一種雙干燥室多功能干燥設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多技術(shù)聯(lián)合干燥技術(shù)與設(shè)備領(lǐng)域，具體地說是一種雙干燥室多功能干 燥設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 干燥自古以來就與人們的生活密切相關(guān)。當前世界面臨著巨大能源危機，能源短 缺嚴重威脅著經(jīng)濟的發(fā)展，已經(jīng)成為世界亟需解決的一大難題，預(yù)計2020年世界能源需求 量將達到128. 89億噸油當量，2025年達到136. 50億噸油當量，年均增長率為1. 2%。對于 中國來說，特別是近幾年來經(jīng)濟規(guī)模不斷擴大以及人口基數(shù)較大兩大主因的影響下，中國 能源供給出現(xiàn)許多問題，而僅干燥作業(yè)作為中國的耗能大戶之一就消耗國民經(jīng)濟總能耗的 12%左右；另一方面，由于傳統(tǒng)干燥方式如熱風(fēng)干燥方式一般都采用鍋爐等產(chǎn)生蒸汽，燃料 燃燒產(chǎn)生煙塵排放，使霧霾天氣增多，空氣質(zhì)量嚴重下降，因此大規(guī)模采用節(jié)能或干凈清潔 干燥設(shè)備產(chǎn)品或系統(tǒng)已刻不容緩。干燥方式從滿足自給自足封閉狀態(tài)的自然風(fēng)干到現(xiàn)代各 種新型干燥方式層出不窮，如真空干燥、過熱蒸汽干燥、真空冷凍干燥、太陽能干燥、以及兩 種或多種干燥方式聯(lián)合干燥等分別應(yīng)用于干燥不同的物料；另一方面，隨著社會的發(fā)展，對 產(chǎn)品質(zhì)量、干燥效率和能量效率都提出了較高的要求，特別是干燥過程中的零排放、低成本 等要求更是越來越高，因此采用太陽能光熱光伏技術(shù)等應(yīng)用于干燥的供熱供電，可以很好 地達到零排放、運行低成本等要求，這也為太陽能光熱光伏提供了新的應(yīng)用途徑，為太陽能 光熱光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了一個新的發(fā)展機會，將能大大地降低其生產(chǎn)成本。但太陽能光 熱光伏的熱、電效率低而成本較高且受天氣等客觀存在影響較大，因此應(yīng)用中須與選擇與 之相匹配的干燥室干燥環(huán)境控制及干燥介質(zhì)，才能揚長避短，達到所提出的高要求。現(xiàn)將相 關(guān)技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展簡單介紹如下。
[0003] 1.太陽能光熱光伏技術(shù)及其干燥應(yīng)用方面的發(fā)展 太陽能作為一種取之不盡，用之不竭的能源，同時又是干潔新能源具有較大的優(yōu)勢，太 陽能作為干燥熱源正受到越來越多的研究和應(yīng)用。劉瑜、王海等人在2011年研究開發(fā)了高 效太陽能集熱廂式干燥房。廂式干燥系統(tǒng)為密閉的長方體磚混結(jié)構(gòu)，坐北朝南，通過風(fēng)機和 煙囪的有效結(jié)合引入強制-自然勻風(fēng)排風(fēng)技術(shù)。太陽能干燥房中的日最高溫升為12. 5°C， 日平均溫升可達6. 6°C，內(nèi)部溫度均勻，葡萄干燥時間可縮短至20d，葡萄干綠品級率較傳 統(tǒng)干制方法提高了 48. 43%，適用于果蔬、中藥材等農(nóng)副產(chǎn)品干燥領(lǐng)域。鐘浩等人研究了空氣 源熱栗輔助供熱太陽能熱水系統(tǒng)在昆明地區(qū)氣候條件下，對空氣源熱栗輔助加熱太陽能熱 水系統(tǒng)進行了一系列測試，分析了在不同運行工況下系統(tǒng)的熱力性能。測試結(jié)果表明該系 統(tǒng)具有較大的節(jié)能潛力，空氣源熱栗子系統(tǒng)的日平均C0P可達3. 8左右。李汴生、申曉曦 等人研究了小型全天候太陽能干燥機解決涼果傳統(tǒng)自然日曬干燥中存在的干燥過程耗時 長，占地面積大、受天氣控制和環(huán)境條件影響等問題。設(shè)備由集熱器、干燥室和鼓風(fēng)機等主 要部分組成。具有集熱、貯能和輔助加熱等功能，可實現(xiàn)強制對流干燥、自然對流干燥和溫 室干燥等干燥模式。浙江能源與核技術(shù)應(yīng)用研究院杜強、麻凱恩研究了太陽能光伏光熱聯(lián) 合熱栗系統(tǒng)，使用普通商用太陽能電池改裝的PVT組件，并以此為基礎(chǔ)建立光伏光熱聯(lián)合 熱栗實驗系統(tǒng)。其中光優(yōu)發(fā)電技術(shù)是將太陽輻射中的短波能量利用半導(dǎo)體元件的光電效應(yīng) 轉(zhuǎn)換為電能，其轉(zhuǎn)換效率一般為12%~17%，但是受到溫度影響較大，當太陽能電池溫度每 升高1°C時，其發(fā)電效率將降低約0. 5%。光熱技術(shù)直接利用陽光的長波熱輻射，經(jīng)過集熱器 收集后，直接加熱工質(zhì)或物體。集熱器是光熱利用的核心部分，可以進行較為簡便的非聚光 低溫熱利用，也可以使用聚光結(jié)構(gòu)達到較高溫度，驅(qū)動渦輪機、空調(diào)機等。在我國直接利用 光熱制取熱水較為普及，該技術(shù)簡單，成本低廉，但是整體熱效率不高，在冬季或陰雨天更 差，需要用電加熱等輔助熱源。一種新的太陽能光伏光熱PVT(PhotovoltaicThermal)聯(lián) 合熱栗系統(tǒng)。PVT集熱器有聚光型和非聚光型，所產(chǎn)生的熱量儲存在儲熱水箱中，聚光型溫 度可以達到l〇〇°C以上，非聚光型70°C左右，因此在實際應(yīng)用可根據(jù)需要采用聚光型和非 聚光型。采用該集熱器所產(chǎn)生的熱水作為干燥設(shè)備的加熱器。
[0004] 2.真空干燥技術(shù)的發(fā)展 真空王堡，又名解析干燥，是一種將物料置于負壓條件下，并適當通過加熱達到負壓狀 態(tài)下的沸點或者通過降溫使得物料凝固后通過溶點來干燥物料的干燥方式。物料內(nèi)水分 在負壓狀態(tài)下溶點、沸點都隨著真空度的提高而降低，同時輔以真空泵間隙抽濕降低水汽 含量，使得物料內(nèi)水等溶液獲得足夠的動能脫離物料表面。真空王量由于處于負壓狀態(tài)下 隔絕空氣使得部分在干燥過程中容易氧化等化學(xué)變化的物料更好的保持原有的特性，也可 以通過注入值性^后抽真空的方式更好的保護物料。常見的真空王量設(shè)備有：真空干燥 箱，連續(xù)真空干燥設(shè)備等。真空王歷方式各種各樣，究其根本而言可分為通過沸點和通過 熔點兩種。本發(fā)明采用沸點方式。王量過程中，液體水分m有蒸發(fā)和沸騰兩種方式。水 在沸騰時的汽化速度比在蒸發(fā)時的汽化速度快得多，水分蒸發(fā)變成蒸汽可以在任何溫度下 進行。水分沸騰變成蒸汽，只能在特定溫度下進行，但是當降低凰強的時候，水的沸點也降 低。例如，在19. 6kPa氣壓下，水的沸點即可降到60°C。真空王量機就是在真空狀態(tài)下， 提供熱源，通過熱隹昱、熱想li等傳熱方式供給物料中水分足夠的熱量，使蒸發(fā)和沸騰同時 進行，加快m速度。同時，抽真空又快速抽出汽化的蒸汽，并在物料周圍形成負壓狀態(tài)，物 料的內(nèi)外層之間及表面與周圍企顯之間形成較大的濕度梯度，加快了汽化速度，達到快速 王燥的目的。真空干燥過程受供熱方式、加熱溫度、真空度、冷卻劑溫度、物料的種類和初始 溫度及所受壓緊力大小等因素的影響，通常供熱有熱傳導(dǎo)、熱輻射和兩者結(jié)合三種方式。真 空王量的過程就是將干燥物料置放在密閉的干燥室內(nèi)，用真空系統(tǒng)抽真空的同時對被干燥 物料不斷加熱，使物料內(nèi)部的水分通過壓力差或濃度擴散差到表面，水分子在物料表面獲 得足夠的動能，在克服分子間的相互吸引力后，逃逸到真空室的低壓空間，從而被真空栗抽 走的過程。在真空王燥過程中，干燥室內(nèi)的壓力始終低于大氣壓力，氣體分子數(shù)少，密度低， 含氧量低，因而能干燥容易氧化變質(zhì)的物料、易燃易爆的危險品等。對藥品、食品和生物制 品能起到一定的消毒滅菌作用，可以減少物料染菌的機會或者抑制某些細菌的生長。因為 水在汽化過稈中其溫度與蒸汽壓是成正比的，所以真空干燥時物料中的水分在低溫下就能 汽化,可以實現(xiàn)低溫干燥。這對某些藥品、食品和農(nóng)副產(chǎn)品中熱敏性物料的干燥是有利的。 如糖液超過70°C部分成分就會融化。在應(yīng)用過程中應(yīng)進行適當?shù)倪x擇。
[0005] 3 ?過熱蒸汽干燥技術(shù)的發(fā)展 過熱蒸汽干燥是過熱蒸汽作為干燥介質(zhì)直接與濕物料接觸，物料中的水分受熱變?yōu)樗?蒸汽溢出，在風(fēng)機的作用下，形成強制循環(huán)氣流，其熱量主要以對流方式傳入物料，干燥 析出的水分又被過熱蒸汽干燥介質(zhì)帶走的一種新興的干燥方式。與傳統(tǒng)熱風(fēng)(熱空氣）干 燥相比，它具有傳熱系數(shù)大，熱效率高，干燥溫度低，節(jié)能效果顯著，干后產(chǎn)品品質(zhì)好，無 爆炸和失火危險，有利于保護環(huán)境等特點，近年來倍受國內(nèi)外學(xué)者注意。在干燥過程中，過 熱蒸汽作為干燥介質(zhì)掠過物料表面，熱量傳給濕物料，物料表面的自由水受熱汽化，從而造 成物料表面與內(nèi)部濕分濃度的差異。在這一差異下，內(nèi)部濕分就由液態(tài)或氣態(tài)的形式向表 面擴散，氣化的水蒸汽由過熱蒸汽氣流帶走。物料所含水分與過熱蒸汽干燥介質(zhì)之間進行 著能量和質(zhì)量的交