CN100389853C - 一种干燥可产生爆炸反应的细碎有机物质的方法 - Google Patents

一种干燥可产生爆炸反应的细碎有机物质的方法 Download PDF

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Abstract

一种干燥水相或混合(水/有机溶剂)相中的固体有机物质的连续方法，该方法包含如下步骤：将这些物质的连续流供给入连续干燥器(1)中，从干燥器(1)中得到温度超过100℃的干粉末物料和蒸汽的连续输出流，将其输送至粉末物料与蒸气分离的设备(3，5)，从该设备排放粉末物料的连续流和再循环至干燥器(1)的连续蒸汽流，其中通过从分离设备(3，5)的下游连续抽出一定量的蒸汽，该量相当于干燥器(1)中产生的蒸汽量，以使干燥器(1)和分离设备(3，5)中的蒸汽压力保持恒定，且在此值下，保证基本没有氧气存在或粉末物料不能被点燃。还公开了实施上述方法的系统和涡轮式干燥器。

Description

一种干燥可产生爆炸反应的细碎有机物质的方法
技术领域
从广义上讲，本发明涉及一种干燥水相中的有机物质或乳化的有机和水相中的湿有机物质的方法。
具体而言，本发明涉及如上所述的方法，由此在适宜的条件下干燥有机物质，以防止由干燥方法所产生的细碎有机粉末引发爆炸反应。
本发明还涉及一种用于上面所述方法的干燥器，以及涉及一种实施该方法的系统。
背景技术
作为防止爆炸危害的措施，干燥浆液和类似水相或混合相分散液的有机物质的现行方法规定在惰性气氛，通常为氮气气氛中加热。
在专利EP 0 491 247中公开了这种方法的一个实例。在此参考文献中指出：从常规干燥方法中产生的蒸汽不足以将干燥系统完全置于危险之外。事实上，蒸汽不能总保证氧气浓度低于爆炸点，因为吸入影响系统下游或空气泄漏可以导致在系统中含有的蒸汽的瞬时比率明显下降。为了防止爆炸，此专利讲授了利用惰性气体来平衡系统。
尽管达到了它的目的，但是对该问题的这种解决方法增加了系统的运行成本，其是由于惰性气体的昂贵费用所导致的。
发明内容
因此，此发明的根本问题是提供一种干燥水相或混合相(水/有机溶剂)中的有机物质的方法，其可以在比由前面所述的现有技术的方法所负担的更低的干燥系统运行成本下排除所有的爆炸危险。
根据本发明，这个问题是通过一种干燥水相或混合相(水/有机溶剂)中的固体有机物质的连续方法来解决的，该方法包括如下步骤：
将所述物质的连续流供给入连续干燥器中，从所述干燥器中得到温度超过100℃的干粉末物料和蒸汽的连续输出流；
将所述干燥的粉末物料和蒸汽的连续流供给入至少一个分离粉末物料与蒸汽的设备中；
从所述设备中排放粉末物料的连续流和循环回干燥器的蒸汽的连续流；
其特征在于，通过从所述分离设备的下游连续抽出一定量的蒸汽，该量相当于在所述干燥器中产生的蒸汽量，使所述干燥器和所述分离设备中的蒸汽压力保持一个恒定值，该值保证基本上没有氧气存在，或者保证不能点燃粉末物料。
然后，从分离设备下游抽出的这部分量的蒸汽在排入大气前，供给入冷凝设备，具体而言，即涡轮式冷凝器和/或填料型塔。
适宜地，为了产生工厂使用和其它应用如远程加热的热水，使这部分量的蒸汽中的至少部分在进入所述冷凝设备前经过一个换热器。
为了确保其温度满足工艺条件并且优选其为150°至270℃，首先使从分离设备中流出用于返回到干燥器的蒸汽经过一个换热器。
优选所述至少一个分离设备由旋风分离器和任选的袋式过滤器组成。
优选所述连续干燥器由涡轮式干燥器组成，其包含：一个配备有加热夹套的圆柱型的管状筒体，该筒体的两端被端盖封住，并形成有进料口和出料口，并且同轴安装一个在其中旋转的带有叶片的转子。
优选所述冷凝设备为涡轮式冷凝器，例如由VOMM Impianti e ProcessiS.r.l.制造并且在专利EP 0 749 772所描述的一种冷凝器。
本发明还涉及一种实施上面所述方法的系统，并且包含：
连续干燥器，其具有至少一个用于分散于水相或混合相中的所述固体有机物质的进料口，和具有至少一个用于粉末物料和蒸汽的出料口；
分离设备，其由分离粉末物料和蒸汽的旋风分离器和/或袋式过滤器组成；
风机，其被安排来将从所述分离设备产生的蒸汽输送至所述连续干燥器；
其特征在于，其包含一种通过下面的方法保持系统中的蒸汽于恒定压力的装置：在将所述的蒸汽输送至连续干燥器之前，从所述风机的下游除去预定量的蒸汽。
有利地是，本发明的系统还包含：第二换热器，其安置在所述风机和所述保持蒸汽压力恒定的装置的下游，其用来回收自系统内移走的所述量的蒸汽的热能。
适宜地，所述连续干燥器为涡轮式干燥器，其包含：一个配备有加热夹套的圆柱型的管状筒体，该筒体两端被端盖封住，并形成有至少一个进料口和至少一个出料口，并且具有一个同轴安装在其中旋转的带有叶片的转子。
本发明方法和系统的主要益处在于，通过由该方法的所有阶段中的蒸汽提供惰性化的环境以及严格控制其压力的优点，可以在没有燃烧或爆炸的危险下，将水相或混合相中的固体有机物质干燥成细粉末。
这不需要向系统内注入昂贵的惰性气体即可实现。
另外，通过提供如上所解释的涡轮式干燥器，可以非常有利地实现本发明方法的能量平衡。
本发明的方法是高度通用的，并且可以用于干燥水相和/或水/溶剂相中的范围内的固体有机物质，例如，来自下列的浆液：经过处理的城市和工业废物，农业产生的废物，饲养猪或其它动物的地面，来自抗生素生产厂的菌丝体等。
附图简述
从参照附图对本发明实施方案的举例并且非限制性给出的如下描述，根据本发明的方法和系统的更多特征和优势将会是明显的，其中：
图1为实施本发明方法的系统总图；和
图2示意性地表示用于所述系统的涡轮式干燥器。
具体实施方案
参照图1，实施此发明方法的示例性系统包含：连续干燥器1和分离器3，连续干燥器1通过导管2与旋风分离器3连接，分离器3通过导管4与袋式过滤器5连接。
导管6连接过滤器5和风机7，风机自身通过导管8连接至换热器9，导管10从这里通向连续干燥器1。
导管11由导管8分出并且包括：一个与压力传感器和控制装置(未显示)相连接的关闭阀12。
导管11通向涡轮式冷凝器16，其出口通过导管17与附加的气流净化设备相接。
导管13由导管11分出并且与换热器14的进口相接，后者具有由导管15连接回到导管11的出口。
在延伸至分支导管13的下游和分支导管15的上游的导管11的部分中，提供与温度传感器和控制装置相连接的阀门18。
在图2中所示意性表示的是实施本发明方法的优选的连续干燥器。
这是设备1，其基本上包含：圆柱形管状筒体19，该筒体两端被端盖20，21封住，并且配备有同轴加热夹套22，通过它引起液体如透热性油或蒸汽流动。
管状筒体19具有一个用于分散于水相或混合相中的有机物质流的进料口23和一个用于由干燥方法所产生的粉末物料的出料口24。
带有叶片的转子25被旋转地支撑在管状筒体19内。螺旋状地安置此转子的叶片26，以同时离心和输送被干燥的物料至出口。驱动电动机M使转子25在200至1500rpm，优选400-600rpm下旋转。
根据应用的要求而定，涡轮式干燥器可以具有一个以上的进料口。
当使用如上所述的涡轮式干燥器时，以在此以下所解释的方式实施本发明的方法。
前面所提及种类的有机物质流，如一种产生于消化器并且其含湿量为60-80％的浆液，通过进料口23连续供给入涡轮式干燥器1中。从浆液进入涡轮式干燥器的时刻起，其沿着加热的内壁通过转子叶片离心分离并且同时由螺旋式安排的叶片向着出料口输送。
在转子叶片的离心作用下，通过与加热至高温度的管状筒体的内壁接触，浆液中含有的水分将立即蒸发。
此外，由于自管状筒体的热壁传递来的高热能和由转子叶片所赋予的高动能，将在浆液中附着于固体颗粒上的大部分水分以蒸汽的形式与固体颗粒分开。在一段可以在15至180秒之间变化的停留时间之后，含湿量减少了的粉末(大约10％)和蒸汽的连续流将从涡轮式干燥器输出。
通过出料口24将此连续流排出，并且经过导管2至旋风分离器3，在此将目前干燥成为粉末的浆液与蒸汽分离。粉末通过星形阀门V1排放并输送至常规处置或进一步的处理(如压块)，而蒸汽则通过导管4输送进入袋式过滤器5，在此进一步分离剩余的粉末。然后，最后提及的粉末通过星形阀门V2排放，以进行与来自旋风分离器的粉末相同的终端处理。
由风机7将蒸汽抽出进入导管6，并通过导管8输送至换热器9，在经过导管10输送至涡轮式干燥器1之前，在此将其温度升高至工艺条件(150°和270℃之间)。
从风机7流出的部分蒸汽通过阀门12的开启引向导管11和由压力传感器及控制装置调节，以保证整个系统保持相同的蒸汽压力。实际上，将阀门12用于从包括导管2，4，6，8，10和安置在它们之间的设备的线路抽取蒸汽，单位时间抽出的蒸汽量等于单位时间在涡轮式干燥器内产生的蒸汽量。
然后从所述线路中抽出的所述量的蒸汽经过导管11输送至涡轮式冷凝器16，并且经过导管17至用于在放空前再进行净化的任选设备(未显示)。
例如，这部分蒸汽还可以通过产生热水的换热器14以回收能量。在导管11给定高度的水平处，蒸汽流由阀门18截断，并且经过分支导管13送往换热器14，它从这里经过导管15流出，然后流经位于阀门18下游的导管11。
根据系统的容量，一般而言，浆液或在水相或混合相中的其它固体有机物质在涡轮式干燥器进料口处的流量为15至2500kg/h。
优选将壁温保持在大约150°至280℃，并且浆液或分散的固体有机物质在涡轮式干燥器内的平均停留时间通常在15秒与3分钟之间变化。
实施例
使用如上所述的设备，按照本发明方法进行操作，将含湿量为约70％的由一个污水处理系统的消化器产生的浆液以2000kg/h的流量连续地供给入涡轮式干燥器1中。
通过加热夹套22里的蒸汽循环，将圆柱形管状筒体19的内壁温度保持在约160℃，带叶片的转子25的转速在350rpm下保持恒定。
经过在涡轮式干燥器内180秒的平均停留时间T后，将粉末物料和蒸汽的物流连续排出并且输送至旋风分离器3，在其中大部分的粉末物料(含湿量为约7％)经阀门V1排出，而蒸汽及很少一部分在蒸汽中夹带的粉末物料经过导管4排放至袋式过滤器5。在其中，剩余的粉末物料与蒸汽分离，其中粉末物料经阀门V2排出并且蒸汽通过导管6释放。
由风机抽出的更大部分蒸汽送往换热器9，其中它在回到涡轮式干燥器1之前，将其加热至大约200℃。
将从风机7流出的部分蒸汽，即相当于单位时间在涡轮式干燥器1内产生的蒸汽量，在阀门12和适宜的压力控制和调节装置的控制下，输送通过导管11，流过换热器14并且进入涡轮式冷凝器16。

Claims (12)

1.一种干燥水相或水/有机溶剂的混合相中的固体有机物质的连续方法，该方法包含如下步骤：
将所述物质的连续流供给入连续涡轮式干燥器(1)中，该涡轮式干燥器包含一个配备有加热夹套(22)的圆柱型的管状筒体(19)，该筒体两端被端盖(20，21)封住，并形成有进料口和出料口(23，24)，并且同轴配备有一个在其中以200至1500rpm的速度旋转的带有叶片的转子(25)，以从所述涡轮式干燥器(1)中得到温度高于100℃的干粉末物料和蒸汽的连续输出流；
将所述干燥的粉末物料和蒸汽的连续流供给入至少一个用于分离粉末物料与蒸汽的设备(3，5)中；
从所述设备(3，5)中排放粉末物料的连续流和将其循环回涡轮式干燥器(1)的蒸汽的连续流；
其特征在于，通过从所述分离设备的下游连续抽出一定量的蒸汽，该量相当于在所述涡轮式干燥器(1)中产生的蒸汽量，使所述涡轮式干燥器(1)和所述分离设备(3，5)中的蒸汽压力保持一个恒定值，该值保证基本上没有氧气存在，或者保证在任何情况下粉末物料不能被点燃。
2.根据权利要求1所述的方法，其中从分离设备(3，5)下游抽出的所述量的蒸汽在排入大气前，供给进入冷凝设备(16)如透平冷凝器和/或填料型塔。
3.根据权利要求2所述的方法，其中为了以产生热水，使至少部分所述量的蒸汽在进入所述冷凝设备(16)之前经过换热器(14)。
4.根据前面所述权利要求任何一项所述的方法，其中使从分离设备(3，5)中流出再次供给入干燥器(1)的蒸汽预先流动经过换热器(9)，以确保其温度在150°至270℃范围之内。
5.根据权利要求1至3任何一项所述的方法，其中所述至少一个分离设备(3，5)由旋风分离器(3)和任选的袋式过滤器(5)组成。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述至少一个分离设备(3，5)由旋风分离器(3)和任选的袋式过滤器(5)组成。
7.一种用于根据权利要求1至6任何一项所述的方法中的连续涡轮式干燥器(1)，包含一个配备有加热夹套(22)的圆柱型的管状筒体(19)，该筒体两端被端盖(20，21)封住，并形成有至少一个进料口(23)和至少一个出料口(24)，并且具有一个同轴安装的在其中旋转的带有叶片的转子(25)，其中所述带有叶片的转子(25)携带螺旋状安置并且导向的叶片(26)，以便同时离心和输送被干燥的物料至所述的至少一个出口(24)，并且通过电动机(M)以200至1500rpm的速率旋转的。
8.一个实施权利要求1至6任何一项所述方法的系统，其包含：
连续涡轮式干燥器(1)，其包含一个配备有加热夹套(22)的圆柱型的管状筒体(19)，该筒体两端被端盖(20，21)封住，并同轴配备有一个在其中旋转的带有叶片的转子(25)，并且具有至少一个用于分散于水相或混合相中的所述固体有机物质的进料口(23)，和具有至少一个用于所述粉末物料和蒸汽的出料口(24)；
分离设备(3，5)，其由分离粉末物料和蒸汽的旋风分离器(3)和/或袋式过滤器(5)组成；
风机(7)，其被安排来输送自所述分离设备(3，5)产生的蒸汽至所述连续干燥器(1)；
其特征在于，其包含一种通过下面的方法来保持在系统中的蒸汽于恒定压力的装置(12)：在将预定量的所述蒸汽输送至连续干燥器(1)之前，从所述分离设备(3，5)的下游将其除去。
9.根据权利要求8所述的系统，其还包含：设置在所述风机(7)和所述连续干燥器(1)之间的换热器(9)，以在将蒸汽供给回到所述连续干燥器(1)中之前将其加热。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其还包含：第二换热器(14)，其安置在所述风机(7)和所述保持蒸汽压力恒定的装置(12)的下游，其用来回收从系统内移走的所述量的蒸汽的热能。
11.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述保持蒸汽压力恒定的装置(12)包含：与压力传感器相接的阀门(12)。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述保持蒸汽压力恒定的装置(12)包含：与压力传感器相接的阀门(12)。
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