CN102564096A - 一种低压过热蒸汽干燥物料的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在湿物料干燥过程中产生低压过热蒸汽并以其作为内部循环干燥介质实施物料干燥功能的装置。本装置利用外部的导热油循环系统供应高温导热油作为干燥装置的传热介质，利用经过再热循环的低压过热蒸汽作为干燥装置的部分干燥介质，由这两种不同温度条件的工作介质向干燥装置提供所需热量，并通过内置导热油加热盘管向物料干燥过程中被蒸发的蒸汽和经增压和再热后进入干燥装置内循环的低压过热蒸汽加热，以保持蒸汽在换热过程中始终处于适当的过热状态，干燥装置内的低压过热蒸汽在自下而上的流动中与自上而下运动的物料直接接触，并通过二者之间的对流换热及传质扩散，达到加热和干燥物料的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种低压过热蒸汽干燥物料的装置，具体为采用干燥装置内部加热方式，在干燥湿物料的过程中加热和产生低压过热蒸汽并以其作为内部循环干燥介质，干燥介质在自下而上的流动中与自上而下运动的物料直接接触，通过二者之间的对流换热和传质扩散，达到加热和干燥物料的目的，同时使干燥过程达到物料干燥质量好、安全高效节能和环境友好的综合效果。
技术背景
干燥作为产品加工过程中的一种重要工艺技术，已经广泛地应用于化工、能源、医药、食品、农业、矿业及环保等领域。
直接加热干燥和间接加热对流干燥是两种不同的加热干燥方式，二者的差异在于干燥过程中是否利用一种中间传热媒介作为干燥介质实施加热干燥功能。间接加热对流干燥方式利用一种干燥介质在被干燥物料之间流动并与其直接接触，通过二者之间的对流传热和传质扩散，将干燥介质携带的热量传递给湿物料，同时使湿物料中的水分吸热汽化后扩散，由干燥介质将其携带走，并达到干燥物料的目的。
过热蒸汽干燥是一种无空气间接加热干燥方法。利用过热水蒸汽作为干燥和传热介质对物料进行干燥，与利用热风和高温烟气作为干燥介质相比，过热蒸汽干燥具有传热系数大、传质阻力小、热能利用效率高、干燥后物料质量高、无氧化和燃烧危险、可对所排放蒸汽中的热量及冷凝水回收利用且对环境友好等优点。
采用过热蒸汽干燥方法，通常情况下是将由外部锅炉产生的过热蒸汽送入干燥装置对被干燥物料进行加热，并使物料中的含水达到饱和状态，被干燥物料湿表面上大部分水分以蒸发方式离开物料，从而使物料得到脱水干燥。在物料干燥过程中，作为干燥介质的过热蒸汽因加热物料而失去热量，再加之与物料中水分蒸发产生的湿饱和蒸汽混合，使得过热蒸汽的温度下降，同时使饱和蒸汽温度升高，二者的混合蒸汽也变成过热蒸汽，但混合后过热蒸汽的过热程度降低。随着物料中更多水分的蒸发并继续与过热蒸汽混合，当混合蒸汽的温度降至其所处环境压力下的饱和温度时，混合蒸汽即失去了其作为干燥介质的工作能力。如果在混合蒸汽失去其干燥能力后使其继续与物料直接接触，虽然其具有大量的汽化潜热仍然能够作为传热介质，可以对温度更低的物料实施加热，但此时对其汽化潜热的利用已无助于对接近及达到饱和温度的物料进行干燥，甚至会使前期已实施的物料干燥工作降低效果。
在过热蒸汽干燥过程中，影响干燥介质与被干燥物料之间换热强度的主要因素是二者间的温差和干燥介质的比热容。由于过热蒸汽可以在不提高其工作压力的情况下提高其过热温度，故通过加热方式适当提高干燥介质的温度并不困难，但加热温度太高则会对那些具有温度敏感性的物料干燥带来新的问题。干燥介质的比热容越大，其携带热量的能力越强，且其对流换热系数越大。由于过热蒸汽在过热条件下的比热容很小，其能够携带用于干燥物料的有效热量不大于其所处环境压力下的过热蒸汽与饱和蒸汽之焓差，事实上，在过热蒸汽温度为200℃，绝对压力为0.1MPa的条件下，二者之间的焓差仅为其过热蒸汽焓值的6.86％，由于这部分热量在过热蒸汽焓值中所占的比例太小，它会直接影响到干燥介质的工作能力和干燥装置的工作效率，考虑其比热容的条件，过热蒸汽并不是一种十分理想的干燥介质。换句话说，在相同工作压力条件下，饱和蒸汽的特性使其不适于作为干燥介质，过热蒸汽与饱和蒸汽相比具有更高的过热温度和不饱和度，故其具有更高的传热驱动力和携带水分的能力，但因其在过热条件下的比热容较小，不能依靠自身的携热能力在干燥过程中为物料提供足够的干燥所需有效热量，这是过热蒸汽干燥技术存在的一个需要解决大问题。依据传热学原理，温差是传热过程的驱动力，通过提高或保持干燥介质与物料之间的适当温差，可使干燥过程的效率和能力得到提高。作为干燥介质，在传热过程中过热蒸汽的比热容小也有其优势的作用，即当过热蒸汽失去热量时会快速降低温度，但当其获得热量时也会快速升高温度，如果在干燥过程中能够及时对因失去热量而降温的过热蒸汽补充热量，则能够使其在获得热量补充时提高其温度。为了防止干燥介质的干燥能力在某一干燥阶段明显减低，可向干燥装置内部引入一种具有更高工作温度并能携带更多热量的传热介质，由该传热介质及时对干燥介质进行加热并为其提供足够热量，即可通过二者之间的间接换热达到提高或保持干燥介质工作温度的目的，同时，由于在干燥过程中能够对过热蒸汽的降温和升温变化加以控制，则干燥装置内部的工艺过程即成为一个可控制的动态平衡过程。
根据湿物料干燥过程的干燥特性和传热理论分析，干燥过程可分为三个阶段，即预热阶段、恒速蒸发阶段和降速蒸发阶段。因物料的性质及含水率不同，不同条件的物料在同一干燥过程中所处的某个阶段，通常以其干燥速率的变化状况界定，各阶段之间并无一个明确的分界点，但在三个阶段中干燥介质与物料之间的加热条件和干燥特性具有很大差异，其差异的结果表现在干燥介质与物料之间的温差和所能提供的有效热量对物料的干燥速率及干燥装置工作效率的影响是不同的。如果过热蒸汽干燥装置按照干燥过程三阶段所需要的不同传热条件及干燥特点设计，根据不同物料条件并在其干燥过程中的不同阶段，提供最佳干燥速率条件下的相应温差并适时为其提供足够的有效热量，同时通过对干燥介质操作条件的适度调控，以满足物料性质及其含湿量的变化，则干燥装置的热效率和干燥能力即可达到最佳状态。
专利号为02827235.8的发明专利“利用过热蒸汽干燥颗粒制品的设备”披露了一种过热蒸汽干燥装置，该装置由一个水平安置的干燥腔、一个垂直安置的热交换器及一个用于分离蒸汽和被干燥颗粒制品的装置组成。其特征在于圆筒形容器干燥腔的内部安装有转动的提升导流板，可将干燥腔下部的物料提升或搅动，使其与通过干燥腔的过热蒸汽充分接触并被干燥，该装置通过所配置的外置式热交换器对循环蒸汽加热并使其变为过热蒸汽，再次送入干燥腔作为干燥介质工作。但由于过热蒸汽在干燥腔内无法得到适时的加热升温和热量补充，在干燥过程中过热蒸汽的温度及其干燥能力会出现明显降低。
由美国专利号为5,357,686中已知的是，在立式的圆形流化床干燥室内使颗粒状物料与过热蒸汽充分接触，通过设置在干燥室中心处的一台管壳式过热蒸汽换热器将干燥过程中产生的低温蒸汽再加热，使其变为过热蒸汽，并将其一部分过热蒸汽送入流化床干燥室再循环干燥物料。流化床干燥装置具有较高的干燥效率，但其所用过热蒸汽及干燥室内的工作压力需要在0.3MPa之上。
由申请号为200910045134.4的发明专利“带有内加热器的可重复利用的增压过热蒸汽干燥方法及装置”中已知的是，该干燥装置是由多级带有内加热器的流化床干燥机组成，其特征是，第一级干燥机内加热器的加热介质是由外部供应的过热蒸汽，在该级干燥机内物料被干燥过程中产生的过热蒸汽经过增压，作为本级干燥介质循环使用和后一级干燥机内加热器的加热介质，而由后一级干燥机产生的过热蒸汽被用于本级干燥介质的循环和下一级干燥机的加热，直至最后一级干燥机将本级循环使用的干燥介质除外的剩余蒸汽排出系统，以期获得更高的系统能源利用效率。但是该方法涉及的干燥系统在利用前一级干燥机产生的过热蒸汽作为下一级干燥机加热介质时，并未能确定该级过热蒸汽所具有的温度及其携带热量能否在下一级干燥机内继续加热并产生过热蒸汽或蒸汽。
由申请号为200920318687.8的实用新型专利“一种间接换热回转类过热蒸汽褐煤干燥系统”中已知的是，采用饱和蒸汽为传热介质，通过在回转式干燥机内设置的内置换热管加热褐煤，用于产生蒸汽并干燥褐煤，一部分排放蒸汽经由循环风机加压和加热成为过热蒸汽，然后进入干燥机作为循环干燥介质参与干燥过程。该技术中的主要设备回转式干燥机是一类转动设备，回转式干燥机的内部空间非常有限，无法在其中布置大量的换热管，故难以通过换热管内的饱和蒸汽以凝结换热方式，给干燥过程中产生的低温蒸汽提供足够的热量及高温条件使其成为过热蒸汽。如果其不能保证干燥机内的混合蒸汽始终为过热蒸汽，则干燥机的干燥效率和物料的干燥度会受到影响。
本发明采用一种低压过热蒸汽干燥物料的装置和为其提供及分配热能的传热系统联动操作，通过干燥装置内部加热方式，产生和加热低压过热蒸汽，利用其作为干燥介质，并在干燥物料过程中始终保持其过热状态，干燥介质在自下而上的流动中与自上而下运动的物料直接接触，通过二者之间的对流换热和传质扩散，达到加热和干燥物料的目的。本发明的特点是通过在干燥装置内部对干燥介质温度及其传递热量的调节，实现对物料干燥过程的自主控制，达到提高低压过热蒸汽干燥物料装置干燥能力及其热效率的效果。
发明内容
本发明提供了一种低压过热蒸汽干燥物料的装置。
本发明的主要技术方案是，根据不同物料在不同干燥阶段对干燥介质温度及热量的需求，由干燥装置的内置式加热器对物料干燥过程中产生的蒸汽进行加热和升温，通过对加热温度及传递热量的适时调节控制，使蒸汽在干燥装置内部换热过程中始终保持适当的低压过热状态，同时利用低压过热蒸汽作为干燥介质在干燥装置内部流动，通过干燥介质与物料之间的对流换热和传质扩散，为物料提供有效干燥热量并携带走从物料中蒸发出的水分，实现对物料的干燥并达到高效节能及安全环保的干燥效果。
本发明所涉及的低压过热蒸汽干燥物料装置是一种采用外部提供的传热介质在装置内部加热和产生低压过热蒸汽，并利用低压过热蒸汽作为干燥介质实施物料干燥的双重功能加热干燥装置。该装置利用导热油供热系统提供的高温导热油作为其内部加热的传热介质，为干燥装置提供所需的热量，并通过内置导热油加热盘管向在物料干燥过程中产生的蒸汽和经增压在干燥装置内循环的低压过热蒸汽加热，以保持二者混合后的蒸汽在干燥装置内部换热过程中始终处于适当的过热状态，同时利用该低压过热蒸汽作为物料的干燥介质，使其在干燥装置内部自下而上的循环流动中与自上而下运动的物料直接接触，通过二者之间的对流换热和传质扩散，实现对物料的加热和干燥。该干燥装置至少由一台立式盘管导热油加热器和一台循环过热蒸汽增压风机组成(见图1)。循环过热蒸汽增压风机的过热蒸汽入口和出口分别与立式盘管导热油加热器的循环低压过热蒸汽外循环加热通道出口和内循环加热通道入口相连接。
本发明所采用的低压过热蒸汽是通过干燥装置内部加热方式使物料中的水分蒸发并过热所产生的低压过热蒸汽，而不是由外部的锅炉或蒸汽源提供的过热蒸汽。低压过热蒸汽的工作压力在0.1至0.2MPa(绝对压力)之间，工作温度范围为110℃至250℃。
本发明用于在干燥装置内部加热的传热介质为导热油，是指工作温度在200℃至350℃范围内的有机热载体。干燥装置内部加热具体是指通过内置的导热油加热盘管向干燥装置内部流动的低压过热蒸汽加热，使其在干燥装置内部换热过程中连续获得热量补充并始终处于适当的过热状态，以保持其良好的干燥能力，由此提高干燥装置的干燥效率和系统的热能利用效率。
低压过热蒸汽干燥物料装置的主要结构特征如下：
立式盘管导热油加热器是低压过热蒸汽干燥物料装置的核心设备，它是一种利用内置导热油加热盘管中流动的高温导热油加热和产生内部干燥介质，所述干燥介质包括：干燥过程中蒸发产生的蒸汽和循环低压过热蒸汽的混合蒸汽；并通过干燥介质加热和干燥物料的过热蒸汽加热器(见图2)。立式盘管导热油加热器包括：
立式盘管导热油加热器的主体部分，以及在其上部安装的物料进料分配器和蒸汽排汽管组，在其下部安装的物料卸料器和循环再热蒸汽进汽管组，在其内部安装的中心辅助加热管和其它内部附件。
导热油加热器的主体部分由用钢管弯制成螺旋状的单层盘管组或同心双层盘管组，及其外侧的钢制外壳构成，盘管组被作为导热油加热器的加热部件，每台导热油加热器至少包括一套加热盘管组；加热盘管组的外形是圆柱形，或者是椭圆柱形，或者是两端为半圆柱形中间部分为矩形柱的长圆柱组合体形状。
加热盘管组由单级或多级并联的加热盘管组成，加热盘管由单管及多管并联缠绕的钢管构成，各层缠绕钢管之间的表面紧密接触；加热盘管的直径可以相同或者不同，直径和外形相同的盘管可以组成单层盘管组，直径不同但其外形相同的盘管可以组合成相互套装在一起的同心双层盘管组；通过每一级加热盘管的导热油流量由调节阀进行控制；
导热油加热器的主体部分是由同心双层盘管组构成的结构，其内层盘管组和外层盘管组之间保留有一定间隔，形成一个环状截面的通道，该通道为循环低压过热蒸汽的内循环加热通道；其外层盘管组和钢制外壳之间，或导热油加热器的主体部分是由单层加热盘管组构成的结构，其盘管组外侧管壁与钢制外壳之间，都具有一定间隔，形成一个环状截面的夹套结构，该夹套是循环低压过热蒸汽的外循环加热通道；通道的流通截面尺寸由低压过热蒸汽的循环量确定，内外层盘管组之间的高度差，由干燥过程恒速蒸发阶段的结束点位置确定；
导热油加热器的主体部分需要垂直安装，并在其上部安装物料的进料分配器和蒸汽排汽管组，在其下部安装干燥后物料的卸料器、导热油进出口管组及增压循环再低压过热蒸汽管组等；
在圆柱形导热油加热器内部的中心部位设置一根通贯上下的导热油垂直管线，其下端与外部导热油供应管线相连接，上端与进料分配器的支架管连接并与外部导热油回流管线相接，此管路将作为导热油加热器的中心辅助加热管，并以其作为中心支架安装导热油加热器的内部附属部件；外形是椭圆柱形的加热盘管组，或是两端为半圆柱形中间部分为矩形柱的长圆柱组合体形状的加热盘管组，其导热油加热器内可设置两根中心辅助加热管；
导热油加热器上部安装有物料的进料分配器，导热油加热器主体部分内部设置有数层相互倾斜安装的配料孔板以及蒸汽导流板，用于控制干燥介质的合理分布、调节进料的均匀性及延长不同粒径物料的加热时间。进料分配器的型式和结构与物料的给料器结构相配合；配料孔板的层数、倾斜角度和孔的布置及其孔径由物料的性质和形态确定。
导热油加热器上部的蒸汽排汽出口处设置有过热蒸汽出口温度测量点，根据该处过热蒸汽温度监测数据，通过调节低压过热蒸汽的循环流量和温度，以保证干燥装置内部的蒸汽始终保持在低压过热状态。低压过热蒸汽的循环流量及温度调节是通过对进入各级导热油加热盘管的高温导热油流量和进入导热油加热器的低压过热蒸汽循环流量进行两级调节实现的。
根据干燥过程三个阶段的干燥特性和传热特点，在导热油加热器内部不同高度位置设有至少三处过热蒸汽温度测点，用其对导热油加热器内干燥介质温度局部分布情况进行监控，将各点监测温度与各阶段最佳干燥速率条件下的计算温差数据比较，并通过对进入各级导热油加热盘管的高温导热油流量和导热油加热器内部的低压过热蒸汽循环流量进行调节，用于改善该加热器内局部干燥介质温度分布不合理的状况。
循环过热蒸汽增压风机是干燥装置的循环低压过热蒸汽增压设备，它的功能是使低压过热蒸汽在导热油加热器内部循环。循环过热蒸汽增压风机是以过热蒸汽为工质，其工作特点为进出口过热蒸汽压力稳定且不高于0.2MPa(绝对压力)，但其蒸汽排量需要根据干燥装置的负荷、物料的性质及其含水率变化对导热油加热器的出口过热蒸汽温度及流量的影响进行调节和控制，故宜采用配置变频电机的风机。
使干燥装置内部的蒸汽始终保持低压过热状态，并使低压过热蒸汽与物料之间的温差和供热量保持在最佳干燥速率条件下的适当范围之内，是本发明的技术核心。保证该条件的实现，是根据导热油加热器顶部排汽处过热蒸汽温度的变化及干燥过程中不同阶段过热蒸汽温度的变化，通过对进入各级加热盘管的高温导热油流量和低压过热蒸汽循环流量进行两级调节实现的。通过导热油调节阀对某一级加热盘管或多级并联加热盘管组的导热油流量进行调节，可以改变干燥过程的进程或导热油加热器内局部的低压过热蒸汽温度条件和热量分配状况；通过对循环过热蒸汽增压风机的流量调节可以改变干燥装置内低压过热蒸汽循环流量，以适应物料性质和湿度的变化。通过上述两级调节，可以使干燥装置的干燥能力和工作特性自主适应物料性质、含湿量及最终干燥度在一定范围内变化。
对于处理含水率较高的物料，或要求干燥处理后物料的含水率很低的情况，以及物料性质对干燥介质温度有严格限制的情况，本发明所涉及的低压过热蒸汽干燥装置可以采用两级或多级串联使用，即将第一级干燥装置的出料直接送入第二级干燥装置作为给料，将第二级干燥装置的出料直接送入第三级干燥装置作为给料，连续进行干燥处理，使含水量较高或要求干燥后含水率更低的物料以及不宜在过高温条件下干燥的物料达到所需要的理想干燥效果。采用两级低压过热蒸汽干燥装置串联使用的情况，按照干燥过程三个阶段的特点，两级干燥装置的能力配置有两种组合方式可供选择。
选择一：两级干燥装置各由一套独立的低压过热蒸汽干燥装置组成，即将物料的预热阶段和恒速蒸发阶段的主要过程布置在第一级干燥装置的导热油加热器内进行，将恒速蒸发阶段的剩余部分过程和降速蒸发阶段布置在第二级干燥装置的导热油加热器内进行，两级干燥装置的功能及干燥能力各有不同，其结构及其尺寸也有所不同；该种干燥装置组合(即为1+1组合，见图3)形式的特点是第一级干燥装置的干燥能力决定该干燥装置组合的生产能力，第二级干燥装置的干燥能力决定该组合的物料干燥程度，两级干燥装置的设计干燥能力差异较大。
选择二：两级干燥装置由三套独立的低压过热蒸汽干燥装置组成，即将物料的预热阶段和恒速蒸发阶段布置在第一级干燥装置内进行，设置两套处理能力相同的低压过热蒸汽干燥装置作为第一级干燥装置并联运行；将降速蒸发阶段布置在第二级干燥装置内进行，由于其加热负荷较第一级干燥装置大大减小，且需要的加热温度更高，故第二级干燥的任务仅由一套低压过热蒸汽干燥装置承担；该种干燥装置组合(即为2+1组合，见图4)形式的特点是由第二级干燥装置的干燥能力决定该组合的物料干燥能力，但该组合方式对干燥装置的有效能力进行了合理配置，较大程度的提高了该干燥装置组合的综合生产能力和热效率，并由于第二级干燥装置内容易实现更高的干燥介质工作温度，从而可以有效提高物料出料时的干燥程度。
本发明涉及的低压过热蒸汽干燥装置及其组合的特殊性能，是通过与其相配合的传热系统实现的。该传热系统是低压过热蒸汽干燥装置的供热源和蒸汽分配及回收系统，它由两个子系统组成，一个是液相导热油供热系统，其功能是为干燥装置提供干燥过程所需热量和为干燥介质提供加热升温的条件；另一个是低压过热蒸汽分配和回收系统，其功能是通过对干燥过程中产生的低压过热蒸汽进行分配及输送，以提高干燥装置的工作能力及热能利用效率，并为其排出的低压过热蒸汽提供余热及其冷凝水回收利用的条件。
本发明的有益效果是：低压过热蒸汽干燥物料具有传热系数大、传质阻力小、热能利用效率高、干燥后物料质量高、干燥过程无氧化和燃烧危险、可对所排放蒸汽中的热量及冷凝水回收利用且对环境友好等优点。本发明采用低压过热蒸汽干燥技术及所述干燥装置对物料进行干燥处理，通过在干燥装置内部对干燥介质温度及其传递热量的调节，实现对物料干燥过程的自主控制，达到提高低压过热蒸汽干燥物料装置干燥能力及其热效率的效果。
附图说明
下面的附图对本发明涉及的干燥装置做进一步的说明：
图1为低压过热蒸汽干燥物料装置的工艺流程示意图，该图表示了所述装置包括的两个主要设备的工艺流程及二者之间的安装位置关系。
图2为导热油加热器1的结构图，该图是导热油加热器1的正剖视图，表示了所述导热油加热器的内部结构及其主要部件相对位置的示意。
图3为两级低压过热蒸汽干燥装置串联使用的1+1组合示意图，该图表示了该种串联组合形式的两级干燥装置工艺流程和二台装置之间的安装位置关系。
图4为两级低压过热蒸汽干燥装置串联使用的2+1组合示意图，该图表示了该种串联组合形式的两级干燥装置工艺流程和三台装置之间的安装位置关系。
上述图中所示各部件为：
1.导热油加热器，2.循环过热蒸汽增压风机，3.钢制外壳，4.加热盘管组，4a.外层加热盘管组，4b.内层加热盘管组，5.中心辅助加热管，6.进料分配器，7.内部配料孔板，8.蒸汽导流板，9.过热蒸汽出口温度测点，10.过热蒸汽温度测点，11.进料斗，12.给料器，13.卸料斗，14.垂直提升输送机。
具体实施方式
本发明涉及的低压过热蒸汽干燥装置的工艺流程和具体实施方式是：
干燥装置工作初始，由导热油供热系统向低压过热蒸汽干燥装置提供高温导热油，作为干燥装置的热源对导热油加热器1进行预热。将经过预热的少量湿物料从导热油加热器1的顶部进料斗11向下送入预热后的导热油加热器1内，使物料升温至其外部水分蒸发，所产生的蒸汽首先用于置换导热油加热器1内的空气，然后继续被加热至低压过热蒸汽，当蒸汽过热并达到110℃时，开启过热蒸汽增压风机2，使导热油加热器1内部的低压过热蒸汽进入循环低压过热蒸汽外循环加热通道向下流动，同时被加热盘管组的外侧管壁换热面再加热。
循环低压过热蒸汽通过外循环加热通道被加热和经循环过热蒸汽增压风机2增压后，作为物料的干燥介质，由下部送入导热油加热器1进行内部循环，并通过内外层加热盘管组之间形成的内循环加热通道及加热盘管组的内侧管壁换热面继续加热，使循环低压过热蒸汽升温至干燥工艺所需的干燥介质温度。
干燥装置进入工作状态时，湿物料被连续送入导热油加热器1，通过进料分配器6和内置配料孔板7自上向下运动，同时被由下向上流动的干燥介质，即低压过热蒸汽加热。该阶段干燥介质与物料之间的换热特点是，低压过热蒸汽与物料接触过程中，湿物料迅速被加热，并利用干燥介质的过热蒸汽特性通过传质扩散方式带走其中一部分水分。由于送入导热油加热器1的物料处于预热阶段，其实际温度尚未达到该环境压力下水的饱和温度，其中的水分还未开始蒸发，故在该阶段加热物料时并不需要很高的加热温度和大量热量，但需要大量的干燥介质与其充分接触并均匀加热；当干燥介质与物料直接接触时，二者将通过传热和传质两种方式进行热量和质量交换，通过传热方式使物料表面的温度升高，通过传质方式使物料表面的外部水分扩散；从干燥能力和效果分析，在物料预热阶段，通过干燥介质与物料的充分接触，以传热和传质方式对物料所起到的综合脱水作用是明显的，而且干燥介质的流量越大，不饱和程度越高，其携带水分的能力越强；蒸汽过热的程度和物料表面的温度越高，则其表面水分的扩散速度越快。在该阶段可以利用的干燥介质是已经由下而上流动至导热油加热器1上部位置的低压过热蒸汽，此时的低压过热蒸汽即将被排出导热油加热器1，其温度已接近于导热油加热器蒸汽出口低压过热蒸汽的控制温度，但其仍保持着过热状态且与湿物料表面温度至少还有20℃以上的温差，故其仍具有相当的加热能力，而且此时在导热油加热器内新产生的和循环流动的低压过热蒸汽的总量已达到其最大流量值，所以利用即将排出导热油加热器的大量低压过热蒸汽对刚送入导热油加热器的湿物料进行加热，既可达到利用过热蒸汽排汽的余热温差预热湿物料的目的，又可利用其过热蒸汽的剩余干燥能力，通过传质途径携带一部分水分出去，以尽量减少干燥装置后续处理的负担。但在此阶段需要关注排汽温度的变化，当过热蒸汽排汽的温度低于其最低控制值时，应当通过提高导热油流量或控制干燥介质循环流量，使其温度上升；当过热蒸汽排汽的温度高于其最高控制值时，则应当通过降低导热油流量或调节干燥介质循环流量，使其温度下降，以使干燥装置保持在最佳热效率条件下工作。
物料在继续下落过程中与具有更高温度的循环低压过热蒸汽做相对运动，通过直接与其接触被进一步加热升温、蒸发水分和干燥。该阶段物料的干燥特性是，物料表面的温度已达到该环境压力条件下水的饱和温度，其外部水分和部分内部水分会被蒸发成饱和蒸汽，并与在其附近流动的干燥介质混合，二者的混合蒸汽变成温度更低的过热蒸汽，同时混合蒸汽又被导热油加热盘管组4和中心辅助加热管5加热升温，使其保持在适当的过热状态并具有一定的干燥能力，在向上流动中继续对物料加热，同时带走被蒸发的水分。由于该干燥阶段为恒速蒸发阶段，物料中大部分水将被蒸发，故需要消耗较多的热量，导热油加热器1内低压过热蒸汽的数量和温度因而发生较大变化，此时物料的干燥速度受到干燥介质与物料之间温差减小及传递热量不足的限制，故需要通过导热油加热器1下部加热盘管的供热和被加热后的循环低压过热蒸汽同时为该干燥过程提供较高温度的加热条件和更多的热量。首先，将经过外循环加热通道以及内循环加热通道加热后的循环低压过热蒸汽直接送入该加热段，以增加干燥介质的流量和温度；此外，导热油加热器1在该加热段采用多级并联加热盘管，每级盘管具有多管并联的导热油循环回路，通过增加高温导热油流量和局部换热温差，以及强化对流换热，从而达到给流经该加热段的低压过热蒸汽提供高温加热条件和大量热量的目的。在恒速蒸发阶段，由于物料中大量水分被蒸发，导热油加热器1内的低压过热蒸汽量及其流动速度在增加，但随着干燥介质在向上流动中加热物料并与新产生的蒸汽混合，其温度会逐渐降低。通过该加热段的低压过热蒸汽将自下而上流动进入预热段，作为物料预热段的干燥介质。
物料中的大部分水分在恒速蒸发阶段被蒸发后，其在向下运动中继续被干燥介质加热并干燥，此时蒸发出来的饱和蒸汽是来自于物料内部的水分，由于物料内部传热速度受到其物质导热速率低的影响，使得物料的干燥变得更困难，其干燥速度已经降低且蒸发量明显减少，干燥过程进入降速蒸发阶段。该干燥阶段的特点是，由于物料内部的传热和蒸汽流动困难，使得干燥过程变慢而物料中水蒸发量减少，所以该加热段需要的热量减少，此时要提高物料的干燥速率则需要增强传热的驱动力而并不需要增加更多的热量，故采用提高干燥介质与物料之间温差以提高物料的内部温度是解决此问题的有效手段。为此，导热油加热器1在该处采用多管并联盘管，甚至在其下部设置双层加热盘管结构的换热面，增加局部换热面积和高温导热油流量，以提高该加热段的环境及干燥介质温度。此外，物料的表面温度在恒速蒸发阶段已被加热到该环境压力下水的饱和温度之上，在降速蒸发阶段，新产生的饱和蒸汽数量在减少，干燥介质失去的热量也在减少，二者混合后的过热蒸汽温度相对有所提高，此时当导热油加热器1以更高的温度对其加热并补充热量时，由于能够获得具有更高温度的热量补充，该加热段的低压过热蒸汽温度会迅速升高，并高于恒速蒸发阶段干燥介质的最高温度水平，其所处的内部环境温度可达到导热油加热器1内部环境的最高温度，在此环境中物料本身的温度也将随之升高，其温度水平的升高将有助于加快其内部的传热和水分蒸发及排出，从而达到在降速蒸发阶段提高物料干燥速率的目的。通过该加热段并具有更高温度的低压过热蒸汽将自下而上流动，进入恒速蒸发加热段，作为该加热段的干燥介质，干燥后的物料进入卸料斗13。
由于不同的物料具有不同的性质和含水率，因此干燥装置需要具有更高的干燥速率和适应能力；此外单台干燥装置的生产能力需要大型化，以适应其规模经济化的要求。目前在不同物料干燥工艺中采用各种型式的干燥装置在满足大型化、干燥速率、适应能力、干燥装置热效率、资源利用效率、生产成本、安全性和降低环保风险等诸项条件方面，都存在一定的实际困难和问题。本发明方法涉及的低压过热蒸汽干燥装置，是通过以下独有的技术特点和高效的工艺方法解决这些困难和问题的。
本发明中涉及的低压过热蒸汽干燥装置，由于按照不同物料在不同干燥阶段的特性和干燥介质的工艺条件对导热油加热器1内部的加热温度及传热量进行调节和分配，能够自主适应干燥装置负荷和物料条件的变化，并能够使干燥介质始终在过热状态下工作，保持其较强的干燥能力，还可以将干燥装置中产生的低压过热蒸汽作为干燥介质使用，由此提高了干燥装置的能源利用效率和干燥效率。
本发明中涉及的低压过热蒸汽干燥装置采用内部加热产生的低压过热蒸汽作为干燥介质，在无氧和低压环境中使物料在不发生氧化的条件下得到干燥；干燥过程排出的低压过热蒸汽可被用于预热物料，其余热和冷凝水被回收利用，故该方法更适用于对氧化反应敏感的物料进行干燥处理，且保证了物料干燥过程的产品卫生、生产安全和环境友好。
对于需要单套低压过热蒸汽干燥装置具有更大处理能力的情况，横截面形状为椭圆形和长孔圆形的导热油加热器1具有更大的物料及干燥介质分布空间，故其能够提高单台干燥装置的物料处理能力。
本发明所涉及的低压过热蒸汽干燥装置适合于颗粒状、条状及片状呈流态化的多种性质物料的干燥处理，尤其适用于对氧化反应敏感、含湿量高和大批量物料进行连续干燥处理，例如，矿砂、食品、谷物、动物饲料、化学工业产品、发酵菌渣和榨汁后的水果渣等，但不包括对100℃温度具有严重热敏感影响的物料和粒径大于20mm的物料。
液相导热油供热系统是一个以导热油为传热工质的循环供热系统，本发明中的低压过热蒸汽干燥装置使用导热油作为传热介质有两个主要特点，一是由其物理性质决定导热油具有比水更高的沸点或馏程，故适宜在更低工作压力下实施更高温度的热量传递；二是在低压及高温条件下输送热量时，可在液相导热油系统中采用循环泵加压并使导热油在加热设备和换热设备之间循环流动，因其循环过程无相变发生，因此，导热油传热系统较蒸汽传热系统具有低压高温传热的优势和更高的热能利用效率。
下面的实施例对本发明所涉及的干燥装置和技术方法做进一步的说明：
实施例1
被干燥物料为含水率为20％的锆钛混合矿砂或石英砂，其粒径不大于3mm，要求干燥后物料的含水率小于3％，单套干燥装置为处理量300吨/天。
被干燥物料的特性是：矿砂的干燥主要为除去其外部水分，且矿砂的化学性质稳定，对干燥介质的工作温度不敏感，但对干燥后的矿砂的清洁度及含湿率要求严格，故需在干燥装置内采用无污染干燥介质并提高降速蒸发段的干燥介质温度。根据以上条件，利用低压过热蒸汽干燥技术，采用一套本发明涉及的低压过热蒸汽干燥装置进行干燥处理。
干燥装置的工艺条件为：干燥装置处理能力为矿砂300吨/天，除湿量为2.5MT/hr.；导热油加热器1的设计加热负荷是3000KW，传热介质为LQ-D330导热油，其工作温度为加热器进口供油温度为320℃，加热器出口回油温度为260℃，设计导热油流量为90M3/hr；干燥介质为低压过热蒸汽，其在导热油加热器1内的最高工作温度为180℃，导热油加热器1的蒸汽出口排汽温度为120℃，其工作压力(绝对压力)是过热蒸汽增压风机2出口压力为0.15MPa，导热油加热器1蒸汽出口压力为0.11MPa，设计过热蒸汽循环量为36MT/hr.。
干燥装置的导热油加热器1设计条件为：采用Dn80的无缝钢管制作导热油加热盘管组4，采用Dn100的无缝钢管制作导热油加热器1的中心辅助加热管5，导热油加热器1的总换热面积为300m2，加热盘管组采用双层盘管结构，外层加热盘管直径为Φ2.5m，盘管组高度为14m，设为三级多管并联盘管和两级单管盘管并联循环；内加热盘管直径为Φ2.0m，盘管组高度为7m，设为两级多管盘管并联循环。导热油加热器1总高度为18m，其最高工作温度为320℃，其最高工作压力为0.2MPa(绝对压力)。
过热蒸汽增压风机2的工作条件为：过热蒸汽排量为30000m3/hr.，过热蒸汽压力为0.15MPa(绝对压力)。
低压过热蒸汽干燥装置的操作过程是：
1.将进口温度为320℃的导热油供入导热油加热器1，将导热油加热器预热至内部空气温度达到200℃，且导热油供热系统继续循环；
2.由矿砂垂直提升输送机14将湿矿砂送入给料斗11，并将少量预热后的矿砂连续送入导热油加热器1，矿砂被加热并产生少量蒸汽，用于置换导热油加热器1中的空气；
3.当导热油加热器1上部蒸汽排出口的蒸汽温度达到120℃时，启动过热蒸汽增压风机2，使低压过热蒸汽开始在导热油加热器1内循环并被加热，同时逐渐增加给料量，用于提高加热器内矿砂的水蒸发量和干燥速率；
4.当低压过热蒸汽循环流量和温度达到最大设定值，且导热油加热器1内设置的三个阶段干燥介质温度监测值达到控制值时，逐渐将给料量增加至正常给料量；
5.根据导热油加热器1内部各处的温度变化情况，调节各级加热盘管组的导热油流量及低压过热蒸汽循环量，直到各处温度变化逐步趋于稳定，低压过热蒸汽干燥装置即可投入正常运行；
6.检测干燥后矿砂样品的含湿率及处理量，确认其干燥处理能力。在低压过热蒸汽干燥装置投入正常运行前，可将导热油加热器下部卸料仓内尚未达到最终干燥度要求的矿砂与待干燥处理的湿矿砂混合，再次送入干燥装置处理。
实施例2
被干燥物料为含湿率为13％的玉米或麦子或稻谷，要求干燥后物料的含湿率小于5％，单套干燥装置为处理量200吨/天。
被干燥物料的特性是：非育种用谷物的干燥主要为除去其外部水分及部分内部水分，虽然谷物的化学性质稳定，但干燥介质的工作温度过高会对其干燥后的谷物质量有影响，故谷物类物料干燥过程中需要对干燥介质温度和加热条件加以限制。此外，由于谷物干燥处理场所的条件所限，无法对被干燥谷物实施适当的预热。为此，需在干燥装置内提高恒速蒸发段的干燥介质流量和降低降速蒸发段的干燥介质温度。根据以上条件，利用低压过热蒸汽干燥技术，采用一套本发明涉及的低压过热蒸汽干燥装置进行干燥处理。
干燥装置的工艺条件为：干燥装置处理能力为谷物200吨/天，除湿量为0.85MT/hr.；导热油加热器1的设计加热负荷是1000KW，传热介质为LQ-D320导热油，其工作温度为导热油加热器1进口供油温度为250℃，加热器出口回油温度为200℃，设计导热油流量为40M3/hr；干燥介质为低压过热蒸汽，导热油加热器1内的低压过热蒸汽最高温度为160℃，导热油加热器1的蒸汽出口排汽温度为110℃，其工作压力(绝对压力)是过热蒸汽增压风机2出口压力为0.14MPa，导热油加热器1蒸汽出口压力为0.11MPa，设计过热蒸汽循环量为14MT/hr.。
干燥装置的导热油加热器1设计条件为：采用Dn80的无缝钢管制作导热油加热盘管组4，采用Dn100的无缝钢管制作导热油加热器1的中心辅助加热管5，导热油加热器1的总换热面积为120m2，加热盘管组采用单层盘管结构，加热盘管直径为Φ2.0m，盘管组总高度为14m，设为两级多管并联盘管和三级单管盘管并联循环。导热油加热器1的总高度为18m，其最高工作温度为250℃，其最高工作压力为0.2MPa(绝对压力)。
过热蒸汽增压风机2的工作条件为：过热蒸汽排量为12000m3/hr.，过热蒸汽压力为0.14MPa(绝对压力)。
低压过热蒸汽干燥装置的操作过程是：
与实施例1基本相同。
实施例3
被干燥物料为含水率为23％的苹果渣或发酵菌渣，其粒径不大于5mm，要求干燥后物料的含水率小于10％，单套干燥装置为处理量30吨/天。
被干燥物料的特性是：苹果渣及发酵菌渣的干燥主要为除去其外部及内部水分，且其化学性质稳定，对干燥介质的工作温度不敏感，对干燥后的物料的含湿率要求也不严格，但因湿物料的表面形状不规则且密度小故而导致其流动性差，因此需在干燥装置内提高恒速蒸发段的干燥介质循环流量和温度，缩短其在预热段和恒速蒸发段前期的加热时间，使其尽快开始蒸发以防止其在下降过程中发生流动阻滞。根据以上条件，利用低压过热蒸汽干燥技术，采用一套本发明涉及的低压过热蒸汽干燥装置进行干燥处理。
干燥装置的工艺条件为：干燥装置处理能力为苹果渣30吨/天，除湿量为0.17MT/hr.；导热油加热器1的设计加热负荷是220KW，传热介质为LQ-D330导热油，其工作温度是加热器进口供油温度为320℃，加热器出口回油温度为260℃，设计导热油流量为10M3/hr；干燥介质为低压过热蒸汽，导热油加热器1内最高过热蒸汽温度为200℃，导热油加热器1的蒸汽出口排汽温度为120℃，其工作压力(绝对压力)是过热蒸汽增压风机2出口压力为0.15MPa，导热油加热器1蒸汽出口压力为0.11MPa，设计过热蒸汽循环量为1.8MT/hr.。
干燥装置的导热油加热器1设计条件为：采用Dn50的无缝钢管制作导热油加热盘管组4，采用Dn100的无缝钢管制作导热油加热器1的中心辅助加热管5，导热油加热器1的总换热面积为25m2，加热盘管组采用单层盘管结构，加热盘管直径为Φ1.6m，盘管组总高度为12m，设为两级级多管并联盘管和两级单管盘管并联循环。导热油加热器1总高度为14m，其最高工作温度为320℃，其最高工作压力为0.2MPa(绝对压力)。
过热蒸汽增压风机2的工作条件为：过热蒸汽排量为2400m3/hr.，过热蒸汽压力为0.15MPa(绝对压力)。
低压过热蒸汽干燥装置的操作过程是：
与实施例1基本相同。
实施例4
被干燥物料为含水率为15％的动物饲料，其粒径不大于5mm，要求干燥后物料的含水率为3-5％，单套干燥装置为处理量250吨/天。
被干燥物料的特性是：动物饲料的干燥主要为除去其内部水分，物料化学性质稳定，但对干燥介质的工作温度比较敏感，对干燥后的物料的含湿率要求严格，因待处理物料经过挤压过程，其表面形状规则但表面密度较大，导致蒸汽不易扩散出来，且物料性质导致内部热传导速度慢，故需延长饲料在恒速蒸发段的停留时间，控制其传热强度，使物料内部温度稳定升高并有足够的时间使其内部水分蒸发和溢出。根据以上条件，采用本发明涉及的低压过热蒸汽干燥技术对饲料进行干燥处理，使用一套两级低压过热蒸汽干燥装置的组合(1+1组合)，即采用一台一级干燥装置和一台二级干燥装置的组合，并为该干燥装置组合配置一套相适应的传热系统。
干燥装置的工艺条件为：干燥装置处理能力为饲料250吨/天，除湿量为1.2MT/hr.；两台导热油加热器1a和1b的设计总加热负荷是1300KW，其中第一级导热油加热器1a的加热负荷是800KW，第二级导热油加热器1b的加热负荷是500KW；传热介质为LQ-D320导热油，其工作温度为导热油加热器进口供油温度为300℃，导热油加热器出口回油温度为250℃，设计导热油流量为40M3/hr；干燥介质为低压过热蒸汽，其在第一级干燥装置的最高工作温度是160℃，在导热油加热器1a出口的排汽温度为110℃，其在第二级干燥装置的最高工作温度是160℃，在导热油加热器1b出口的排汽温度为120℃，低压过热蒸汽的工作压力(绝对压力)是过热蒸汽增压风机2a和2b出口压力为0.14MPa，导热油加热器1a和1b蒸汽出口压力为0.11MPa，设计过热蒸汽循环量分别为10MT/hr.和6MT/hr.。
第一级干燥装置的导热油加热器1a设计条件为：采用Dn80的无缝钢管制作导热油加热盘管组4，采用Dn150的无缝钢管制作导热油加热器的中心辅助加热管5，导热油加热器1a的总换热面积为50m2，加热盘管组采用单层盘管结构，加热盘管直径为Φ2.0m，盘管组总高度为12m，设为两级多管并联盘管和两级单管盘管并联循环。导热油加热器1a总高度为15m，其最高工作温度为300℃，其最高工作压力为0.15MPa(绝对压力)。
第一级干燥装置的过热蒸汽增压风机2a的工作条件为：过热蒸汽排量为12000m3/hr.，过热蒸汽压力为0.14MPa(绝对压力)，过热蒸汽温度为140℃。
第二级干燥装置的导热油加热器1b设计条件为：采用Dn80的无缝钢管制作导热油加热盘管组4，采用Dn100的无缝钢管制作导热油加热器的中心辅助加热管5，导热油加热器1b的总换热面积为40m2，加热盘管组采用单层盘管结构，加热盘管直径为Φ1.8m，盘管组总高度为12m，设为两级多管并联盘管并联和两级单管并联循环。导热油加热器1b的总高度为15m，其最高工作温度为300℃，其最高工作压力为0.15MPa(绝对压力)。
第二级干燥装置的过热蒸汽增压风机2b的工作条件为：过热蒸汽排量为7500m3/hr.，过热蒸汽压力为0.14MPa(绝对压力)，过热蒸汽温度为140℃。
低压过热蒸汽干燥装置的操作过程是：
1.将进口温度为300℃的导热油分别供入两级干燥装置的导热油加热器1a和1b进行循环，将导热油加热器1预热至其内部空气温度达到200℃；
2.由饲料垂直提升输送机14a将饲料送到给料斗11，并将少量预热的饲料连续送入第一级干燥装置的导热油加热器1a，饲料被加热并产生少量蒸汽，用于置换导热油加热器中的空气；
3.当导热油加热器1a上部蒸汽排出口的蒸汽温度达到110℃时，启动过热蒸汽增压风机2a，使低压过热蒸汽开始在导热油加热器1a内循环并被加热，同时逐渐增加给料量，用于提高加热器内饲料的蒸发量和干燥速率；
4.当低压过热蒸汽循环流量和温度达到最大设定值，且导热油加热器1a内设置的三个阶段干燥介质温度监测点达到控制值时，逐渐将给料量增加至正常；
5.根据导热油加热器1a内部各处的温度变化情况，调节各级加热盘管的导热油流量和低压过热蒸汽循环量，直到各处干燥介质温度变化逐步趋于稳定，第一级低压过热蒸汽干燥装置即可投入正常运行；
6.通过饲料垂直提升输送机14b将经过第一级干燥装置处理的半干燥饲料送到第二级干燥装置的给料斗11b，并连续送入第二级干燥装置的导热油加热器1b，此时饲料的干燥状态处于恒速蒸发阶段后期，其部分内部水分已经被蒸发掉了，饲料的表面温度有所升高，在第二级干燥装置中继续被加热并产生少量蒸汽，用于置换导热油加热器1b中的空气。
7.当导热油加热器1b上部蒸汽排出口的蒸汽温度达到120℃时，启动过热蒸汽增压风机2b，使低压过热蒸汽开始在导热油加热器1b内循环并被加热，通过加强导热油加热器1b内干燥介质的循环和传热，提高干燥介质的循环流量和温度。
8.重复上述第4步和第5步，使第二级干燥装置投入正常运行。
9.检测经两级干燥后饲料样品的含湿率及处理量，确认两级干燥装置的处理能力，并根据其含湿率和处理量，以及低压过热蒸汽排汽的温度，对第一级和第二级干燥装置的加热负荷进行分配调节，使饲料干燥装置进入稳定运行状态。
Claims (11)
1.一种低压过热蒸汽干燥物料的装置，该装置采用外部提供的传热介质在装置内部加热和产生低压过热蒸汽，同时利用低压过热蒸汽作为干燥介质实施物料干燥；该装置包括：至少一台立式盘管导热油加热器(1)和一台循环过热蒸汽增压风机(2)；循环过热蒸汽增压风机(2)的过热蒸汽入口和出口分别与立式盘管导热油加热器(1)的循环低压过热蒸汽外循环加热通道出口和内循环加热通道入口相连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，立式盘管导热油加热器(1)利用内置加热盘管组(4)中流动的高温导热油加热物料和产生蒸汽，该物料干燥过程产生的蒸汽和装置中循环的低压过热蒸汽一起混合形成混合蒸汽，该混合蒸汽在导热油加热器(1)内部循环中被加热并构成物料的干燥介质；循环过热蒸汽增压风机(2)用于对内部循环的低压过热蒸汽增压。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置利用导热油作为干燥装置的传热介质，其工作温度范围是200℃至350℃；该装置利用经过其内部再热循环的低压过热蒸汽作为干燥装置的部分干燥介质，其工作温度范围是110℃至250℃，工作压力范围是0.1至0.2MPa(绝对压力)。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，立式盘管导热油加热器(1)的主体部分由加热盘管组(4)及其外侧的钢制外壳(3)构成；导热油加热器(1)还包括：在加热盘管组(4)上部安装的物料进料分配器(6)和蒸汽排汽管组，在加热盘管组(4)下部安装的物料卸料器和循环再热蒸汽进汽管组，在加热盘管组(4)内部安装的中心辅助加热管(5)。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加热盘管组(4)由钢管弯制成螺旋状的单层盘管组(4a)或同心双层盘管组(4a和4b)构成，加热盘管组(4a)的外侧管壁与钢制外壳(3)之间保留一定的间隔，形成一个环状截面的夹套结构，该夹套是循环低压过热蒸汽的外循环加热通道；同心双层盘管组的内层盘管组(4b)和外层盘管组(4a)之间具有一定的间隔，形成一个环状截面的通道，该通道为循环低压过热蒸汽的内循环加热通道。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加热盘管组(4)是由单级或多级并联的加热盘管组成，每级加热盘管由单管或多管并联盘绕的钢管制成；加热盘管组(4)的外形是圆柱形，或者是椭圆柱形，或者是两端为半圆柱形中间部分为矩形柱的长圆柱组合体形状。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述中心辅助加热管(5)设置在导热油加热器(1)内部的中心部位并且通贯上下，物料进料分配器(6)、数层相互倾斜安装的内部配料孔板(7)和蒸汽导流板(8)以所述中心辅助加热管(5)为中心设置；导热油加热器(1)内可设置一根或两根中心辅助加热管(5)。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，立式盘管导热油加热器(1)上部的蒸汽排汽出口处设置有过热蒸汽出口温度测点(9)，并且在立式盘管导热油加热器(1)内部不同高度位置设置过热蒸汽温度测点(10)。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置对内部干燥介质的温度和物料干燥速率的调控，是根据导热油加热器(1)的各点过热蒸汽温度监测数据，通过调节阀控制进入各级加热盘管的导热油流量和导热油加热器(1)内部的低压过热蒸汽循环流量，进行两级调节实现的。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置可以采用两级或多级装置串联运行对物料进行干燥。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，两级所述装置串联使用的情况包括：1+1组合的形式或者2+1组合的形式；其中1+1组合的形式是两级干燥装置各由一套独立的干燥能力不同的低压过热蒸汽干燥装置组成；2+1组合的形式是第一级干燥装置由两套独立的干燥能力相同的低压过热蒸汽干燥装置并联组成，第二级干燥装置是一套独立的低压过热蒸汽干燥装置。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103229829A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-08-07 | 北京康威盛热能技术有限责任公司 | 一种逆流式气流快速干燥谷物的工艺方法 |
| CN105004150A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-10-28 | 河南科技大学 | 一种超声强化低压过热蒸汽干燥装置及方法 |
| CN105091546A (zh) * | 2014-05-20 | 2015-11-25 | 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 | 一种发电机组高水分、低热值褐煤干燥和水回收方法及其装置 |
| CN105494621A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-20 | 安徽苜邦农业装备有限公司 | 一种粮食烘干机多级内循环环保除杂系统 |
| CN105510359A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-20 | 安徽苜邦农业装备有限公司 | 一种用于粮食烘干的在线水分监测系统 |
| CN105558004A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-05-11 | 安徽苜邦农业装备有限公司 | 自适应全机械雨淋式喷撒粮食烘干系统 |
| CN111795992A (zh) * | 2019-04-08 | 2020-10-20 | 江苏和成显示科技有限公司 | 液晶组合物向列相低温稳定性的确定方法 |
| CN114451447A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-05-10 | 天津科技大学 | 一种香蕉低压过热蒸汽干燥系统 |
| CN116542832A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-08-04 | 羚羊环保科技有限公司 | 一种基于物联网的褐煤提质烘干环境监测系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003227382A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Hitachi Ltd | ステッピングモータの流量制御装置 |
| CN201255563Y (zh) * | 2008-05-05 | 2009-06-10 | 郑州凯乐生物能有限公司 | 过热蒸汽滚筒式干燥机 |
| CN201569260U (zh) * | 2009-12-28 | 2010-09-01 | 山东天力干燥设备有限公司 | 一种间接换热回转类过热蒸汽褐煤干燥系统 |
| CN101823830A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-09-08 | 东南大学 | 过热蒸汽闭路循环的污泥干燥装置及干燥方法 |
| CN101968299A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-09 | 武善东 | 一种利用过热蒸汽干燥物料的方法 |
-
2012
- 2012-02-14 CN CN201210032262.7A patent/CN102564096B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003227382A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Hitachi Ltd | ステッピングモータの流量制御装置 |
| CN201255563Y (zh) * | 2008-05-05 | 2009-06-10 | 郑州凯乐生物能有限公司 | 过热蒸汽滚筒式干燥机 |
| CN201569260U (zh) * | 2009-12-28 | 2010-09-01 | 山东天力干燥设备有限公司 | 一种间接换热回转类过热蒸汽褐煤干燥系统 |
| CN101823830A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-09-08 | 东南大学 | 过热蒸汽闭路循环的污泥干燥装置及干燥方法 |
| CN101968299A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-09 | 武善东 | 一种利用过热蒸汽干燥物料的方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103229829A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-08-07 | 北京康威盛热能技术有限责任公司 | 一种逆流式气流快速干燥谷物的工艺方法 |
| CN105091546B (zh) * | 2014-05-20 | 2017-06-06 | 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 | 一种发电机组高水分、低热值褐煤干燥和水回收方法及其装置 |
| CN105091546A (zh) * | 2014-05-20 | 2015-11-25 | 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 | 一种发电机组高水分、低热值褐煤干燥和水回收方法及其装置 |
| CN105004150A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-10-28 | 河南科技大学 | 一种超声强化低压过热蒸汽干燥装置及方法 |
| CN105004150B (zh) * | 2015-07-01 | 2017-09-01 | 河南科技大学 | 一种超声强化低压过热蒸汽干燥装置及方法 |
| CN105494621A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-20 | 安徽苜邦农业装备有限公司 | 一种粮食烘干机多级内循环环保除杂系统 |
| CN105558004A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-05-11 | 安徽苜邦农业装备有限公司 | 自适应全机械雨淋式喷撒粮食烘干系统 |
| CN105510359A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-04-20 | 安徽苜邦农业装备有限公司 | 一种用于粮食烘干的在线水分监测系统 |
| CN111795992A (zh) * | 2019-04-08 | 2020-10-20 | 江苏和成显示科技有限公司 | 液晶组合物向列相低温稳定性的确定方法 |
| CN111795992B (zh) * | 2019-04-08 | 2023-08-18 | 江苏和成显示科技有限公司 | 液晶组合物向列相低温稳定性的确定方法 |
| CN114451447A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-05-10 | 天津科技大学 | 一种香蕉低压过热蒸汽干燥系统 |
| CN116542832A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-08-04 | 羚羊环保科技有限公司 | 一种基于物联网的褐煤提质烘干环境监测系统及方法 |
| CN116542832B (zh) * | 2023-03-13 | 2023-09-12 | 羚羊环保科技有限公司 | 一种基于物联网的褐煤提质烘干环境监测系统及方法 |
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| CN102564096B (zh) | 2013-10-30 |
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