CN102435016B - 一种利用压缩式热泵直接回收干燥器废气废热的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用压缩式热泵直接回收干燥器废气废热的方法。为解决废气废热的循环利用，本发明的工艺步骤为：（1）洗涤过程：将干燥器中放出的废热蒸汽通入洗涤塔进行洗涤；（2）闪蒸过程：将干燥器中加热物料的饱和蒸汽液化的冷凝水通入闪蒸罐中进行闪蒸，闪蒸出一定量的蒸汽；（3）压缩过程：将闪蒸后的蒸汽与洗涤后的水蒸气混合后通入压缩机，压缩为过热蒸汽；（4）加湿过程：过热蒸汽通入加湿器中采用冷凝水将其加湿为饱和蒸汽；（5）循环过程：加湿后的饱和蒸汽与来自蒸汽总管的蒸汽混合后，返回干燥器进行循环利用。通过上述方法的能量回收利用，可节省65~70%左右的饱和蒸汽。
Description
技术领域
本发明属于干燥技术领域的节能环保新技术，具体的说是一种利用压缩式热泵将传导式干燥器中废气废热进行直接循环利用的方法。
背景技术
本发明所要解决的技术问题是提供了一种利用压缩式热泵将传导式干燥器的废气热量及冷凝液热量进行直接回收利用的新技术。物料干燥是许多行业重要的生产过程之一，其目的是利用加热的方式除去产品或半成品中的湿份，使物料更便于运输、储存或进一步加工和使用。干燥器按加热方式可以分为传导、对流、辐射、高频和微波等，其中传导式干燥器又称直接式干燥器，它利用传导方式由热源通过壁面向湿物料传递热量，物料干燥中产生的二次蒸汽中含有大量热量，而当前干燥行业中绝大部分将此蒸汽直接排放，造成很大的资源浪费和环境污染，能量利用率亟待提高。为此，一些工程技术人员对二次蒸汽的循环利用进行了探索，主要方法是振荡流热管换热器，利用振荡流热管换热器回收余热，自激振荡流热管是一种高效的传热元件，利用这种热管研制出的高效振荡流热管换热器可以用于干燥尾气的余热回收，但余热不能完全循环利用，回收率不高，设备费用较大。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种利用压缩式热泵，将低品质的废热蒸汽压缩为高品质的蒸汽后，返回干燥器中循环利用的新方法，以促进传导式干燥器废气废热资源的回收利用和环境保护。
为解决上述技术问题，本发明的利用压缩式热泵直接回收干燥器废气废热的方法，包括洗涤、闪蒸、压缩和加湿过程，该方法的工艺步骤为：
（1）洗涤过程：将湿物料连续的加入传导式干燥器中，再将来自蒸汽总管的饱和蒸汽通入干燥器中对湿物料加热，干物料由干燥器的底部排出，同时蒸发出一定量的废热蒸汽，此废热蒸汽含有粉尘颗粒、不凝气等杂质，通入洗涤塔进行除尘、除不凝气，洗涤塔顶部喷入与废热蒸汽等温的热水，将粉尘、和部分不凝气清除，饱和的废热蒸汽则被引入压缩机；
（2）闪蒸过程：干燥器排出的冷凝水通入闪蒸罐中，闪蒸出一定量蒸汽，引入压缩机循环利用。这是冷凝液第一次利用；
（3）压缩过程：将闪蒸罐闪蒸出的二次蒸汽与经过洗涤后的蒸汽混合通入压缩机，压缩为过热蒸汽；
（4）加湿过程：压缩后的过热蒸汽通入加湿器中，利用闪蒸后的冷凝水将过热蒸汽加湿为饱和蒸汽，实现冷凝液第二次利用；
（5）循环过程：加湿后的饱和蒸汽与来自蒸汽总管的蒸汽混合后，返回传导式干燥器循环利用。
所述的洗涤过程是，采用湿法等温洗涤，理想状态下，在洗涤塔内与废热蒸汽不发生热、质交换，洗涤水由洗涤塔的中上部进入，再从洗涤塔的底部排出进入循环泵循环利用，同时废热蒸汽则从洗涤塔的顶部进入，经过洗涤除尘后，由洗涤塔的中下部排出，进入压缩机。
所述的闪蒸过程是，将系统中产生的冷凝水进行二次利用，将其通入闪蒸罐侧部，闪蒸的气体从闪蒸罐顶部排出，闪蒸后剩余的冷凝水从底部排出，温度与闪蒸气体的温度相同。
所述的加湿过程是，加湿后的饱和蒸汽与来自蒸汽总管的饱和蒸汽温度与压力相同，加湿液体采用闪蒸罐剩余冷凝液，回收冷凝液热量。
除尘设备按作用原理不同可以分为机械式除尘、湿法除尘、过滤式除尘、静电除尘、和磁力除尘等。工业界对微粉级含尘气体一般普遍采用过滤式除尘（布袋除尘），对气体湿度很敏感，易于糊袋而降低除尘效果，且通常为降温洗涤。本专利采用湿法等温洗涤，一方面解决袋滤器易于糊袋问题，同时又保持废气温度不下降，再次还利用水蒸气和不凝气的密度差，将废热蒸汽中的部分不凝气排出，提高废气热能利用价值。
通过本专利的能量回收方式，可节省65~70%左右的饱和蒸汽，此技术可广泛应用于盘式干燥机、桨叶干燥机等传导式干燥器中。
与现有技术相比，本发明具有很大的灵活性和实用性，能很大程度上提高能量利用率，有效的节约能量，减少废气排放，将成为干燥行业未来的发展趋势。将压缩式热泵应用于干燥系统能极大的推动干燥技术的发展，促进干燥废气废热资源回收和保护环境，获得可观的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
实现该工艺的主要设备为：干燥机1、洗涤塔2、循环泵3、闪蒸罐4、冷凝液泵5、压缩机6、加湿器7。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
（1）洗涤过程：将湿物料连续加到干燥器1中，再将来自蒸汽总管的温度为110~120℃，压力为0.04~0.1MPaG的饱和蒸汽通入干燥器1中，对物料加热后转化为冷凝水。干物料由干燥器1的底部排出，同时蒸发出常压下温度为100℃左右的废热蒸气，由干燥器1顶部排出，此蒸汽夹带了一定量的灰尘和不凝气等杂质，故首先将其通入洗涤塔2中进行洗涤除尘、除不凝气。
洗涤塔2中的洗涤水采用常压下100℃水，由洗涤塔2的中上部进入，再从洗涤塔2的底部排出进入循环泵3循环洗涤，同时废热蒸汽则从洗涤塔2的顶部进入，经过洗涤除尘、除不凝气后，由洗涤塔2的中下部排出，进入压缩机6。理想状态下，洗涤塔2内不发生任何热、质交换。
（2）闪蒸过程：干燥器排出的冷凝水通入常压下温度为95~105℃的闪蒸罐4中，闪蒸出一定量的同温度、同压力的蒸汽，由闪蒸罐4的顶部排出。闪蒸后剩余的冷凝水通过冷凝液泵5一部分通入加湿器7中对过热蒸汽加湿，剩余部分则加热物料或者回锅炉回用。
（3）压缩过程：将闪蒸罐4顶部排出的蒸汽与洗涤塔2排出的蒸汽混合后通入压缩机6压缩后成为温度为140~160℃的过热蒸汽，压缩比为1.3~1.8，消耗功率25-35kW左右。
（4）加湿过程：通常干燥器中采用饱和蒸汽对物料进行加热，具有换热效率高的优点，因此要将过热蒸汽通入加湿器7中采用闪蒸罐4中的冷凝水将其加湿为饱和蒸汽，加湿后温度为110~120℃，压力为0.04~0.1MPaG，加湿液体采用闪蒸罐剩余冷凝液，回收冷凝液热量。
（5）循环过程：加湿后的饱和蒸汽与来自蒸汽总管道的蒸汽混合后返回干燥器1进行循环利用，此时蒸汽总管只需补充少量的蒸汽，即可节省65%~70%左右的饱和蒸汽。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种利用压缩式热泵直接回收干燥器废气废热的方法，主要包括干燥、洗涤、闪蒸、压缩机和加湿等，其特征在于该方法的工艺步骤为：
（1）废气洗涤过程：将湿物料连续的加入传导式干燥器中，再将来自蒸汽总管的饱和蒸汽通入干燥器中对湿物料加热，干物料由干燥器的底部排出，同时蒸发出一定量的废热蒸汽，此废热蒸汽通过洗涤塔被洗涤塔顶部喷入的热水洗涤，生成的饱和废热蒸汽引入压缩机，洗涤过程采用湿法等温洗涤，洗涤水由洗涤塔的中上部进入，再从洗涤塔的底部排出进入循环泵循环利用，同时废热蒸汽则从洗涤塔的顶部进入，经过洗涤除尘后，由洗涤塔的中下部排出，进入压缩机；
（2）闪蒸过程：干燥器排出的冷凝水通入闪蒸罐中，闪蒸出一定量低压蒸汽引入压缩机循环利用，闪蒸过程系统中产生的冷凝水进行二次利用，将其通入闪蒸罐侧部，闪蒸的气体从顶部排出，闪蒸后剩余的冷凝水从闪蒸罐底部排出，温度与闪蒸气体的温度相同；
（3）压缩过程：将闪蒸罐闪蒸出的二次蒸汽与经过洗涤除尘后的蒸汽混合后通入压缩机，压缩为过热蒸汽；
（4）加湿过程：压缩后的过热蒸汽通入加湿器中，利用闪蒸后的冷凝水将过热蒸汽加湿为饱和蒸汽，加湿后的饱和蒸汽温度与来自蒸汽总管的饱和蒸汽温度与压力相同，加湿液体采用闪蒸罐剩余冷凝液，回收冷凝液热量；
（5）循环过程：加湿后的饱和蒸汽与来自蒸汽总管的蒸汽混合后，返回传导式干燥器循环利用。
2. 根据权利要求1所述的一种利用压缩式热泵直接回收干燥器废气废热的方法，其特征在于冷凝水闪蒸过程闪蒸罐常压下温度为95~105℃。
3. 根据权利要求1或2所述的一种利用压缩式热泵直接回收干燥器废气废热的方法，其特征在于所述的压缩机过程中过热蒸汽温度为140~160℃，压缩比为1.3~1.8。
4. 根据权利要求1或2所述的一种利用压缩式热泵直接回收干燥器废气废热的方法，其特征在于所述的加湿过程，加湿后的饱和蒸汽温度为110~120℃，压力为0.04~0.1MPa。
5. 根据权利要求3所述的一种利用压缩式热泵直接回收干燥器废气废热的方法，其特征在于所述的加湿过程，加湿后的饱和蒸汽温度为110~120℃，压力为0.04~0.1MPa。
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