CN101806534A - 脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统和工艺。它一方面利用脉动燃烧产生的尾气流的强振荡特性来强化干燥，提高了物料的干燥效率；另一方面它将脉动燃烧室与尾管冷却产生的过热蒸汽与尾气流混合来干燥物料，这样冷却产生的热量被充分地利用起来，同时由于脉动燃烧产生的尾气流和过热蒸汽混合后氧气含量少，干燥易氧化、易燃烧、易爆炸物料，产品的氧化率降低了，燃烧和爆炸的危险得到控制，其安全性也得到保障。其结构包括：脉动燃烧装置，脉动燃烧装置与干燥装置连接；同时脉动燃烧装置还设有脉动燃烧过热蒸汽产生系统，该系统也与干燥装置连接；干燥装置则与物料收集系统连接。

Description

脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统和工艺

 

技术领域

   本发明专利涉及一种脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统和工艺。

技术背景

现有的易氧化、易燃烧、易爆炸物料的干燥通常采用氮气、惰性气体或烟道气来进行干燥，或采用低温干燥的方法，否则，易发生物料氧化变质及燃烧爆炸等安全事故。因此对装置的要求严格，其制造费用高；干燥效率低，生产成本高。

脉动燃烧干燥装置干燥效率高，目前用于干燥装置中的脉动燃烧器用空气或水进行冷却。通常将冷却产生的空气和尾气流混合干燥物料，由于空气中氧气含量高，且脉动燃烧器冷却空气量大，尾气流和冷却空气混合后不能用来干燥易氧化、易燃烧、易爆炸物料。当用水来冷却时，通常水冷却产生的热能不用来干燥，而另作他用，从而限制了脉动燃烧器水冷却的应用范围。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统和工艺，它一方面利用脉动燃烧产生的尾气流的强振荡特性来强化干燥，提高了物料的干燥效率；另一方面它将脉动燃烧室与尾管冷却产生的过热蒸汽与尾气流混合来干燥物料，这样冷却产生的热量被充分地利用起来，同时由于脉动燃烧产生的尾气流和过热蒸汽混合后氧气含量少，干燥易氧化、易燃烧、易爆炸物料，产品的氧化率降低了，燃烧和爆炸的危险得到控制，其安全性也得到保障。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，它包括脉动燃烧装置，脉动燃烧装置与干燥装置连接；同时脉动燃烧装置还设有脉动燃烧过热蒸汽产生系统，该系统也与干燥装置连接；干燥装置则与物料收集系统连接。

所述脉动燃烧装置为无阀或有阀的Helmholtz型脉动燃烧器，其尾管与干燥装置连接。

所述脉动燃烧过热蒸汽产生系统包括水箱，水箱通过水泵与脉动燃烧装置外部的冷却套管连接，在冷却套管上设有液位计，冷却套管内设有导流片。

所述脉动燃烧过热蒸汽产生系统包括水箱，水箱通过水泵与脉动燃烧装置外部的冷却套管连接，在冷却套管上设有液位计和汽水分离器，在冷却套管内设有导流片。

所述干燥装置为喷雾干燥机，其内顶部设有雾化器与脉动燃烧装置的尾管连接，同时雾化器还通过输液泵与料液槽连接；雾化器下部通过关风器与料斗连接；雾化器尾气与物料收集系统连接。

所述干燥装置为转筒干燥机，它的进料端设有料斗和关风器，进料端还与脉动燃烧装置的尾管连接，转筒干燥机与转动动力装置连接，其出料端通过关风器与料斗连接，尾气与物料收集系统连接。

所述干燥装置为流化床干燥机，其进料端设有料斗和关风器，进料端还与脉动燃烧装置的尾管连接，出料端通过出料管、关风器与料斗连接；尾气与物料收集系统连接。

所述物料收集系统包括旋风分离器，其底部通过关风器与料斗连接，尾气通过引风机与水膜除尘器连接。

所述物料收集系统为旋风分离器，旋风分离器底部与料斗连接，顶部与引风机连接。

一种脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统的干燥方法，它的步骤为：

1）进水泵将水加入到脉动燃烧室的冷却夹套中，到设定的水位后，启动脉动燃烧器进行脉动燃烧，水被加热沸腾形成100℃的蒸汽，蒸汽经汽水分离器后进入到尾管的冷却套管中，在螺旋导流片的导流下螺旋流动，被加热成过热蒸汽，和尾气流混合干燥物料；

2）料斗中的物料通过关风器进入干燥装置中进行干燥；物料干燥时，是在脉动燃烧所产生的尾气流与过热蒸汽混合的气流中进行干燥的；

3）物料干燥后被收集装置收集，尾气则经除尘装置除尘后排空。

所述脉动燃烧系统主要为脉动燃烧器，所述过热蒸汽产生系统主要为脉动燃烧器冷却系统，所述干燥系统可以为喷雾干燥机、转筒干燥机以及流化床干燥机，所述收集系统为旋风分离器；其中，脉动燃烧器通过尾管与干燥机连接；过热蒸汽系统与脉动燃烧器套装连接，然后再与干燥机连接；干燥机的进料口与螺旋加料器连接，干燥机出料口通过关风器与收料桶连接，同时干燥机排气口还与旋风分离器连接，旋风分离器底部与收料桶连接，旋风分离器的尾气通过引风机排空，或旋风分离器通过布袋除尘器与引风机连接。

脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥物料的工艺是：

1）进水泵将水加入到脉动燃烧室的冷却夹套中，到一定的水位后停止加水，启动脉动燃烧器进行脉动燃烧，水被加热沸腾形成100℃的蒸汽，蒸汽经汽水分离器后进入到尾管的冷却套管中，在螺旋导流片的导流下螺旋流动，被加热成过热蒸汽，和尾气流混合干燥物料。

2）物料通过输送装置进入干燥装置中进行干燥；物料干燥时，是在脉动燃烧所产生的尾气流与过热蒸汽混合的气流中进行干燥的；

3）物料干燥后被收集装置收集，尾气则经除尘装置除尘后排空。

本发明的有益效果是：脉动燃烧器产生的脉动低氧尾气流在尾管出口处与燃烧室和尾管冷却产生的过热蒸汽混合后，进入到干燥系统中，与被干燥的易氧化、易燃烧、易爆炸物料相接触，进行传热传质过程，物料最终被干燥成达到要求水份的产品。由于物料在脉动热气流的作用下，传热传质被强化，干燥时间被缩短。此外，由于被干燥的易氧化、易燃烧、易爆炸物料在低氧的热气流中干燥，其氧化、燃烧和爆炸性能得到了抑制，产品的合格率得到了保证，生产的安全性得到了保障。而且脉动燃烧室和尾管冷却产生的过热蒸汽得到了充分的利用，能源利用率高，节能效果显著。

附图说明

图1为脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合喷雾干燥装置示意图；

图2为脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合转筒干燥装置示意图；

图3为脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合流化床干燥装置示意图。

   其中，1.水箱，2.水泵，3.混合室，4.脉动燃烧器，5.尾管，6.液位计，7.冷却套管，8.导流片，9.雾化器，10.输液泵，11.料液槽，12.喷雾干燥机，13.关风器，14.料斗，15.旋风分离器，16.引风机，17.水膜除尘器，18.汽水分离器，19.转筒干燥机，20.转动动力装置，21.隔板，22.流化床干燥机，23.出料管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明专利的保护范围。

实施例1：

脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合喷雾干燥系统

水泵2将水箱1中的水泵送到脉动燃烧器4的冷却套管7中，通过液位计6观测水到一定的水位后，启动脉动燃烧器4进行脉动燃烧，水被加热沸腾形成100℃的蒸汽，进入到尾管5的冷却套管7中，在螺旋导流片8的导流下螺旋流动，被加热成过热蒸汽，进入到喷雾干燥机12中，和尾气流混合干燥物料。料液槽11中的料液在输液泵10的作用下，进入到雾化器9中，在尾气流的冲击下被雾化成细小的雾滴，进入喷雾干燥机12。雾滴与尾气流和过热蒸汽混合物在喷雾干燥机12内接触，迅速进行热质交换，在极短的时间内被干燥成为粉状产品，粒径较大的产品从喷雾干燥机12底部的关风器13排出到料斗14中，粒径较小的产品随热空气进入旋风分离器15，分离下的产品经关风器13排入到料斗14，含少量粉尘的尾气经引风机16送入到水膜除尘器17除尘后排空。

   实施例2：

脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合转筒干燥系统

水泵2将水箱1中的水泵送到脉动燃烧器4的冷却套管19中，由液位计6观测水到一定的水位后，启动脉动燃烧器4进行脉动燃烧，脉动燃烧器4设有混合室3，脉动燃烧器4内还设有隔板21，水被加热沸腾形成100℃的蒸汽，蒸汽经过汽水分离器18进入到尾管5的冷却套管7中，在螺旋导流片8的导流下螺旋流动，被加热成过热蒸汽，和尾气流混合进入到转筒干燥机19中，干燥物料。料斗14中的物料在关风器13的作用下，进入到转筒干燥机19中，在转动动力装置20的带动下，转筒滚动，带动物料在转筒内转动，下落，物料与尾气和过热蒸汽的混合气流进行热质交换，被干燥。粒径较大的产品从转筒干燥机19底部的关风器13排出到料斗14中，粒径较小的产品随热气流从干燥机顶部进入到旋风分离器15中，分离下的产品排入到料斗14中，含少量粉尘的尾气经引风机16后排空。

实施例3：

脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合流化床干燥系统

水泵2将水箱1中的水泵送到脉动燃烧器4的冷却套管7中，由液位计6观测水到一定的水位后，启动脉动燃烧器4进行脉动燃烧，脉动燃烧器4设有混合室3，脉动燃烧器4内还设有隔板21，水被加热沸腾形成100℃的蒸汽，蒸汽经过汽水分离器18进入到尾管5的冷却套管7中，在螺旋导流片8的导流下螺旋流动，被加热成过热蒸汽，和尾气流混合进入到流化床干燥机22中，进行物料干燥。料斗14中的物料在关风器13的作用下，进入到流化床干燥机22中，在尾气和过热蒸汽形成的混合气流的吹动下，物料被流态化，并与尾气和过热蒸汽形成的混合气流进行热质交换，在短时间内将物料进行充分的干燥，粒径较大的产品进入流化床干燥机22底部的出料管23由关风器13排出到料斗14中，粒径较小的产品随热气流从干燥机顶部进入旋风分离器15，分离下的产品经13排入到料斗14，含少量粉尘的尾气经引风机16后排空。

本发明脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥物料的工艺是：

1）进水泵将水加入到脉动燃烧室的冷却夹套中，到一定的水位后，启动脉动燃烧器进行脉动燃烧，水被加热沸腾形成100℃的蒸汽，蒸汽经汽水分离器后进入到尾管的冷却套管中，在螺旋导流片的导流下螺旋流动，被加热成过热蒸汽，和尾气流混合干燥物料。

2）物料通过输送装置进入干燥装置中进行干燥；物料干燥时，是在脉动燃烧所产生的尾气流与过热蒸汽混合的气流中进行干燥的；

3）物料干燥后被收集装置收集，尾气则经除尘装置除尘后排空。

Claims (10)

1.一种脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，它包括脉动燃烧装置，脉动燃烧装置与干燥装置连接；同时脉动燃烧装置还设有脉动燃烧过热蒸汽产生系统，该系统也与干燥装置连接；干燥装置则与物料收集系统连接。

2.如权利要求1所述的脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，所述脉动燃烧装置为无阀或有阀的Helmholtz型脉动燃烧器，其尾管与干燥装置连接。

3.如权利要求1所述的脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，所述脉动燃烧过热蒸汽产生系统包括水箱，水箱通过水泵与脉动燃烧装置外部的冷却套管连接，在冷却套管上设有液位计，冷却套管内设有导流片。

4.如权利要求1所述的脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，所述脉动燃烧过热蒸汽产生系统包括水箱，水箱通过水泵与脉动燃烧装置外部的冷却套管连接，在冷却套管上设有液位计和汽水分离器，在冷却套管内设有导流片。

5.如权利要求1或2所述的脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，所述干燥装置为喷雾干燥机，其内顶部设有雾化器与脉动燃烧装置的尾管连接，同时雾化器还通过输液泵与料液槽连接；雾化器下部通过关风器与料斗连接；雾化器尾气与物料收集系统连接。

6.如权利要求1或2所述的脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，所述干燥装置为转筒干燥机，它的进料端设有料斗和关风器，进料端还与脉动燃烧装置的尾管连接，转筒干燥机与转动动力装置连接，其出料端通过关风器与料斗连接，尾气与物料收集系统连接。

7.如权利要求1或2所述的脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，所述干燥装置为流化床干燥机，其进料端设有料斗和关风器，进料端还与脉动燃烧装置的尾管连接，出料端通过出料管、关风器与料斗连接；尾气与物料收集系统连接。

8.如权利要求1所述的脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，所述物料收集系统包括旋风分离器，其底部通过关风器与料斗连接，尾气通过引风机与水膜除尘器连接。

9.如权利要求1所述的脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统，其特征是，所述物料收集系统为旋风分离器，旋风分离器底部与料斗连接，顶部与引风机连接。

10.一种权利要求1所述脉动燃烧尾气流与过热蒸汽混合干燥系统的干燥方法，其特征是，它的步骤为：

1）进水泵将水加入到脉动燃烧室的冷却夹套中，到设定的水位后，启动脉动燃烧器进行脉动燃烧，水被加热沸腾形成100℃的蒸汽，蒸汽经汽水分离器后进入到尾管的冷却套管中，在螺旋导流片的导流下螺旋流动，被加热成过热蒸汽，和尾气流混合干燥物料；

2）料斗中的物料通过关风器进入干燥装置中进行干燥；物料干燥时，是在脉动燃烧所产生的尾气流与过热蒸汽混合的气流中进行干燥的；

3）物料干燥后被收集装置收集，尾气则经除尘装置除尘后排空。

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