CN102494525B - 一种利用蒸汽喷射泵间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蒸汽喷射泵间接回收干燥器废气废热的方法，其工艺步骤为废气洗涤净化-冷凝水闪蒸-换热蒸发-二次蒸汽压缩-过热蒸汽加湿和循环利用过程。本发明方法中蒸汽压缩部分采用蒸汽喷射泵，使系统中产生的二次蒸汽增压提高能量品位后再返回传导式干燥器中供加热物料使用。这样原排放到大气中的废热蒸汽和部分热水得到了回收利用，减少了对环境的污染，提高了蒸汽有效能的利用率，每小时可节省50~60%的饱和蒸汽。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工工艺，尤其是涉及干燥行业，具体的说是一种利用蒸汽喷射泵间接回收干燥器废气废热的方法。
背景技术
在干燥行业中普遍采用蒸汽作为载热体，但其蒸汽的有效能利用率都较低，产生的大量低品位附产蒸汽（二次蒸汽）也都没有得到充分的回收和利用，绝大部分直接排放，造成很大的资源浪费和环境污染，能量利用率亟待提高。本专利介绍采用废气洗涤净化-冷凝水闪蒸-换热蒸发-二次蒸汽压缩-过热蒸汽加湿等单元组成的系统，利用蒸汽喷射式热泵间接回收废热蒸汽热量，使系统中产生的二次蒸汽增压提高能量品位后再返回传导式干燥器中供加热物料使用。
蒸汽喷射泵是开发和利用低品位能源的手段，即以消耗一部分高温热能（高压蒸汽）为代价，通过热力循环，把热能由低温物体转移到高温物体，它是一种没有运转部件的热力压缩机，故不需耗费电能。本申请人也曾申请利用压缩式热泵间接回收干燥器废气废热的方法专利，其中蒸汽压缩过程采用的压缩式热泵则是以消耗一部分电能为代价，把热能由低温物体转移到高温物体的能量利用装置。蒸汽喷射式热泵比其他类型的热泵压缩机有更多的优点，其在于不消耗高品位的电能或机械能，而以热能为动力，工作流体作功后，其热能仍供给系统加热用，同时具有结构简单，金属耗量低，占地面积小等优点。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种利用蒸汽喷射泵，将低品质的纯净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，本发明利用蒸汽喷射泵间接回收干燥器废气废热的方法，包括废气洗涤净化、冷凝水闪蒸、换热蒸发、二次蒸汽压缩、过热蒸汽加湿和循环利用过程，该方法的工艺步骤为：
（1）废气洗涤净化：湿物料连续的从传导式干燥器中顶部加入，饱和蒸汽通入干燥器中作为热源对湿物料加热，干物料在干燥器的底部将排出，同时蒸发出废热蒸汽，排出的废热蒸汽从洗涤塔的顶部进入，经过湿法等温洗涤除尘、除不凝气后，从洗涤塔的中下部排出，进入蒸发器；洗涤水由洗涤塔中上部进入，由底部排出进入洗涤水循环泵；
（2）冷凝水闪蒸：在闪蒸罐中，饱和蒸汽冷凝后的液体从闪蒸罐侧部通入，闪蒸出的饱和蒸汽与来自蒸发器中的气体混合后从顶部排出，引入蒸汽喷射泵中循环利用，闪蒸后剩余的冷凝水从闪蒸罐底部排出；
（3）换热蒸发：经过洗涤后的废热蒸汽从蒸发器的上部通入，作为热源将闪蒸后剩余的冷凝水加热后由蒸发器的下部排出，来自闪蒸罐的冷凝液由蒸发器的顶部进入，加热生成洁净二次蒸汽经蒸发器的下部返回闪蒸罐后再送入蒸汽喷射泵；
（4）二次蒸汽压缩：来自蒸汽总管的温度为165~185℃，压力为0.6~1.0MPaG饱和蒸汽由蒸汽喷射泵将闪蒸罐中混合的二次蒸汽抽吸并压缩，压缩为过热蒸汽；
（5）过热蒸汽加湿：压缩后的过热蒸汽在加湿器中，加湿为温度100~120℃，压力为0~0.1MpaG饱和蒸汽，实现冷凝水再次利用；
（6）循环过程：加湿后的饱和蒸汽返回传导式干燥器循环利用；
所述的废气洗涤净化过程中，理想状态下，在洗涤塔内与废热蒸汽不发生热、质交换。同时采用湿法等温洗涤的优点在于，一方面利用水蒸气和杂气的密度差，将废热蒸汽中的部分不凝气排出，另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，提高废气热能利用价值。
所述的换热蒸发过程中废热蒸汽通入蒸发器进行了一级换热，热利用率有所降低，同时增加了设备费用，但是蒸发器中所生成的为纯净蒸汽，不含不凝气等杂气，也可以作为生蒸汽使用，其换热效率高。
所述的二次蒸汽压缩过程中由于高温的新鲜蒸汽为蒸汽喷射泵的热源，故系统产生的废热蒸汽只需一部分进入蒸汽喷射泵进行压缩，生成的蒸汽即可满足系统的要求。
本发明可广泛应用于盘式干燥机、桨叶干燥机等传导式干燥器中，原排放到大气中的废热蒸汽和部分热水得到了回收利用，减少了对环境的污染，提高了蒸汽有效能的利用率，获得可观的经济效益和社会效益，每小时可节省50~60%的饱和蒸汽，此技术能极大的推动干燥技术的发展，将成为干燥行业未来的发展趋势。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
实现该工艺的设备包括：干燥机1、洗涤塔2、洗涤水循环泵3、蒸发器4、闪蒸罐5、冷凝液泵6、蒸汽喷射泵7、加湿器8，适用于由传导式干燥器中排放出的废热蒸汽成分复杂，不宜直接进入蒸汽喷射泵进行压缩的工况。
具体实施方式
（1）废气洗涤净化：在干燥器1中湿物料连续的从顶部加入，将温度为100~120℃，压力为0~0.1MPaG的饱和蒸汽通入干燥器1中作为热源对湿物料加热，同时蒸发出温度为95~105℃，压力为-0.02~0.02 MPaG的废热蒸气，由干燥器1顶部排出，干物料由干燥器1的底部排出。由于废热蒸汽从系统排出时，夹带了灰尘和不凝气等杂质，故首先将其通入洗涤塔2中洗涤净化。
洗涤塔2中，常压下100℃左右的洗涤水（开车时补入）由中上部进入，将废热蒸汽洗涤除尘、除不凝气后，由底部排出进入洗涤水循环泵3，同时废热蒸汽则从洗涤塔2的顶部进入，洗涤后由中下部排出，进入蒸发器4。洗涤塔2内，在理想状态下不发生任何热、质交换。
（2）冷凝水闪蒸：在压力为-0.03~0MPaG、温度为90~100℃的闪蒸罐5中，饱和蒸汽冷凝后的液体从闪蒸罐侧部通入，闪蒸出同温度、同压力的饱和蒸汽与来自蒸发器中的气体混合后从顶部排出。闪蒸后剩余的冷凝水通过冷凝液泵6分为三部分，一部分通入加湿器8中对过热蒸汽加湿，另一部分进入蒸发器4，由除尘后的废热气体加热并生成洁净蒸汽回用，剩余部分则回锅炉回用或者加热物料。
（3）换热蒸发：在蒸发器4中，温度为90~100℃、压力为-0.03~0MPaG的闪蒸液由蒸发器的顶部进入，被废热蒸汽加热后气化为同温度、同压力下的饱和蒸汽，由下部排出进入闪蒸罐5中。常压下100℃左右的废热蒸汽从蒸发器4的上部进入，将液体加热后冷凝为同压力、同温度下的冷凝水由下部排出。〔0022〕 （4）二次蒸汽压缩：来自蒸汽总管温度为165~185℃，压力为0.6~1.0 MPaG的饱和蒸汽，由蒸汽喷射泵7将闪蒸罐5混合后的二次蒸汽抽吸并压缩，从而生成温度为115~135℃，压力为0~0.1 MPaG的过热蒸汽，此蒸汽喷射泵的压缩比为1.5~2.0，膨胀比为10~15。
（5）过热蒸汽加湿：压缩后的过热蒸汽在加湿器8中采用闪蒸罐5中的冷凝水将其加湿为温度为100~120℃，压力为0~0.1MpaG饱和蒸汽，同时冷凝水则吸收过热蒸汽的显热，本身得到气化，气化为温度100~120℃，压力为0~0.1MPaG的饱和蒸汽，实现冷凝水再次利用。
（6）循环利用过程：加湿后饱和蒸汽返回干燥器1进行循环利用，每小时可节省50~60%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 (2)
1.一种利用蒸汽喷射泵间接回收干燥器废气废热的方法，包括废气洗涤净化、冷凝水闪蒸、换热蒸发、二次蒸汽压缩、过热蒸汽加湿和循环利用过程，其特征在于该方法的工艺步骤为：
（1）废气洗涤净化：湿物料连续的从传导式干燥器中顶部加入，饱和蒸汽通入干燥器中作为热源对湿物料加热，干物料在干燥器的底部排出，同时蒸发出废热蒸汽，排出的废热蒸汽从洗涤塔的顶部进入，经过湿法等温洗涤除尘、除不凝气后，由洗涤塔的中下部排出，进入蒸发器；洗涤水由洗涤塔的中上部进入，由底部排出进入洗涤水循环泵；
（2）冷凝水闪蒸：在闪蒸罐中，饱和蒸汽冷凝后的液体从闪蒸罐侧部通入，闪蒸出的饱和蒸汽与来自蒸发器中的气体混合后从顶部排出，引入蒸汽喷射泵中循环利用，闪蒸后剩余的冷凝水从闪蒸罐底部排出；闪蒸罐的压力为-0.03～0MPaG、温度为90～100℃；
（3）换热蒸发：经过洗涤后的废热蒸汽从蒸发器的上部通入，作为热源将闪蒸后剩余的冷凝水加热后由蒸发器的下部排出，来自闪蒸罐的冷凝液由蒸发器的顶部进入，加热生成洁净二次蒸汽经蒸发器的下部返回闪蒸罐后再送入蒸汽喷射泵；
（4）二次蒸汽压缩：来自蒸汽总管的温度为165～185℃，压力为0.6～1.0 MPaG饱和蒸汽由蒸汽喷射泵将闪蒸罐中混合的二次蒸汽抽吸并压缩，压缩为过热蒸汽；
（5）过热蒸汽加湿：压缩后的过热蒸汽在加湿器中，加湿为温度100～120℃，压力为0 ～0.1MpaG饱和蒸汽，实现冷凝水再次利用；冷凝水吸收过热蒸汽的显热，本身得到气化，气化为温度100～120℃，压力为0～0.1MPaG的饱和蒸汽，实现冷凝水再次利用；
（6）循环利用：加湿后的饱和蒸汽返回传导式干燥器循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽喷射泵间接回收干燥器废气废热的方法，其特征在于所述的二次蒸汽压缩过程，蒸汽喷射泵将二次蒸汽抽吸并压缩生成温度为115～135℃，压力为0～0.1 MPaG的过热蒸汽，此蒸汽喷射泵的压缩比为1.5～2.0，膨胀比为10～15。
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