熱蒸汽干燥系統(tǒng)及工藝，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括蒸汽壓縮機(jī)(I)、冷凝換熱器(2)、水泵(3)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(4)、加熱器(5)、干燥室(6)、旋風(fēng)分離器(7)、氣液換熱器(8)、進(jìn)料斗(9)、預(yù)熱器(10)、混合室(11)、保溫水夾層(12)，其特征在于:干燥系統(tǒng)在啟動時，由于系統(tǒng)不需要外界供入生蒸汽，因此首先由加熱器(5)加熱空氣，熱空氣先由循環(huán)風(fēng)機(jī)⑷驅(qū)動，此時熱空氣成為系統(tǒng)中的閉式循環(huán)，隨著干燥過程物料水分快速蒸發(fā)到熱空氣中，系統(tǒng)中的絕大部分空氣被蒸汽所置換，此時系統(tǒng)開始進(jìn)入到過熱蒸汽干燥狀態(tài)；從干燥室(6)排出的物料受熱蒸發(fā)后產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過旋風(fēng)分離器(7)去除蒸汽中包含的固體顆粒后，分為兩路，其中一路流經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)(I)，將其溫度壓力升高，進(jìn)入到冷凝換熱器(2)中，與另外一路直接進(jìn)入冷凝換熱器(2)中蒸汽進(jìn)行換熱；由于經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)(I)壓縮的這一路蒸汽其溫度壓力比未經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)(I)的溫度要高，因而形成換熱溫差，從而在冷凝換熱器(2)中將熱量傳遞給未壓縮的蒸汽，使其溫度提高，成為過熱度更高的過熱蒸汽，這路未經(jīng)壓縮并提高過熱度后的蒸汽通過循環(huán)風(fēng)機(jī)(4)通入到干燥室(6)中對物料進(jìn)行干燥，從而形成過熱蒸汽的閉式循環(huán)；而經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)(I)的這路高溫高壓的蒸汽在冷凝換熱器(I)中放出潛熱并且冷凝成同等溫度的水，這具有一定溫度的冷凝水通過水泵(3)被打入干燥室(6)及旋風(fēng)分離器(7)的保溫水夾層(12)中，以對干燥室(6)及旋風(fēng)分離器(7)產(chǎn)生保溫效果；冷凝水從保溫水夾層(12)中流出后，通入到氣液換熱器(8)中與空氣進(jìn)行換熱，經(jīng)過換熱的冷凝水其溫度降低，直接排放或做進(jìn)一步處理。而在氣液換熱器(8)中，空氣的溫度得到升高，加熱后的空氣被通入到預(yù)熱器(10)中對來自進(jìn)料斗(9)的物料進(jìn)行預(yù)熱；經(jīng)預(yù)熱器(10)預(yù)熱的物料在混合室(11)中與部分干物料混合后通入到干燥室(6)中進(jìn)行干燥；在干燥后的干物料一部分返回到混合室(11)中與濕物料混合的同時，另外一部分干物料直接作為已烘干產(chǎn)品 排出。
【文檔編號】F26B21/02GK104034126SQ201410276492
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】吳宏, 李育隆 申請人:吳宏, 李育隆