專利名稱：高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥方法與干燥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及干燥設(shè)備領(lǐng)域，尤其是閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
噴霧干燥系統(tǒng)通常用來將液態(tài)溶液物料進(jìn)行霧化、同時(shí)進(jìn)行熱風(fēng)干燥，從而形成溶質(zhì)粉末，通常分為開式噴霧干燥系統(tǒng)和閉式噴霧干燥系統(tǒng)。開式噴霧干燥系統(tǒng)的尾氣直接向大氣排放，因尾氣溫度較高，通常在80 140°C，有些尾氣溫度甚至在200°C以上，故尾氣排放的過程中也排出了大量的熱能，排放出的熱能占干燥總能耗的40 70%，能耗成本非常高。閉式噴霧干燥系統(tǒng)采用封閉的惰性氣體(通常為氮?dú)?循環(huán)系統(tǒng)，將干燥過程中排出的尾氣進(jìn)行溶劑回收后再次循環(huán)，從而避免粉塵對(duì)大氣的污染，也避免發(fā)生燃燒或爆炸等安全事故，同時(shí)也拓寬了物料的溶劑使用范圍。現(xiàn)有的閉式噴霧干燥系統(tǒng)如專利“CN200610038012. 9—閉式循環(huán)干燥系統(tǒng)”所公
開的結(jié)構(gòu)，其基本工作原理如圖1所示，系統(tǒng)尾氣中會(huì)產(chǎn)生大量高溫氣體，必須將這部分高溫尾氣進(jìn)行再次冷凝，用于溶劑回收，這一過程需要大量能耗。然后將這一部分冷凝后的尾氣重新循環(huán)返回至加熱器中再次進(jìn)行加熱。因而，目前的閉式循環(huán)干燥系統(tǒng)中不僅需要在加熱過程中耗能，同時(shí)在冷凝過程中也需要耗能。因此現(xiàn)有噴霧干燥系統(tǒng)的工作原理與工藝設(shè)備，其干燥過程中的高能耗問題相當(dāng)突出。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有閉式噴霧干燥系統(tǒng)需要對(duì)尾氣先冷凝以回收溶劑，然后再重新加熱使用，導(dǎo)致能耗高的缺點(diǎn)，提供一種高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥方法與干燥系統(tǒng)， 從而可以大大降低工作能耗，取得節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的效果。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥方法，噴霧干燥塔對(duì)溶液進(jìn)行干燥、除塵分離器對(duì)干燥塔尾氣實(shí)現(xiàn)固氣分離，尾氣冷凝器對(duì)除塵分離器尾氣進(jìn)行冷凝，實(shí)現(xiàn)溶劑回收，利用除塵分離器尾氣對(duì)冷凝器尾氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的冷凝器尾氣與氣源氣體混合后加熱，輸入干燥塔進(jìn)行干燥作業(yè)；降溫后的除塵分離器尾氣再進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝。一種高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)，噴霧干燥塔、除塵分離器與尾氣冷凝器順序串聯(lián)，在除塵分離器與冷凝器之間增加設(shè)置余熱換熱器，余熱換熱器的冷媒通路中為冷凝器尾氣，冷媒出口連通至加熱器，而熱媒通路中為除塵分離器尾氣，熱媒出口連通至冷凝器的熱媒入口。其進(jìn)一步特征在于所述余熱換熱器為管式換熱器結(jié)構(gòu)，除塵分離器尾氣自下而上通過管程，冷凝器尾氣自上而下通過殼程，在余熱換熱器底部設(shè)置有溶劑回收通路。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明在常規(guī)的閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)的分離器與冷凝器之間增加設(shè)置余熱換熱器， 將分離器尾氣作為熱媒對(duì)冷凝器輸出的尾氣進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)也有效降低了進(jìn)入冷凝器的尾氣溫度，充分利用了尾氣本身的熱能，一舉兩得，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氣體加熱、溶劑冷凝兩方面的節(jié)能；節(jié)能效果明顯。通過實(shí)際運(yùn)行對(duì)比，相同機(jī)組可節(jié)能30%以上。以5000m3/h風(fēng)量的機(jī)組為例，每小時(shí)可節(jié)電至少100KW，大大降低了干燥機(jī)運(yùn)行成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1為現(xiàn)有的閉式噴霧干燥系統(tǒng)的工作原理圖。圖2為本發(fā)明的工作原理圖。圖3為本發(fā)明的干燥系統(tǒng)的示意圖。圖4為本發(fā)明的余熱換熱器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖2、圖3所示，本發(fā)明所述的高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)的噴霧干燥塔2 從塔體頂部的供液管1進(jìn)行溶液供給，同時(shí)從塔體頂部通入經(jīng)過加熱器7加熱的惰性氣體 9，惰性氣體9的溫度為160 200°C，溶液通過霧化器的霧化后形成霧滴，在熱空氣的干燥作用下，霧滴中的溶劑蒸發(fā)形成固體微粒；干燥塔尾氣11通過抽風(fēng)管道，進(jìn)入旋風(fēng)分離器3 進(jìn)行固氣分離；旋風(fēng)分離器尾氣12隨后進(jìn)入后續(xù)布袋除塵器4，進(jìn)一步對(duì)殘留的小部分固體顆粒進(jìn)行過濾與收集。本發(fā)明在常規(guī)的閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)的固氣分離器與冷凝器6之間設(shè)置有余熱換熱器5，余熱換熱器5直接利用布袋除塵器尾氣13作為熱媒，對(duì)冷凝尾氣14進(jìn)行換熱。 如圖4所示，余熱換熱器5的結(jié)構(gòu)與常規(guī)的管式換熱器相類似，圓柱形筒體筒壁設(shè)置有保溫層5-3，筒體由上下管板5-9分隔為上筒體5-1、中筒體5-4與下筒體5_6，管束5_2均布在中筒體5-4腔體內(nèi)，與上筒體5-1與下筒體5-6形成換熱通路一(稱之為管程)，而管束5-2 外部的中筒體5-4形成換熱通道二(稱之為殼程)。實(shí)際工作時(shí)，布袋除塵器尾氣13的氣體溫度約為80 90°C，從熱媒進(jìn)口 5-7進(jìn)入下筒體5-6，并沿著管束5_2自下而上通過管程；同時(shí)，從后部冷凝器6輸出的冷凝尾氣14 (0 10°C)從余熱換熱器5的上部的待預(yù)熱氣體進(jìn)口 5-10進(jìn)入，自上而下通過殼程，在管束5-2的管壁進(jìn)行熱交換，溫度升高至50°C左右的預(yù)熱尾氣16從預(yù)熱氣體出口 5-5輸出，而管束5-2內(nèi)部的氣體溫度降至50°C左右，匯集至上筒體5-1并通過熱媒出口 5-8輸出換熱后尾氣15進(jìn)入冷凝器6。冷凝器6的基本結(jié)構(gòu)與余熱換熱器5相同，換熱后尾氣15進(jìn)入冷凝器6的上筒體并通過管程向下流動(dòng)，冷媒(通常采用冷凍水)從冷媒入口 6-2進(jìn)入，并從冷媒出口 6-3流出，自下而上通過殼程，對(duì)管束內(nèi)的換熱后尾氣(50°C左右)冷卻為冷凝尾氣14 (0 10°C) 并輸入至余熱換熱器5進(jìn)行預(yù)熱。余熱換熱器5與冷凝器6的底部設(shè)置有溶劑出口，尾氣冷凝后析出的溶劑從溶劑出口流出并匯入溶劑收集器17中。預(yù)熱尾氣16 (50°C左右)與氮?dú)鈿庠?0 (室溫)相混合，通過加熱器7進(jìn)行加熱， 升溫至160 200°C的混合氣體9，輸入噴霧干燥塔2進(jìn)行干燥作業(yè)。整套閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)由控制模塊8進(jìn)行控制。應(yīng)用本發(fā)明余熱利用技術(shù)的閉式循環(huán)噴霧干燥機(jī)組，在實(shí)際運(yùn)行中所測(cè)得的數(shù)據(jù)如下
運(yùn)行條件為干燥系統(tǒng)以5000m7h風(fēng)量，溶劑為異丙醇為例，進(jìn)塔氣體溫度150°C， 出塔氣體溫度85°C，余熱利用換熱器出口溫度50°C，冷凝塔出口溫度0°C，異丙醇蒸發(fā)量 200kg/h ； Q1 Q2 Q3 Q4 為實(shí)測(cè)值。則
(1)加熱系統(tǒng)節(jié)省能耗ΔQ熱=Q1-Q3= 48522. 2Kal/h
(2)冷凝系統(tǒng)節(jié)省能耗AQ^Q2-Q4=38258. 06 Kal/h
(3)節(jié)能效果
η =(八0熱 + 八0冷)/(仏+%)11000/0
=86780. 26/ 272144.5 χ100% =31. 88%
其中=Q1為現(xiàn)有技術(shù)的加熱能耗，仏為本發(fā)明的加熱能耗，AQs為兩者的差值， 即利用余熱后節(jié)省的加熱能耗；
( 為現(xiàn)有技術(shù)的冷凝能耗，A為本發(fā)明的冷凝能耗，AQit為兩者的差值， 即利用余熱后節(jié)省的冷凝能耗； η為節(jié)能效率。通過以上數(shù)據(jù)對(duì)比，利用本發(fā)明的余熱回收技術(shù)，可以節(jié)能30%以上。以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在不違背本發(fā)明精神的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改。
權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥方法，噴霧干燥塔對(duì)溶液進(jìn)行干燥、除塵分離器對(duì)干燥塔尾氣實(shí)現(xiàn)固氣分離，尾氣冷凝器對(duì)除塵分離器尾氣進(jìn)行冷凝，實(shí)現(xiàn)溶劑回收，其特征在于利用除塵分離器尾氣對(duì)冷凝器尾氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的冷凝器尾氣與氣源氣體混合后加熱，輸入干燥塔進(jìn)行干燥作業(yè)；降溫后的除塵分離器尾氣再進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝。
2.一種按照如權(quán)利要求1所述方法進(jìn)行工作的高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)，噴霧干燥塔(2)、除塵分離器與尾氣冷凝器(6)順序串聯(lián)，其特征在于在除塵分離器與冷凝器 (6)之間增加設(shè)置余熱換熱器(5)，余熱換熱器(5)的冷媒通路中為冷凝器尾氣，冷媒出口連通至加熱器(7)，而熱媒通路中為除塵分離器尾氣，熱媒出口連通至冷凝器(6)的熱媒入
3.按照權(quán)利要求2所述的高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)，其特征在于所述余熱換熱器(5 )為管式換熱器結(jié)構(gòu)，除塵分離器尾氣自下而上通過管程，冷凝器尾氣自上而下通過殼程，在余熱換熱器(5)底部設(shè)置有溶劑回收通路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效節(jié)能閉式循環(huán)噴霧干燥方法與干燥系統(tǒng)，噴霧干燥塔、除塵分離器與尾氣冷凝器順序串聯(lián)，在除塵分離器與冷凝器之間增加設(shè)置余熱換熱器，余熱換熱器的冷媒通路中為冷凝器尾氣，冷媒出口連通至加熱器，而熱媒通路中為除塵分離器尾氣，熱媒出口連通至冷凝器的熱媒入口。本發(fā)明將分離器尾氣作為熱媒對(duì)冷凝器輸出的尾氣進(jìn)行預(yù)熱，也有效降低了進(jìn)入冷凝器的尾氣溫度，充分利用了尾氣本身的熱能，一舉兩得，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氣體加熱、溶劑冷凝兩方面的節(jié)能；節(jié)能效果明顯。通過實(shí)際運(yùn)行對(duì)比，相同機(jī)組可節(jié)能30%以上，大大降低了干燥機(jī)運(yùn)行成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)B01D1/30GK102500116SQ201110297610
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者張冬毅, 王洪祥, 錢東明 申請(qǐng)人:無錫市群征干燥設(shè)備有限公司