CN102278869A - 煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种煤泥、褐煤、介质矿物的节能环保干燥方法，包括：加热炉将空气加热后通入微波干燥机加热腔；微波与热风对煤泥等物料进行混合干燥后将物料和高湿热气排出；排出高温高湿热气，先经过旋风除尘机，去除粉尘，再进入热管交换器吸热端降温；然后经过进入热泵机组降温、再经除尘罩、脱硫烟道后变成低温低湿热气；而后从热泵机组的出口吸收热能输出，变成中温低湿热气；经过热管放热端升温，变为中高温低湿热气；再被引到加热炉加热，变成高温低湿热气后进入微波干燥腔。该装置包括：加热炉、微波干燥机、旋风除尘机、热管(含吸热端和放热端)交换器、除尘罩、脱硫通道和热泵机组。本发明具有高效、环保以及可靠性好的优点。

Description

煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法及其装置

技术领域

本发明属于煤炭、矿物干燥技术领域，具体的说，是煤泥、褐煤和介质矿物材料的微波、节能、环保、干燥方法及其装置。

背景技术

目前开采原煤经水洗后的煤泥，经过机械脱水后，含水量在30％左右，该煤泥粒度细、粘度大、热值低，每年约有4000万吨这样的副产品；褐煤在我国和世界范围储量巨大，占煤炭资源总量30％以上，由于其含水量在30％以上、热值低、灰分高，年产量数亿吨；它们必须通过脱除水分来提高热值，这些煤泥和褐煤化学、物理成分相近，经过脱水提质后可以将热值提高到4000-6000kcal/kg，可以作为动力或电力煤使用。同样的原因，大量的原矿开采后，都需要干燥加工，通过脱去游离水和结晶水，提高矿物品质，便于筛选有用成分，减少运输成本等等。

目前，在热力脱水设备中比较多的采用滚筒干燥、流化床干燥设备，以煤泥、褐煤干燥为例，代表专利有一种煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备(中国专利公开号CN101519617A)；尾气利用方面专利有煤泥干燥余热回收利用系统(中国专利公开号CN201672585U)；微波干燥方面代表专利有：一种褐煤干燥脱水设备(中国专利公开号CN101738077)，煤的微波干燥(中国专利公开号CN101326265A)。

一种煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备(中国专利公开号CN101519617A)针对煤泥、褐煤的理化特性进行处理，其实质是采用高温热烟气直接在滚筒中干燥湿物料的工艺，该种类型的滚筒干燥，由前段热风炉将空气加热，生成高温热烟气，滚筒干燥机的干燥滚筒完成热能传递交换，由尾端排出的高温湿气，尾气通过旋风除尘机旋风分离降尘，再通过水幕处理降温降尘、脱硫后向大气排放尾气。煤泥或褐煤从左边进料装置进，通过滚筒旋转输送，从右边出料装置出。该方法比许多老方法更加合理应用了高温烟气热能。但是仍局限于取自然风加热形成高温烟气、热风烟气再加热湿物料完成热能传递后物料中水汽蒸发到气流中、然后在干燥机末端将高温湿气排放，完成干燥过程，它没有考虑高温湿气中热能的利用，故能耗比仍然较高，并直接导致滚筒干燥工艺尾端排出的高温湿气的温度在100-300℃，内含大量热水汽；尤其在气温偏低季节、雨雪季节或空气相对湿度大天气，为提高设备脱水能力就不断提高烟气入口温度，增加气体流量，使得设备高低温差大、过热而变形；同时由于温度高，热风炉的粉尘、CO₂、SO₂等有害气体也增大，脱湿热气体中同时携带有大量粉尘和有害气体也直接排放大气造成周边环境污染，该污染是热气、粉尘、CO₂、SO₂等有害气体的多重污染。

煤泥干燥余热回收利用系统(中国专利公开号CN201672585U)是对干燥系统尾端湿式除尘设备进行改革，它通过热交换器将其热能引到室内供热或生活用途。而这样的节能效果只是有限的利用末端尾气热能。当生产规模扩大，生活用水、供热是非常有限的；尤其在干燥机出口热气流温度高于100℃以上时，无法直接用换热器回收热能并返回干燥机，大量余热还是排放，何况该技术对干燥系统本身并无多大改善。

上述两专利主要针对粉状物料进行干燥，对块状效果不是最好。

煤的微波干燥有(中国专利公开号CN101326265A)和一种褐煤干燥脱水设备(中国专利公开号CN101738077A)，前者直接用微波对煤炭进行干燥和调湿，后者采用先热风设备干燥、然后是微波干燥、最后是红外线干燥，这两种方法在煤泥、褐煤干燥中都是微波直接干燥或与其它设备组合成先后干燥，适用于块状、颗粒状和粉状物料，使用中操作简单，由于微波能来源于电力，电力来源于煤电、水电或其它电力，中间的能量转换损耗本身就比较大，实际使用中无相应的节能循环方法显然能耗大于前两种方法，从能耗角度无法大力推广。

总体看，上述方法存在热能利用技术水平低，设备故障率高，能源浪费大，而且直接导致生产成本高，无法生产做到环保生产，不适应节能环保型生产。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法。以微波与热风组成混合干燥模式，即：微波对进入加热腔中煤泥、褐煤、介质矿物无论块状、颗粒状和粉状整体加热，加速湿物料整体由内向外排湿，干燥腔中流动热气流辅助干燥带走物料表面湿气；通过旋风除尘机对排出尾气除尘(湿物料是颗粒状和块状可以省略此步骤)；尾气热能采用热管和热泵分级降温、回收热能、排出气流中水份；然后将气流通过除尘罩、脱硫烟道设备实现尾气降尘和净化；再将热管和热泵吸收的热能回输该气流；而后气流进入加热炉升温，再次进入微波腔完成气流循环。通过这样的工艺流程组合完成微波、热风的混合干燥，空气热能循环利用，以及降低系统粉尘、CO₂、SO₂等有害气体排放。以此克服现有的煤泥、褐煤、介质矿物干燥方法中的能耗大，设备故障高，设备过热损坏以及热污染排放、有害气体排放、粉尘排放等缺陷。

本发明的另一目的，提供一种煤泥、褐煤、介质矿物的节能环保干燥的装置。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

作为本发明的第一方面，一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)经过加热炉将空气升温后成高温低湿热气，直接通入微波干燥机内的入口，进行微波、热风混合干燥工艺；

(2)所述的微波干燥机直接对微波干燥腔中湿物料进行整体的微波加热，这是一种微波能直接转换成湿物料中介质分子(尤其是水分子)动能的过程，速度快、转换率高、湿物料是整体加热并排除水汽到物料表面，水份再吸收微波能蒸发或由流动空气热能将其脱除。

所述高温低湿热气直接通入微波干燥机内部的前端，与前期进入微波干燥机中湿度较高的煤泥、褐煤、介质矿物等湿物料进行传热干燥；混合干燥的效果是将微波的由内向外脱水干燥和热风表面脱水干燥优点相结合，将湿物料的水份由内向外，再由表面水分蒸发到热气流中，伴随高温低湿热气向微波干燥机尾端输送。

(3)脱水后物料变成干后产品从微波干燥机的尾端排出；在干燥腔中高温低湿热气经过吸湿和热交换后变成中高温高湿热气从微波干燥机的尾端上部排出，先经过旋风除尘机(颗粒状和块状可以省略此步骤)，去除大量粉尘，然后进入热管吸热端交换器进行降温，变成中温高湿热气；

(4)经过热管吸热端交换器降温后，中温高湿热气然后进入热泵机组的入口，热泵机组的入口设置一蒸发器，中温高湿热气在此放出热能，其热能被蒸发器中的工质所吸收；同时因温度下降变化，该部分气流的水汽饱和而大量析出，变成低温低湿热气；

(5)所述气体在蒸发器前后再次经膜过滤的除尘罩脱除细粉尘；然后，再经过脱硫烟道的气体脱硫和有害气体吸附处理处理；

(6)所述低温低湿热气被引到热泵机组的出口，该出口设置一冷凝器，所述冷凝器为热泵机组的输出端，所述冷凝器通过工质将热泵机组入口的蒸发器吸收的热能，在这里重新回输给低温低湿热气，使其变成中温低湿热气；

(7)然后，所述中温低湿热气被引到热管放热端交换器升温，吸收了热管放热端的热能后，变成中高温低湿热气；

所述热管放热端与热管吸热端是通过管路循环连通的热管，中温低湿热气所吸收热管放热端放出热能，就是之前热管吸热端吸收中高温高湿热气的能量。

所述热管放热端通过液体工质接收热管吸热端传递释放的能量，然后再向流过空气放出热量。

(8)所述中高温低湿热气被引到加热炉的进风段，经过加热炉的加热，变成高温低湿热气。

本专利所述介质矿物是指该矿物材料物理上表现为介质特性，是一种微波可以加热的矿物材料；所述微波是指频率在0.3-300GHz电磁波，一般采用2.45GH或0.915GHz微波。

其中步骤(1)中，所述加热炉为燃煤、燃气、燃油的热风炉或电热炉。

所述高温低湿热气绝对含水量低、脱水能力强，无论直接加热还是间接加热，都只要少量热能就可以达到较高的温度；其空气中湿度不受气候和风雪晴湿天气影响。

其中步骤(2)中，所述微波干燥机包括：进料装置、微波干燥腔、出料装置，前端的入口处为进料装置、中间为微波干燥腔、后端为出料装置；

所述高温低湿热气从微波干燥机前端进入干燥腔，降温吸湿后气流从后端排出微波干燥机。

湿物料从前端进料装置口进入微波干燥腔，脱水后物料从微波干燥机的出料装置的端口排出。

其中，所述的微波干燥腔是一种长隧道型，箱型或者是圆筒型结构，输送带在微波加热腔中穿过，微波源装在干燥腔上或微波源通过波导与加热腔相连接，微波输送带是采用几乎不吸收微波的特氟龙、PP、化纤等材料制成。所述进料装置和出料装置与微波腔连接处都具有防微波泄漏装置。如上海麦风微波设备有限公司微波干燥机系列MF-MNK-300产品

其中，所述进料装置与微波干燥腔前端相连，出料装置与微波干燥腔末端相接，物料通过输送带传动穿过微波干燥腔向后端输送。

步骤(3)中，所述旋风除尘机是除尘行业的通用设备，广泛应用于空气除尘中；

其中步骤(3)中，所述热管吸收端是采用金属外壳制成的热管蒸发段，所述热管吸热端与热管放热端通过循环管路连通，构成循环热管；所述热管蒸发段内设置有液体工质；所述热管吸热端是循环热管的吸热部位；所述热管吸热端将旋风除尘后中高温高湿热气降温到100℃以下，并吸收中高温高湿热气中热量。如上海麦风微波设备公司热管产品MF-RG-200产品。

所述热管蒸发段，工质起到从高温气流中吸热、将能量储存在工质中。

进一步的，热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发段(也称吸热端)，另外一端为冷凝段(也称放热端)，当热管一端(蒸发段)受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端(冷凝段)，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来，该交换器可以交换比普通热泵更高温度的热能。

其中步骤(4)中，所述热泵机组包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀、工质储液罐和控制器构成；所述的热泵机组也可以是更节能的双热源热泵机组，即在在原热泵机组的基础上，增加一个工质预热循环回路，如上海桑菱环境能源研究所双热源高温干燥热泵。

其中步骤(4)中，所述蒸发器是热泵机组的入口端，中温高湿热气在蒸发器处降温，将气流中热能传递给蒸发器内工质，降温后热气流中水汽因水汽饱和而凝结析出，该气流含水大幅度下降，形成低温低湿热气；所述蒸发器下方设置有冷水收集装置。

其中步骤(4)中，所述蒸发器下方安放有冷水收集装置，将析出的冷水和溶解水中的有害气体、粉尘等集中后排出。

其中步骤(5)中，所述除尘罩将降温后的低温低湿热气除尘，除尘罩可以采用网孔结构或膜过滤材料制作。

其中步骤(5)中，所述的脱硫烟道是目前烟气脱硫的最常用装置，通道中布置的生石灰吸附了SO₂后变成石膏，还可以吸收其它有害气体，吸附材料可以不定期更换。

其中步骤(6)中，所述冷凝器是热泵机组的输出端，从蒸发器引过来低温低湿热气在冷凝器处吸收冷凝器排出热量而升温变成中温低湿热气。

其中步骤(7)中，所述热管放热端是前(4)所述热管吸热端为同一热管。所述热管放热端通过工质吸收热管吸热端传递的能量，然后再向流过空气放出热量；所述热管放热端将向中温低湿热气放热，并将其升温到100℃以上，变成中高温低湿热气。

所述热管冷凝段工质起到从低温气流中放热、消耗工质中能量的作用。

其中步骤(8)中，产生的中高温低湿热气经过降温脱水后再经加热炉升温成高温低湿热气。

作为本发明的第二方面，一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥装置，包括微波干燥机、空气加热炉、旋风除尘机(湿物料是颗粒状和块状可以省略此步骤)，其特征在于，还包括热管吸热端、热泵机组和热管放热端、除尘罩和脱硫烟道装置；

所述加热炉与微波干燥机、旋风除尘机、热管吸热端、热泵机组蒸发端、除尘罩、脱硫烟道、热泵机组冷凝端和热管放热端依次连接；所述除尘罩按在热泵机组蒸发器前后；所述热管放热端与加热炉连接。

其中，所述加热炉为燃煤、燃气、燃油的热风炉，或电热炉。

其中，所述微波干燥机包括：进料装置、微波干燥腔、出料装置，前端的入口处为进料装置、中间为微波干燥腔、后端为出料装置。

本专利所述介质矿物是指该矿物材料物理上表现为介质特性，是一种微波可以加热的矿物材料；所述微波是指频率在0.3-300GHz电磁波，一般采用2.45GH或0.915GHz微波。

进一步，所述微波干燥腔是一种长隧道型，箱型或者是圆同型结构，输送带在微波加热腔中穿过，微波源装在干燥腔上或微波源通过波导与加热腔相连接，微波输送带是采用几乎不吸收微波的特氟龙、PP、化纤等材料制成，。

进一步，所述进料装置与微波干燥腔前端相连，出料装置与微波干燥腔末端相接，物料通过输送带传动穿过微波干燥腔向后端输送。如上海麦风微波设备有限公司微波干燥机系列MF-MNK-300产品。

进一步，所述进料装置和出料装置与微波腔连接处都具有防微波泄漏装置。

其中，旋风除尘机(颗粒状和块状可以省略此步骤)是粉状材料干燥中，空气除尘的通用设备，目前在此行业广泛使用。

其中，所述热管吸热端和热管放热端是采用金属外壳制成热管的同一热管，所述热管内设置有液体工质传递能量，并构成循环热管；所述热管放热端通过液体工质吸收热管吸热端传递的能量，然后再向流过空气放出热量。

其中，所述热泵机组包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀。所述冷凝器与工质储液罐连接，所述热泵机组(还与一控制器等连接)，实际应用中可以选择普通热泵、双源双效等节能热泵。

进一步，所述蒸发器下方设置有冷水收集装置。

进一步，所述除尘罩是一种可以拆卸清洁的网孔结构或膜过滤材料制作装置。

进一步，所述脱硫烟道放在除尘罩后面，是目前烟气脱硫的最常用装置，通道中布置的生石灰吸附了SO₂后变成石膏，氧化氮等其它有害气体也可以得到吸收，吸附材料可以不定期更换。

本发明的有益效果：

本发明以微波和热风混合方式进行对煤泥、褐煤、介质矿物整体加热干燥，干燥后产生的湿热气体不直接排放；采用热泵和热管装置，排出水份回收热能；采用旋风除尘机、除尘罩、脱硫烟道多项措施减排粉尘、NO_X、CO₂、SO₂等有害气体。达到煤泥、褐煤、介质矿物无论块状、颗粒状和粉状都可以快速、整体、低温脱水的效果，干燥设备系统能源利用率高，无粉尘、热气和有害气体排放。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的局部热泵部分结构示意图。

附图标记：

加热炉100、微波干燥机200、进料装置210、微波干燥腔220、出料装置230、旋风除尘机300、热泵机组500、蒸发器510、冷凝器520、压缩机530、膨胀阀540、除尘罩511、脱硫烟道512、热管吸热端610、热管放热端620、湿物料700、干后产品800。

空气900、高温低湿热气901、中高温高湿热气902、中温高湿热气903、低温低湿热气904、中温低湿热气905、中高温低湿热气906、排放尾气911。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或厂商提供的条件进行。

本发明所指高温低湿热气901为150-800℃、中高温高湿热气902为100-500℃、中温高湿热气903为50-300℃、低温低湿热气904为20-100℃、中温低湿热气905为50-300℃、中高温低湿热气906为100-600℃的空气。

实施例1

一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥装置，如图1和图2所示，包括：加热炉100、微波干燥机200、旋风除尘机300热管吸热端610、热泵机组500除尘罩511、脱硫烟道512和热管放热端620；

所述加热炉100与微波干燥机200、旋风除尘机300、热管吸热端610、热泵机组500的蒸发器520、除尘罩511、脱硫通道512、冷凝器520和热管放热端620依次连接；所述热管放热端620与加热炉100连接。

本发明的加热炉100为燃煤、燃气、燃油的热风炉110，或电热炉。

微波干燥机200包括：进料装置210、微波干燥腔220、出料装置230，前端的入口处为进料装置210、中间为微波干燥腔220、后端为出料装置230。如上海麦风微波设备有限公司微波干燥机系列MF-MNK-300产品

热管吸热端610热交换器采用金属外壳制成热管蒸发段，热管吸热端交换器与热管放热端交换器通过循环管路连通，内设置有液体工质。如上海麦风微波设备公司热管系列MF-RG-200产品。

热泵机组500，如图2所示，包括：蒸发器510、冷凝器520、压缩机530、膨胀阀540、冷凝器520与工质储液罐依次连接，热泵机组500通过控制器进行控制。

蒸发器510下方设置有冷水收集装置，前后分别设置有可拆卸清洁的除尘罩511，其后设置有脱硫烟道512，该通道采用通用的生石灰吸附SO₂等有害气体的烟气脱硫装置。

热管放热端620采用金属外壳制成热管冷凝段，热管吸热端610与热管放热端620是同一热管的蒸发段和冷凝段，通过循环管路连通，但作用正好相反，工质在其中传递能量交换，热管放热端620热能由热管吸热端610处工质传递过来。热管放热端620放出由热管吸热端610通过工质传递过来的能量。

一种煤泥、褐煤、介质矿物的节能环保干燥方法，包括以下步骤：

(1)经过加热炉100将空气900升温后成高温低湿热气901，直接通入微波干燥机200的入口，在微波干燥腔220中进行微波和热风混合干燥工艺。

加热炉100为燃煤、燃气、燃油的热风炉，或电热炉；为实现高温烟气温度可控可以采用温控器或间接式加热来操作。

(2)高温低湿热气901直接通入微波干燥机200内部的前端，对前期进入微波干燥机200中湿度较高的煤泥、褐煤、介质矿物表面进行传热干燥，微波对湿物料的干燥是整体加热，将物料整体升温，同时将物料水份由内向外传递；混合干燥的效果是将微波的由内向外脱水干燥和热风表面脱水干燥优点相结合，将湿物料的水份由内向外，再由表面水分蒸发到热气流中，伴随高温低湿热气901向微波干燥机200尾端输送。

微波干燥机200包括：进料装置210、微波干燥腔220、出料装置230，前端的入口处为进料装背210、中间为微波干燥腔220、后端为出料装置230；微波干燥机在工作中通过传送带输送由前向后输送湿物料700，进料装置210将湿煤下到输送带上，微波干燥腔中输送带从进料装置210接收湿物料，然后传送通过微波干燥腔，在输送带末端卸到出料装置230；在微波干燥腔的传送过程中，湿物料700在微波功率和热风的双重作用下，进行脱水干燥，在出料时变成干后产品800。

高温低湿热气901从前端进入微波干燥腔220，降温吸湿气流从后端穿出微波干燥腔220后端口排出。

湿物料700(煤泥、褐煤、介质物料)从前端穿过进料装置201进入微波干燥腔220，降温吸湿气流从后端出料装置230的下端口排出。

进料装置210的底部高度高于微波干燥机输送带高度，出料装置230的上端高度低于微波干燥机输送带高度，微波干燥机200按水平前放置，以便于物料在传动干燥过程中向后传送。

(3)脱水后干后产品800从微波干燥机200的尾端排出；高温低湿热气901经过吸湿和热交换后变成中高温高湿热气902从微波干燥机200的尾端上部排出，先经过旋风除尘机300，去除大量粉尘(颗粒状和块状可以省略此步骤)，然后进入热管吸热端交换器610进行降温，变成中温高湿热气903。

旋风除尘机300是除尘行业的通用设备，它广泛应用于空气除尘中；

热管吸热端交换器610采用金属外壳制成的热管蒸发段，热管吸热端交换器610与热管放热端交换器620通过循环管路连通，热管内设置有液体工质。如上海麦风微波设备公司热管产品MF-RG-200产品。热管蒸发段的工质起到从高温气流中吸热、储存热能的作用；再向热管放热端交换器620即热管冷凝段输送能量，热管放热端交换器620在与中温低湿热气905流接触时放热、输出能量。

(4)经过热管吸热端交换器610降温后中温高湿热气903然后进入热泵机组500的入口，热泵机组500的入口设置一蒸发器510，中温高湿热气903在此放出热能，其热能被蒸发器510中的工质所吸收；同时因温度下降变化，该部分气流的水汽饱和而大量析出，变成低温低湿热气904。

蒸发器510是热泵机组500的入口端，中温高湿热气903在蒸发器510处降温，将气流中热能传递给蒸发器510内工质，降温后热气流中水汽因水汽饱和而凝结析出，该气流含水大幅度下降，形成低温低湿热气904；所述蒸发器510下方设置有冷水收集装置，将析出的冷水集中后排出。

(5)所述气体904在蒸发器510前后再次经膜过滤的除尘罩511脱除细粉尘；然后，再经过脱硫烟道512的气体脱硫和有害气体吸附处理处理；

除尘罩511是一种网状或膜过滤制作的设备，采用多层不同孔径尺寸过滤膜就可以将空气中的颗粒全部过滤掉，同时采用串联或并联两组以上多层不同孔径尺寸过滤膜就可以取出清洁或轮换工作；

脱硫烟道512是一种常规的烟气脱硫装置，内壁上有吸附SO2气体的生石灰，吸收了SO2后变成石膏，还可以吸附其它有害气体，内壁材料可以不定期更换；

通过防尘罩511和脱硫的吸附通道512，微波干燥系统就取消了直接排放粉尘、热气污染的通道。

(6)所述除尘后低温低湿热气904被引到热泵机组500的出口，该出口设置一冷凝器520，所述冷凝器为热泵机组500的输出端，所述冷凝器520通过工质将热泵机组500入口的蒸发器510吸收的热能，在这里重新回输给低温低湿热气904，使其变成中温低湿热气905。

热泵机组500包括蒸发器510、冷凝器520、压缩机530、膨胀阀540、工质储液罐和控制器等构成；热泵机组通过压缩机完成工质循环，在蒸发器处吸热，在冷凝器处放热。所述工质是空调中广泛使用的，如江苏春兰空调公司、北京鑫越制冷技术有限公司销售R22、R402等制冷剂。

冷凝器520是热泵机组500的输出端，从蒸发器510引过来低温低湿热气904在冷凝器520处吸收冷凝器排出热量而升温变成中温低湿热气905。

(7)然后，所述中温低湿热气905被引热管放热端620升温，中温低湿热气905吸收了热管放热端交换器620的热能后，变成中高温低湿热气906。

热管放热端交换器620采用金属外壳制成的热管冷凝段，热管放热端交换器620与热管吸热端交换器610通过循环管路连通，并构成循环热管，所述热管内设置有液体工质；所述热管放热端620是循环热管的放热部位；所述热管放热端交换器620通过工质吸收热管吸热端交换器610释放的能量，然后再向流过空气放出热量。所述热管放热端交换器620将中温低湿热气905升温到100-300℃中高温低湿热气906。

热管吸热端交换器610与热管放热端交换器620是同一热管装置，两者间通过循环管路连通，但作用正好相反，中间有的液体将能量交流互换，热管放热端交换器620放出的热能就是热管吸热端交换器610之前吸收的热能，该热能是微波干燥机200尾端排出的高温高湿热气902中的能量。

(8)中高温低湿热气906被引到加热炉100的进风段，经过加热炉100的加热，变成高温低湿热气901。

步骤8中，产生的中高温低湿热气906经过降温脱水后再经加热炉100升温成高温低湿热气901。

所述高温低湿热气901，经过低温脱水，比直接引入的空气900具有更强的载水能力，进入微波干燥机200内，可以明显提高脱水能力；无论自然天气的雨雪晴湿，本发明的装置的高温烟气湿度都可以基本不变，使本装置的脱水性能稳定、不需过高提高进微波干燥机200功率就可以达到，这就减少设备能耗并得到干燥节能效果。

热管吸热端交换器610利用热管技术可以将100-300℃高温热风中能量充分吸收后降温到100℃以下热风，然后100℃以下热风就可以直接利用热泵技术进行排湿和能量利用，使得中高温热风能量得到充分回收和利用；其后在热风除湿后先通过热泵提温，再通过热管放热端620将先前的热能几乎完全回输给热风；而湿热气中的水份仅以冷水形式排出，其热能得到循环利用。

高温低湿热气901经过此前的低温脱水，比直接从空气中引入的空气具有更强的载水能力，进入微波干燥机内，可以明显提高脱水能力；无论自然天气的雨雪晴湿干燥系统的高温烟气湿度都可以基本不变，使干燥系统脱水性能稳定、不需过高提高进干燥机功率就可以达到，这就减少设置能耗并得到干燥节能效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (16)

1.一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)经过加热炉(100)将空气(900)升温后成高温低湿热气(901)，直接通入微波干燥机(200)内的入口，进行微波、热风混合干燥工艺；

(2)所述的微波干燥机(200)直接对微波干燥腔(220)中湿物料进行整体的微波加热，这是一种微波能直接转换成湿物料中介质分子(尤其是水分子)动能的过程，速度快、转换率高、湿物料是整体加热并排除水汽到物料表面，水份再吸收微波能蒸发或由流动空气热能将其脱除。

所述高温低湿热气(901)直接通入微波干燥机(200)内部的前端，与前期进入微波干燥机(200)中湿度较高的煤泥、褐煤、介质矿物等湿物料(700)进行传热干燥；混合干燥的效果是将微波的由内向外脱水干燥和热风表面脱水干燥优点相结合，将湿物料(700)的水份由内向外，再由表面水分蒸发到热气流中，伴随高温低湿热气(901)向微波干燥机(200)尾端输送。

(3)脱水后物料变成干后产品(800)从微波干燥机(200)的尾端排出；在干燥腔(220)中高温低湿热气(901)经过吸湿和热交换后变成中高温高湿热气(902)从微波干燥机(200)的尾端上部排出，先经过旋风除尘机(300)(颗粒状和块状可以省略此步骤)，去除大量粉尘，然后进入热管吸热端交换器(610)进行降温，变成中温高湿热气(903)；

(4)经过热管吸热端交换器(610)降温后，中温高湿热气(903)然后进入热泵机组(500)的入口，热泵机组的入口设置一蒸发器(510)，中温高湿热气(903)在此放出热能，其热能被蒸发器(510)中的工质所吸收；同时因温度下降变化，该部分气流的水汽饱和而大量析出，变成低温低湿热气(904)；

(5)所述气体在蒸发器(510)前后再次经膜过滤的除尘罩(511)脱除细粉尘；然后，再经过脱硫烟道(512)的气体脱硫和有害气体吸附处理处理；

(6)所述低温低湿热气(904)被引到热泵机组(500)的出口，该出口设置一冷凝器(520)，所述冷凝器(520)为热泵机组(500)的输出端，所述冷凝器(520)通过工质将热泵机组(500)入口的蒸发器(510)吸收的热能，在这里重新回输给低温低湿热气(904)，使其变成中温低湿热气(905)；

(7)然后，所述中温低湿热气(905)被引到热管放热端交换器(620)升温，吸收了热管放热端(620)的热能后，变成中高温低湿热气(906)；

所述热管放热端(620)与热管吸热端(610)是通过管路循环连通的热管，中温低湿热气(905)所吸收热管放热端(620)放出热能，就是之前热管吸热端(610)吸收中高温高湿热气(902)的能量。

所述热管放热端(620)通过液体工质接收热管吸热端(610)传递释放的能量，然后再向流过空气放出热量。

(8)所述中高温低湿热气(906)被引到加热炉的进风段，经过加热炉的加热，变成高温低湿热气(901)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加热炉(100)为燃煤、燃气、燃油的热风炉或电热炉。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述微波干燥机(200)包括：进料装置(210)、微波干燥腔(220)、出料装置(230)，前端的入口处为进料装置(210)、中间为微波干燥腔(220)、后端为出料装置(230)；

所述高温低湿热气(901)从前端穿过进料装置(210)进入微波干燥腔(220)，降温吸湿气流从后端穿过出料装置(230)排出；

湿物料(700)从前端进料装置(210)的端口进入微波干燥腔(220)，脱水后干后产品(800)从微波干燥机的出料装置(230)的端口排出。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述热管吸热端(610)和步骤(7)中，所述热管放热端(620)均采用金属外壳制成的热管蒸发段和冷凝段，所述热管吸热端(610)与热管放热端(620)通过循环管路连通，并构成循环热管；所述热管蒸发段内设置有液体工质；所述热管吸热端(610)是循环热管的吸热部位；所述热管吸热端(610)将旋风除尘后中高温高湿热气(902)降温到100℃以下，并吸收中高温高湿热气(902)中热量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述热泵机组(500)包括蒸发器(510)、冷凝器(520)、压缩机(530)、膨胀阀(540)、                 工质储液罐和控制器构成，所述的热泵机组(500)也可以是更节能的双热源高温干燥热泵机组；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述蒸发器(510)是热泵机组(500)的入口端，中温高湿热气(903)在蒸发器(510)处降温，将气流中热能传递给蒸发器(510)内工质，降温后热气流中水汽因水汽饱和而凝结析出，该气流含水大幅度下降，形成低温低湿热气(904)；所述蒸发器(510)下方设置有冷水收集装置，其前后设置可拆卸的除尘罩(511)，其后设置有脱硫通道(512)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述蒸发器(510)下方安放有冷水收集装置，将析出的冷水和溶解水中的有害气体集中后排出；所述的除尘罩(511)是将降温后的低温低湿热气除尘，除尘罩可以采用网孔结构或膜过滤材料制作；所述的脱硫通道(512)是目前烟气脱硫的最常用装置，通道中布置的生石灰吸附了SO₂后变成石膏，还可以吸收其它有害气体，吸附材料可以不定期更换。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述冷凝器(520)是热泵机组(500)的输出端，从蒸发器(510)引过来低温低湿热气(904)在冷凝器(520)处吸收冷凝器排出热量而升温变成中温低湿热气(905)。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7)中，所述热管放热端(620)是循环热管的放热部位；所述热管放热端通过工质吸收热管吸热端传递的能量，然后再向流过空气放出热量；所述热管放热端(620)将向中温低湿热气(905)放热，变成中高温低湿热气(906)。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(8)中，产生的中高温低湿热气(906)经过降温脱水后再经加热炉(100)升温成高温低湿热气(901)后再次进入微波干燥机(200)。

11.一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥装置，包括微波干燥机(200)、旋风除尘机(300)，其特征在于，还包括加热炉(100)、热管吸热端(610)、热泵机组(500)、除尘罩(511)、脱硫通道(512)和热管放热端(620)；

所述加热炉(100)与微波干燥机(200)、旋风除尘机(300)、热管吸热端(610)、热泵机组(500)的蒸发器(520)、除尘罩(511)、脱硫通道(512)和热管放热端(620)依次连接；所述热管放热端(620)与加热炉(100)连接。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述加热炉(100)为燃煤、燃气、燃油的热风炉或电热炉。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述微波干燥机(200)包括：进料装置(210)、微波干燥腔(220)、出料装置(230)，前端的入口处为进料装置(210)、中间为微波干燥腔(220)、后端为出料装置(230)；所述的微波干燥腔是一种长隧道型，箱型或者是圆筒型结构，输送带在微波加热腔中穿过，微波源装在干燥腔上或微波源通过波导与加热腔相连接，微波输送带是采用几乎不吸收微波的特氟龙、PP、化纤等材料制成。所述进料装置(210)和出料装置(230)与微波腔连接处都具有防微波泄漏装置。如上海麦风微波设备有限公司微波干燥机系列MF-MNK-300产品

所述进料装置(210)的出料高度高于微波干燥机的物料输送带，出料装置(230)的上部高度低于微波干燥机的物料输送带，便于物料通过传动向后输送；

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述热管吸热端(610)和热管放热端(620)是分别采用金属外壳制成热管，所述热管内设置有液体工质传递能量，并构成循环热管；所述热管放热端(620)通过液体工质吸收热管吸热端(610)传递的能量，然后再向流过空气放出热量。

15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述热泵机组(500)包括蒸发器(510)、冷凝器(520)、压缩机(530)、膨胀阀(540)、除尘罩(511)和脱硫通道(512)；所述冷凝器(520)与工质储液罐连接，所述热泵机组(500)还与一控制器等连接；所述的热泵机组(500)也可以是更节能的双热源高温干燥热泵机组。

16.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述蒸发器(510)前后设置有冷水收集装置和有可拆卸的除尘罩(511)、后部有脱硫通道(512)。

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