CN102345967B - 多级脉冲式蔗渣干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多级脉冲式蔗渣干燥系统，其特征在于：采用锅炉烟气作为干燥源和独立旁路蔗渣干燥系统，锅炉高温烟气送入火星分离器，分离净化后的锅炉烟气与滚筒式蔗渣喂料器送入含水量≤52％的湿蔗渣进入多级脉冲式干燥器混合，然后经过多级分离器，得到含水量≤42％的干燥蔗渣，干燥蔗渣从双滚蔗渣喂料器排出，落入干蔗渣输送带送回锅炉房作燃料；烟气经竖直烟道、除尘器和引风机从烟囱排出。操作采用仪表自动控制，进、排料性能和密封性能均优，可以保证整个干燥系统的负压度和通畅性，统设由增压风机增加负压，以此抵消干燥系统的压力损失，可以保证锅炉燃烧所需的负压，换热的程度和深度较高，节能和环保效果较好，安全性高，运行稳定性高，具有较好的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于物料干燥技术领域，涉及一种多级脉冲式蔗渣干燥系统。
背景技术
糖厂生产过程中的甘蔗渣，绝大部分用做锅炉燃料燃烧，甘蔗渣水份一般在50％左右，直接进入锅炉内燃烧，很大一部分水分还需在锅炉炉膛内进行蒸发后才能达到蔗渣的着火点，影响了锅炉的炉膛温度，降低了锅炉燃烧效率。还有一部分蔗渣末完全燃烧就被带出炉外，不但大大浪费了燃料，不利于节能降耗，还会影响蔗糖的生产及生态环境。因此，糖厂生产过程中的蔗渣，应该先进行干燥处理后再使用，虽然目前各种对蔗渣干燥的设备很多，主要有平卧滚筒式和直筒悬浮式两种。滚筒式存在的问题是：投资较大，回报期过长，且滚筒体积庞大，占地多，很多糖厂无法腾出地方来安装，更重要的是，滚筒运行一段时间后，筒内会堆积较多蔗渣，容易导致产量降低直接影响锅炉的出力，严重时甚至会堵塞，直接威胁锅炉的安全运行；直筒悬浮式存在的问题是：蔗渣与烟气换热不充分，单位时间干燥量少或者干燥程度不够高，再一个是蔗渣的分离压损大，容易使蔗渣堵塞在管路上，还有漏风也大，细渣的分离也不完全，部分蔗渣随烟气排到大气中，既不经济也不环保。
中国专利CN201020130646.9 ，甘蔗渣烘干设备。该实用新型公开了一种甘蔗渣烘干设备，它是由混合室、悬浮烘干塔、高压气体喷射管、进料管、旋风分离器、冷气入口、抽风管和风机，混合室设在悬浮烘干塔的侧下部，进料管设在混合室的管壁上且位于悬浮烘干塔的附近，所述冷气入口设在混合室的管壁上且位于进料管的两侧。与高压空气压缩机相连接的高压气体喷射管设在悬浮烘干塔的底部且高压气体喷射管的喷射口朝上，所述悬浮烘干塔的顶部与旋风分离器的上侧部相连通，所述抽风管的一端与旋风分离器的顶部相连通，另一端与风机相连，由于采用使蔗渣悬浮烘干的方式，提高了蔗渣的干燥的效率；降低了蔗渣水份的含量，其本达到蔗渣在锅炉内燃烧的要求。
中国专利CN93248190.6，热风甘蔗渣干燥器。该实用新型属于一种中小型甘蔗榨糖厂适用的热风甘蔗渣干燥装置，是由干燥筒、锥台、出口管构成的热风甘蔗渣干燥器，其特征在于干燥筒为立式旋风干燥筒，在立式旋风干燥筒顶部切口并焊接固定有蔗渣进口管接头，于蔗渣进口管接头的内底端中央设有锥形蔗渣均匀器，在立式旋风干燥筒的顶侧边切口并焊接固定有热风进口管接头；在出口管底部的底边固定有喷渣风咀，喷渣风咀的底边又固定有可以伸缩调节的喷渣风调节板，喷渣风咀与喷渣风管相连接。其特点是设备简单，投资少，对水分含量达48～ 52％的蔗渣进干燥，其水分含量降至42～46％，干燥效果不佳。
目前，国内湿生物质干燥作燃料燃烧时，利用锅炉产生的烟气干燥除湿，减少湿生物质的含水量。就糖厂生产过程中的甘蔗渣，绝大部分用做锅炉燃料燃烧，甘蔗渣水份一般在50％左右，直接进入锅炉内燃烧，很大一部分水分还需在锅炉炉膛内进行蒸发后才能达到蔗渣的着火点，影响了锅炉的炉膛温度，降低了锅炉燃烧效率。还有一部分蔗渣末完全燃烧就被带出炉外，不但大大浪费了燃料，不利于节能降耗，还会影响蔗糖的生产及生态环境。因此，糖厂生产过程中的蔗渣，应该先进行干燥处理后再使用。虽然目前将锅炉的高温烟气利用旋风分离器分离出颗粒，对湿生物质干燥作燃料。但是，由于锅炉烟气的火星没有完全熄灭，烟气的流速快，有可能给干燥生物质带来火种。
发明内容
本发明的目的是：为了克服背景技术中的不足，避免传统干燥器效率不高、易堵塞、不够环保等问题，保证锅炉燃烧所需的负压，给使用蔗渣的糖厂带来更大的经济效益和社会效益，提供一种多级脉冲式蔗渣干燥系统。
本发明的技术方案是：
1、设置旋风分离器分离除去烟气中的火星和灰尘等固体物质，净化烟气。
2、设置多级脉冲式干燥器，使蔗渣在管中进行交替加速和减速的脉冲运动，提高换热的程度和深度。
3、采用本发明人的中国专利ZL200420048043.9《滚筒式蔗渣喂料器》和中国专利ZL201020060906.X《双滚式渣料喂料器》，以保证整个干燥系统的负压度和通畅性。
4、系统设置增加负压的增压风机，以此抵消干燥系统的压力损失，保证锅炉燃烧所需的负压。
本发明是这样实现的：
一种多级脉冲式蔗渣干燥系统，其特征在于：采用锅炉烟气作为干燥源，该系统包括火星分离、蔗渣干燥和气渣分离工序，并采用在原烟道设立独立旁路蔗渣干燥系统，锅炉高温烟气送入火星分离器，分离净化后的锅炉烟气与滚筒式蔗渣喂料器送入含水量≤52％的湿蔗渣进入多级脉冲式干燥器混合干燥， 然后经过多级分离器，得到含水量≤42％的干燥蔗渣，干燥蔗渣从双滚蔗渣喂料器排出，落入干蔗渣输送带送回锅炉房作燃料，烟气经竖直烟道、除尘器和引风机从烟囱排出。
以上所述的多级脉冲式蔗渣干燥系统所述的设备，采用包括原锅炉热锅炉烟道、除尘器、引风机和烟囱，在原烟道上设置风闸B，锅炉烟道经原烟道和风闸A接火星分离器后接到多级脉冲式干燥器，经多级脉冲式干燥器后面接多级分离器再接入竖直烟道、除尘器和引风机接烟囱，其中多级脉冲式干燥器的一级脉冲式干燥器设有滚筒式蔗渣喂料器，多级分离器下部有双滚蔗渣喂料器，竖直烟道安装有增压风机和风闸C。
以上所述的火星分离器是采用由数十个小的火星旋风分离器构成一个大的集束式火星旋风分离器，将锅炉烟气分离得到净化后温度为150-300℃无火星的锅炉烟气。
以上所述的多级脉冲式干燥器是采用两级以上的脉冲式干燥器，一级脉冲式干燥器上设置二级脉冲式干燥器，在一级脉冲式干燥器前设置火星分离器和清理装置，一级脉冲式干燥器和第二级脉冲式干燥器设置A喷射管和B喷射管，A喷射管和B喷射管的直径与A干燥筒和B干燥筒的直径比例为1:1.5～2.5，A干燥筒和B干燥筒的直径比例为1:0.8～1.6，一级脉冲式干燥器的A干燥筒下端侧面设置进料口和打散器。
以上所述的多级分离器是采用两级以上的分离器，一级分离器是采用大的分离器，二级分离器起采用2～6个小的分离器构成。
以上所述的双滚蔗渣喂料器、输送带的转动装置、滚筒式蔗渣喂料器的蔗渣料筒的贮料量和多级脉冲式干燥器的进料口/打散器及烟气温度采用自动仪表控制。
以上所述的滚筒式蔗渣喂料器4的内部设有两个同一水平位置的齿状小滚筒， 与下部同样为齿状的大滚筒形成三辊输送器，小滚筒为入料辊，大滚筒为喂 料辊，大滚筒的垂直中心线为两小滚筒的中分线；大滚筒同一轴端有一大一小两个链轮，大 滚筒轴的大链轮通过链条与减速机的输出轴链轮连接，大滚筒轴的小链轮经一传动链条和同处一平面的上部两小滚筒链轮及张紧链轮串联在一起，减速机的输入轴与电动机输出轴经联轴器连接。详见中国专利ZL200420048043.9滚筒式蔗渣喂料器。
以上所述的双滚蔗渣喂料器14包括壳体、大小滚筒和大小链轮，储料斗安装在渣料喂料器壳体上方，其入口放置于渣料输送带的下方，导料槽安装在渣料喂料器壳体下部，与锅炉入口连接，喂料器壳体的内部设有上部齿状小滚筒，与下部同样为齿状的大滚筒形成双滚输送器；大滚筒同一轴端有一大一小两个链轮，大滚筒轴的大链轮通过链条与减速机的输出轴链轮连接，小链轮经一传动链条和上部的小滚筒链轮、下部的辅助链轮及张紧链轮串联在一起，减速机的输入轴与电动机输出轴经联轴器连接。详见中国专利ZL201020060906.X双滚式渣料喂料器。
本发明的优点和积极效果：
1、采用本多级脉冲式蔗渣干燥系统较别的蔗渣干燥系统有更好的干燥效果，利用锅炉高温烟气直接加热物料，蔗渣在干燥器进行交替加速和减速的脉冲运动，与锅炉烟气混合充分，干燥器内蔗渣与锅炉烟气基本没有同速段（同速段热交换强度低），蔗渣能较多地吸收来自锅炉烟气的热量，干燥的程度也较深，节能效果更佳。
2、蔗渣进入干燥器是通过滚筒式喂料器投入，与锅炉烟气量都是相对稳定的配比进行混合，运行稳定性高，进料量是通过仪表监测后部锅炉烟气温度来自动控制，密封的料位是通过仪表自动控制，保证没有外界的冷空气进入干燥系统，能使干燥作业连续化、自动化，为整个生产工艺的连续化自动化提供条件。
3、有效解决湿蔗渣干燥中常出现的结团、堵塞、出料不畅、能量消耗低等问题。干燥器下设置有一个密封的清理装置，在实际运行中可随时检查和清理蔗渣中带来较重的杂物，以保证整个干燥器不会逐渐堆积而堵塞。
4、工作环境好，干燥系统负压操作，无任何粉尘外泄，尾气又经过配套的水浴处理器除尘，不产生任何环境污染。
5、本系统参与干燥的蔗渣、烟气均为一个独立的旁路流程，如若干燥系统出现故障需要停下处理时，此种设计可以使锅炉很快转回原来的燃烧方式，不会对锅炉的安全运行造成不利的影响。
6、脉冲式干燥器能使蔗渣水分由50％左右降低到38～42％，干燥后的蔗渣再投入锅炉进行燃烧，降低了炉内的水气含量，提高了炉膛温度，使蔗渣燃烧更充分，可以提高了锅炉燃烧效率6～10%，从而使投入的蔗渣比原来的少，也能达到相同的锅炉蒸发量。由此真正达到节能降耗的目的，不仅可以给厂家带来更大的经济效益，同时还可以使环保方面的社会效益得到提高。
附图说明
图1是本发明多级脉冲式蔗渣干燥系统示意图。
图中标识：1-锅炉烟道；2-排灰室；3-蔗渣料筒；4-滚筒式蔗渣喂料器；5-进料口/打散器；6-风闸A；7-风闸B；8-原烟道；9-火星分离器；10-清理装置；11A-一级脉冲式干燥器；11B-二级脉冲式干燥器；12-一级分离器；13-二级分离器；14-双滚式渣料喂料器；15-干蔗渣输送带；16-竖直烟道；17-增压风机；18-风闸C；19-除尘器；20-原引风机；21-烟囱。
具体实施方式
下面对本发明结合附图与实施例作进一步说明。
实施例1
本多级脉冲式蔗渣干燥系统，利用锅炉烟气作为干燥源，采用包括原锅炉烟道1、除尘器19、引风机20和烟囱21原有设备，关闭原烟道8的旁路蔗渣干燥系统的锅炉烟气进口和出口之间设置的风闸B7，高温锅炉烟气由锅炉烟道1经原烟道8的旁路蔗渣干燥系统的锅炉烟气进口，通过打开的旁路蔗渣干燥系统的锅炉烟气进口风闸A6，进入火星分离器9的第一个火星旋风分离器和第二个由16个小的火星旋风分离器构成的集束式火星旋风分离器将锅炉烟气分离得到净化后温度为290℃无火星的锅炉烟气。
在本发明人的中国专利ZL 200420048043.9滚筒式蔗渣喂料器4上方设置的蔗渣料筒3的贮料量、进料口/打散器5和烟气温度设置的自动仪表控制下，蔗渣料筒3含水量48％的湿蔗渣与分离净化后的锅炉烟气进入多级脉冲式干燥器混合的一级脉冲式干燥器11A进行充分混合换热；锅炉烟气再将蔗渣从一级脉冲式干燥器11A上部的出口射流进入二级脉冲式干燥器11B进行二级干燥，A喷射管和B喷射管的直径与A干燥筒和B干燥筒的直径比例为1: 1.8，A干燥筒和B干燥筒的直径比例为1: 1.5。
经过两级干燥在锅炉烟气推动下在一级分离器12和2个小的分离器构成的二级分离器13进行气渣分离，干燥蔗渣经本发明人的中国专利ZL 201020060906.X双滚式渣料喂料器14，在自动仪表控制下将得到含水量32％蔗渣落入输送带15送回锅炉房作燃料；烟气则经第二级分离器13、竖直烟道16、增压风机17、风闸C18，再经原烟道8、除尘器19 、原引风机20和烟囱21放空；通过仪表自动控制增压风机17，稳定锅炉的正常运行。
本干燥系统由于采用多脉冲式干燥器11A和11B，此脉冲干燥器芯部风速比四周烟风速大，部分湿而大的蔗渣从芯部上冲又从四周回落，再从芯部上升，延长了湿而大的蔗渣在热烟风环境中的干燥时间，保证了蔗渣有效干燥，使蔗渣水分由50％左右降低到39.6％，干燥后的蔗渣投入锅炉燃烧，提高了炉膛温度，使蔗渣燃烧更充分，提高了锅炉燃烧效率9.1%。由于采用密封性能好的滚筒式蔗渣喂料器4和双滚式渣料喂料器14，干燥系统负压操作，无任何粉尘外泄，尾气又经过配套的水浴处理器除尘，不产生任何环境污染。
实施例2
本多级脉冲式蔗渣干燥系统，利用锅炉烟气作为干燥源，采用包括原锅炉烟道1、除尘器19、引风机20和烟囱21原有设备，关闭原烟道8的旁路蔗渣干燥系统的锅炉烟气进口和出口之间设置的风闸B7，高温锅炉烟气由锅炉烟道1经原烟道8的旁路蔗渣干燥系统的锅炉烟气进口，通过打开的旁路蔗渣干燥系统的锅炉烟气进口风闸A6，进入由20个小的火星旋风分离器9构成的集束式火星旋风分离器将锅炉烟气分离得到净化后温度为278℃无火星的锅炉烟气。
在本发明人的中国专利ZL 200420048043.9滚筒式蔗渣喂料器4上方设置的蔗渣料筒3的贮料量、进料口/打散器5和烟气温度设置的自动仪表控制下，蔗渣料筒3含水量49％的湿蔗渣与分离净化后的锅炉烟气进入多级脉冲式干燥器混合的一级脉冲式干燥器11A进行充分混合换热；锅炉烟气再将蔗渣从一级脉冲式干燥器11A上部的出口射流进入二级脉冲式干燥器11B进行二级干燥，A喷射管和B喷射管的直径与A干燥筒和B干燥筒的直径比例为1: 2，A干燥筒和B干燥筒的直径比例为1: 1.2。
经过两级干燥在锅炉烟气推动下在第一级分离器12和4个小的分离器构成的第二级分离器13进行气渣分离，在自动仪表控制下干燥蔗渣经本发明人的中国专利ZL 201020060906.X双滚式渣料喂料器14，将得到含水量小于38％蔗渣落入输送带15送回锅炉房作燃料；烟气则经第二级分离器13、竖直烟道16、增压风机17、风闸C18，再经原烟道8、除尘器19 、原引风机20和烟囱21放空；通过自动控制增压风机17，稳定锅炉的正常运行。
本干燥系统由于采用多脉冲式干燥器11A和11B，此脉冲干燥器芯部风速比四周烟风速大，部分湿而大的蔗渣从芯部上冲又从四周回落，再从芯部上升，延长了湿而大的蔗渣在热烟风环境中的干燥时间，保证了蔗渣有效干燥，使蔗渣水分由50％左右降低到41.2％，干燥后的蔗渣投入锅炉燃烧，提高了炉膛温度，使蔗渣燃烧更充分，提高了锅炉燃烧效率8.9%。由于采用密封性能好的滚筒式蔗渣喂料器4和双滚式渣料喂料器14，干燥系统负压操作，无任何粉尘外泄，尾气又经过配套的水浴处理器除尘，不产生任何环境污染。
Claims (5)
1.一种多级脉冲式蔗渣干燥系统，其特征在于：采用锅炉烟气作为干燥源，该系统包括火星分离、蔗渣干燥和气渣分离工序，并采用在原烟道（8）设立独立旁路蔗渣干燥系统，锅炉高温烟气送入火星分离器（9），分离净化后的锅炉烟气与滚筒式蔗渣喂料器（4）送入含水量≤52％的湿蔗渣进入多级脉冲式干燥器混合干燥，然后经过多级分离器，得到含水量≤42％的干燥蔗渣，干燥蔗渣从双滚蔗渣喂料器（14）排出，落入干蔗渣输送带（15）送回锅炉房作燃料，烟气经竖直烟道（16）、除尘器（19）和引风机（20）从烟囱（21）排出；
所述的干燥系统采用包括锅炉烟道（1）、除尘器（19）、引风机（20）和烟囱（21），在原烟道（8）上设置风闸B（7），锅炉烟道（1）经原烟道（8）和风闸A（6）接火星分离器（9）后接到多级脉冲式干燥器，经多级脉冲式干燥器后面接多级分离器再接入竖直烟道（16）、除尘器（19）、引风机（20）和烟囱（21），其中多级脉冲式干燥器的一级脉冲式干燥器（11A）设有滚筒式蔗渣喂料器（4），多级分离器下部有双滚蔗渣喂料器（14），竖直烟道（16）安装有增压风机（17）和风闸C（18）。
2.如权利要求1所述的多级脉冲式蔗渣干燥系统，其特征在于：所述的火星分离器（9）是采用由数十个小的火星旋风分离器构成一个大的集束式火星旋风分离器，将锅炉烟气分离得到净化后温度为150-300℃无火星的锅炉烟气。
3.如权利要求1所述的多级脉冲式蔗渣干燥系统，其特征在于：所述的多级脉冲式干燥器是采用两级以上的脉冲式干燥器，一级脉冲式干燥器（11A）上设置二级脉冲式干燥器（11B），在一级脉冲式干燥器（11A）前设置火星分离器（9）和清理装置（10），一级脉冲式干燥器（11A）设置A喷射管，二级脉冲式干燥器（11B）设置B喷射管，A喷射管的直径与A干燥筒的直径比例为1:1.5～2.5，B喷射管的直径与B干燥筒的直径比例为1:1.5～2.5， A干燥筒与B干燥筒的直径比例为1:0.8～1.6，一级脉冲式干燥器（11A）的A干燥筒下端侧面设置进料口和打散器（5）。
4.如权利要求1或2所述的多级脉冲式蔗渣干燥系统，其特征在于：所述的多级分离器是采用两级以上的分离器，一级分离器（12）是采用大的分离器，二级分离器（13）是采用2～6个小的分离器构成。
5.如权利要求1所述的多级脉冲式蔗渣干燥系统，其特征在于：所述的双滚蔗渣喂料器（14）、输送带（15）的转动装置、滚筒式蔗渣喂料器（4）的蔗渣料筒（3）的贮料量和多级脉冲式干燥器的进料口/打散器（5）及烟气温度采用自动仪表控制。
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