CN101876501A - 一种物料的顺流筛动干燥装置及工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种物料的顺流筛动干燥装置及工艺方法，可广泛应用于化工、煤炭、建材和冶金等领域。该干燥装置由裹着保温层的壳体，安装在壳体上的进料斗、卸料斗、热气流进气口、热气流出气口、叉排管束、导流管道、格栅、动力装置和支架组成。该工艺主要为待干燥的物料在送入装置后，立即与叉排管束和送入壳体的热气流在布有叉排管束的区域发生热交换，水分蒸发，气流温度降低。接下来在筛动格栅的物料瀑布处继续进行热交换，直到物料达到干燥标准后，物料和气流都在系统底部离开系统，整个装置处于负压状态。本发明采用顺流和筛动干燥，具有出力大、效率高、污染小、能耗低的特点。并且解决了小颗粒过干燥和出料温度过高容易自燃的问题。

Description

一种物料的顺流筛动干燥装置及工艺方法

技术领域

本发明涉及一种物料的干燥设备和工艺，可广泛的应用于化工、煤炭、建材、冶金等领域。

背景技术

干燥技术从干燥的机理上来看，分为直接加热、间接加热两类。而直接加热分为物理干燥和化学改性两类。

直接干燥中，目前最成熟的技术是回转管式干燥技术，但是其能耗高、占地面积大，并且由于物料和干燥介质接触不均匀，常常会引起传热的问题。由于干燥机理上的限制，该类装置的单机出力很难扩大。采用热风作为干燥介质的流化床干燥技术虽大大提高了热能的利用效率，提高了单机出力，但是能耗高，进入干燥器的原料粒度要求严格，否则会引起流化控制的问题，限制了流化床干燥技术的发展。

间接干燥主要是采用低压蒸汽作为热源，在流化床中以埋管的形式间接加热物料。但是物料的粒度同样有着严格的要求，而流化能耗并未改善。

另外一些机械脱水、热压脱水、高温高压脱水等工艺方法，目前还很不成熟，处在实验室阶段。从干燥介质来看，使用含氧高的干燥介质，容易在局部过热的情况下发生自燃的危险。而使用水蒸汽作为干燥介质，又需要克服水的气化潜热，造成巨大的能源浪费。

近些年来一种振动混流干燥方法引起了人们的关注。该方法主要为物料由锁气式给料机送入振动混流干燥器系统，之后物料在向下运动的过程中与向上的热气流进行热交换和水分蒸发。物料送入系统后落在振动干燥床上，通过振动床的振动和向上流动的热气流的作用下被反复洒落流化干燥。上层床的颗粒落入下层床后又被热气流进一步干燥，直至达到合格水分再由锁气式卸料器排出。这种方法具有一定得优势，但是由于振动干燥板上的物料流化控制的难度很大，振动床物料层的压降大，物料扬起所需要的动力很大，带来了很大的能耗。另外，由于设计原理的原因，小颗粒被向上的气流不断抬起，在系统内停留时间长，过干燥的问题不能得到很好的解决，控制不当容易带来安全隐患。并且由于此系统采用物料和气流逆流的方式，物料出口处气流和物料都处于最高温度，控制不当有发生自然的危险，这便限制了干燥气流的温度，使得干燥的效果受到不良影响。并且该方法将震动电机布置在机壳内，这就使得电机在高温和潮湿环境中腐蚀严重，减少了整个装置使用的寿命。

发明内容

本发明的目的就在于解决现有干燥系统的问题，提供一种能耗小，效率高，使用寿命长，可避免小颗粒过干燥和物料出口温度过高的顺流筛动干燥装置和工艺方法。

本发明的技术方案如下：

一种物料的顺流筛动干燥装置，该装置包括壳体，包裹在壳体外部的密封保温层，热气流进气口，热气流出气口，筛动导流床，设置在壳体顶部的至少一个进料斗以及设置在壳体底部的卸料斗，其特征在于：所述热气流进气口布置在壳体的侧上部，所述热气流出气口布置在壳体的侧下部，在壳体内的中上部布置有叉排管束，在壳体外侧部与热气流进气口相对的位置安装有导流管道，所述的叉排管束一端与热气流进气口相通，另一端与导流管道相通；所述导流管道的底部封闭，上部与壳体内顶部的空腔连通；所述筛动导流床是由至少两块交错向下倾斜且带筛孔的格栅安装而成，筛动导流床整体呈“Z”形，布置在叉排管束的下面；每块格栅的三条边与壳体接触，且接触处都安装有滚轮以减少摩擦；在壳体外侧壁上安装有动力装置，使得格栅在动力装置的带动下做往复筛动。

本发明所述的动力装置由电动机和曲柄连杆机构组成；所述的卸料斗为料封式卸料斗。

本发明的技术特征还在于：所述每块向下倾斜的格栅与水平面的夹角为25～70°。

本发明基于上述装置提供了一种物料的顺流筛动干燥工艺方法，包括如下步骤：

1)热气流从热气流进气口送入叉排管束，通过叉排管束后，热气流进入导流管道，并通过导流管道进入壳体内，同时，待干燥的物料从干燥装置顶部的一个或多个进料斗送入壳体内，在重力的作用下下落，进入布置有叉排管束的区域，在此区域，物料与热气流相遇，物料反复反弹碰撞，并参加与热气流的接触和非接触的换热过程，之后，在重力和气流的共同作用下，物料落到第一层格栅上；

2)物料在重力和格栅的筛动作用下沿格栅下滑，在格栅的前边缘形成瀑布，落在第二层格栅上，部分较小的颗粒在重力和筛动作用下直接通过筛孔落到第二层格栅上，也形成一组瀑布，热气流绕过格栅向下蛇形运动，在格栅物料层表面和物料瀑布处发生换热；

3)以此类推，在每一层格栅物料层表面和物料瀑布处都发生相似的换热过程，直到物料经最后一次瀑布换热后落入卸料斗排出干燥装置，热气流在引风机的作用下从热气流出气口排出干燥装置，并使装置内整体呈负压状态。

上述的物料的顺流筛动干燥工艺方法中，所述的热气流可采用热烟气，宏观向下的速度为0.2m/s～5.6m/s，温度范围为300℃～900℃，含氧量范围为0％～13.4％。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出效果：

①壳体内上部的叉排管束延长了物料在壳体内上部的停留时间，在此区域换热剧烈，热气流温度显著下降，物料中水分大量蒸发。

②采用顺流方式，壳体内上部气流的温度较高，但是此时物料温度最低，而在壳体的底部，物料温度最高，而对应的热气流温度最低，卸料口处物料和气流温度都能维持在78℃～100℃，解决了出料温度过高的问题，因此可以采用很高的气流温度，增大了干燥能力。

③由于小颗粒主要从筛孔中落下，这种设计减小了小颗粒在系统内的停留时间，解决了小颗粒的过干燥问题，有效地防止了系统内的自燃和爆炸的倾向；

④动力装置外置式布置，延长了使用寿命；

⑤本系统采用负压结构，有效地减少了对环境的污染。

因此，本发明是一种较好的物料干燥工艺和系统，使用本装置和工艺通常可使含水量降低15％以上，尤其适宜煤炭行业的干燥脱水。

附图说明

图1为本发明中干燥装置的结构示意图。

图2为图1中动力装置示意图。

图3为图1中格栅与支架连接结构示意图。

图4为图1中A-A截面示意图。

图5为图1中B-B截面示意图。

图中：1-热气流进气口；2-壳体；3-保温层；4-进料斗；5-导流管道；6-叉排管束；7-格栅；8-动力装置支架；9-动力装置；10-热气流出气口；11-格栅支架；12-料封式卸料斗；13-格栅支架顶端；14-滚轮；15-连杆；16-电动机；17-物料运动路线；18-气流运动路线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体结构、工作过程和具体实施方式作进一步的描述。图1是整个顺流筛动干燥装置的示意图。该装置包括壳体2，包裹在壳体外部的密封保温层3，热气流进气口1，热气流出气口10，筛动导流床7，设置在壳体顶部的至少一个进料斗4以及设置在壳体底部的卸料斗12，：所述热气流进气口布置在壳体的侧上部，所述热气流出气口布置在壳体的侧下部，在壳体内的中上部布置有叉排管束6，在壳体外侧部与热气流进气口相对的位置安装有导流管道5，所述的叉排管束一端与热气流进气口相通，另一端与导流管道相通；所述导流管道的底部封闭，上部与壳体内顶部的空腔连通；所述筛动导流床是由至少两块交错向下倾斜且带筛孔的格栅安装而成，每块向下倾斜的格栅与水平面的夹角为25～70°。

筛动导流床整体呈“Z”形，布置在叉排管束的下面；每块格栅的三条边与壳体接触，且接触处都安装有滚轮14以减少摩擦；在壳体外侧壁上安装有动力装置9，使得格栅在动力装置的带动下做往复筛动。所述的动力装置由电动机16和曲柄连杆机构15组成。所述的卸料斗为料封式卸料斗。

物料从进料斗进入到装置，在重力的作用下下落，进入布置有叉排管束的区域，在此区域中物料反复的反弹碰撞，停留时间延长，在此区域物料与气流发生两种换热，一是与管束内的热气流非接触换热，二是与送入壳体的热气流接触式换热，水分剧烈蒸发。通过管束区域后，物料落在第一层格栅板上。物料在重力和格栅的筛动作用下沿格栅下滑，在格栅的边缘形成瀑布，落在第二层格栅上，部分较小的颗粒直接通过筛孔落到第二层格栅上，也形成一组瀑布，以此类催，物料在每一层格栅都形成瀑布，直到最后达到干燥的要求落入料封式卸料口送出装置；整体上物料的运动路线见图1中17所示。温度为300℃～900℃、含氧量0％～13.4％的热气流从系统侧顶部的热气流进气口送入装置，首先进入管束，热气流在管束与物料发生非接触是换热后由导流管道送入壳体内，立即在布有叉排管束的区域与物料相遇发生接触式换热蒸发过程，温度迅速下降。之后，气流绕过各层格栅蛇形向下流动。气流宏观上向下的速度为0.2m/s～3.5m/s。在每两层格栅之间，气流都会与物料形成的瀑布相遇，发生换热，物料被气流加热，水分蒸发，气流温度下降。在最后一层格栅下的瀑布换热之后，气体经过热气流出气口离开系统。整体上气流的运动路线见图1中18所示。在热气流出气口外可连接风机，控制风机的出力使得系统整体上处于负压。

使用本发明的顺流筛动干燥装置及工艺方法，具有出力大，效率高的优点。系统采用封闭结构，整体上呈负压，卸料口为料封式卸料口，这使得系统内部的气体不会外泄，减少了对环境的污染。由于采用物料和干燥介质宏观上顺流的方式，在卸料口处物料和气流温度都能维持在78℃～100℃，避免了出料温度过高的问题。并且由于顺流的方式，以及筛网允许小颗粒通过，减少了小颗粒停留的时间，解决了小颗粒过干燥的问题。使用本系统通常可使含水量降低15％以上，具有良好的干燥效果。

如上所述，已经清楚详细地描述了本发明的技术方案。对于本发明的实施示例，在不背离本发明所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在细节处细化和修改。另外，实施示例仅为了描述技术方案，不应认为是对本发明保护范围的具体限制。

Claims (7)

1.一种物料的顺流筛动干燥装置，该装置包括壳体(2)，包裹在壳体外部的密封保温层(3)，热气流进气口(1)，热气流出气口(10)，筛动导流床(7)，设置在壳体顶部的至少一个进料斗(4)以及设置在壳体底部的卸料斗(12)，其特征在于：所述热气流进气口布置在壳体的侧上部，所述热气流出气口布置在壳体的侧下部，在壳体内的中上部布置有叉排管束(6)，在壳体外侧部与热气流进气口相对的位置安装有导流管道(5)，所述的叉排管束一端与热气流进气口相通，另一端与导流管道相通；所述导流管道的底部封闭，上部与壳体内顶部的空腔连通；所述筛动导流床是由至少两块交错向下倾斜且带筛孔的格栅安装而成，筛动导流床整体呈“Z”形，布置在叉排管束的下面；每块格栅的三条边与壳体接触，且接触处都安装有滚轮(14)以减少摩擦；在壳体外侧壁上安装有动力装置(9)，使得格栅在动力装置的带动下做往复筛动。

2.按照权利要求1所述的物料的顺流筛动干燥装置，其特征在于：所述的动力装置由电动机(16)和曲柄连杆机构(15)组成。

3.按照权利要求1所述的物料的顺流筛动干燥装置，其特征在于：所述每块向下倾斜的格栅与水平面的夹角为25～70°。

4.根据权利要求1、2或3所述的物料的顺流筛动干燥装置，其特征在于：所述的卸料斗为料封式卸料斗。

5.一种采用如权利要求1所述装置的物料的顺流筛动干燥工艺方法，其特征在于所述工艺方法包括如下步骤：

1)热气流从热气流进气口送入叉排管束后，进入导流管道，然后进入壳体内，从上向下流动，与此同时，待干燥的物料从干燥装置顶部的一个或多个进料斗送入壳体内，进入布置有叉排管束的区域，在此区域，物料与热气流相遇，物料反复反弹碰撞，并参加与热气流的接触和非接触的换热过程，之后物料在重力和气流的共同作用下，落到第一块格栅上；

2)物料在重力和格栅的筛动作用下沿格栅下滑，在格栅的前边缘形成瀑布，落在第块层格栅上，部分较小的颗粒在重力和筛动作用下垂直下落，也形成一组瀑布，热气流绕过格栅向下蛇形运动，在格栅物料层表面和物料瀑布处发生换热；

3)以此类推，在每块格栅物料层表面和物料瀑布处都发生相似的换热过程，直到物料经最后一次瀑布换热后落入卸料斗排出干燥装置，热气流在引风机的作用下从热气流出气口排出干燥装置，并使装置内整体呈负压状态。

6.按照权利要求4所述的物料的顺流筛动干燥工艺方法，其特征在于：所述的热气流宏观向下的速度为0.2m/s～5.6m/s。

7.按照权利要求4所述的物料的顺流筛动干燥工艺方法，其特征在于：所述的热气流采用热烟气，烟气温度范围为300℃～900℃，含氧量范围为0％～13.4％。

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