CN104888481A - 基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置 - Google Patents

基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置，包括脱气罐、过滤器、喷雾干燥塔、旋风分离器、收料小分器，浆料通过真空泵作用进入脱气罐，然后进入过滤器过滤，过滤后通过真空泵作用进入喷雾干燥塔，喷雾干燥塔通入经过电加热的热风空气，干燥后的颗粒与热风空气进入旋风分离器，在送风风机的作用下，分离后的颗粒进入收料小分器，最后产品从收料小分器中收集；装置还包括热源供给循环、制冷回路循环以及空气与浆料预热循环。热源循环的有效利用，有效地减少了能源的消耗，降低了生产成本和保护环境。

Description

基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置
技术领域
本发明涉及一种基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置，属于干燥设备技术领域。
背景技术
喷雾干燥技术已有一百多年的历史。在1865 年，喷雾干燥最早用于蛋品处理以来, 这种由液态经雾化和干燥在短时间内变为固体粉末的过程。到了20 世纪三四十年代, 喷雾干燥技术已经被广泛地应用于乳制品、洗涤剂、脱水食品以及化肥、染料、水泥的生产, 目前常见的速溶咖啡、奶粉、方便食品汤料等就是由喷雾干燥得到的产品。我国最早将喷雾干燥用于工业化规模生产的是乳品行业, 之后是洗涤剂和染料行业等, 目前应用已十分广泛, 遍及了以上所涉及的所有行业, 尤其在陶瓷和制药行业喷雾干燥的应用更为普遍。
  在目前的喷雾干燥技术上也存在着缺点，在干燥的过程中，需要不断的提供热风空气，以干燥浆料，中间会蒸发大量的水分，造成大量的能耗。并且传统的喷雾干燥方法中，经干燥后的热风，及热蒸汽利用烟囱直接排到空气，既造成大量的热能丧失，也排除了很多有害的粉尘颗粒，给我们的生活环境带来了破坏。
  在传统喷雾干燥中，用来加热热风的方式，多以燃烧化石燃料煤为主，而热风蒸汽热源的排放，进一步给不可再生的化石燃料带来很大的压力。因此热源的回收循环利用与创新是生产力发展的必然结果。
发明内容
本发明基于热泵能源循环利用的喷雾干燥方法和装置技术，主要包括三个热源利用循环，第一个循环是热源供给循环，第二个循环是制冷回路循环，第三个循环是空气与浆料预热循环。热源循环的有效利用，有效地减少了能源的消耗，降低了生产成本和保护环境。
本发明的技术方案如下：
一种基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置，包括脱气罐、过滤器、喷雾干燥塔、旋风分离器、收料小分器，浆料通过真空泵作用进入脱气罐，然后进入过滤器过滤，过滤后通过真空泵作用进入喷雾干燥塔，喷雾干燥塔通入经过电加热的热风空气，干燥后的颗粒与热风空气进入旋风分离器，在送风风机的作用下，分离后的颗粒进入收料小分器，最后产品从收料小分器中收集；所述装置还包括热源供给循环、制冷回路循环以及空气与浆料预热循环；
所述热源供给循环包括溶液低温水箱，壳管式蒸发器以及循环液体，所述旋风分离器中的混有颗粒的空气经过引风机的作用进入溶液低温水箱，经热风空气加热的循环液体从溶液低温水箱进入壳管式蒸发器，热量传给壳管式蒸发器，液体冷却，又回到溶液低温水箱，经热风空气加热，不停地循环向壳管式蒸发器送热能，溶液低温水箱中的空气去除颗粒后通过通风风机排出；
所述制冷回路循环包括壳管式蒸发器，压缩机，壳管式冷凝器和节流阀，管道中为制冷剂，所述制冷回路循环的壳管式蒸发器与热源供给循环中的壳管式蒸发器共用，在壳式蒸发器中，液态制冷剂蒸发吸热，变为低温低压的气态制冷剂；低温低压的气态制冷剂经过压缩机后，成为高温高压的气态制冷剂；在壳管式冷凝器中气态制冷剂液化放热，把热量传到空气与浆料预热循环回路中；
所述空气与浆料预热循环回路包括壳管式冷凝器，贮热高温水箱，水-空气换热器，预热器以及管道循环水；所述空气与浆料预热循环回路中的壳管式冷凝器与制冷回路循环中的壳管式冷凝器共用，所述壳管式冷凝器释放大量的热能，加热管道循环水，贮存在贮热高温水箱，所述水-空气换热器通过送风风机引入新空气，贮热高温水箱内热水在水-空气换热器预加热引入的新空气，水温降低，加热后的空气再经过电加热后进入喷雾干燥塔，水温降低后的热水温度仍然高于常温，在预热器预加热过滤器出来的浆液，交换热量后的低温水再进入贮热高温水箱，壳管式冷凝器不停放热加热贮热高温水箱中的水，达到热源利用与循环。
上述热源供给循环的循环液体为水或是能中和物料污染性质的溶液。
上述空气与浆料预热循环回路中送风风机中设置高效过滤器，从而将干净的空气送入-空气换热器中。
相比于现有的大多数吸收式热泵喷雾干燥技术，本发明有以下优点：
本发明利用热源供给循环不停吸收废气热风中的热能，并净化排出气体，制冷回路循环吸收热源供给循环的热能起到中介作用，将热能传给空气与浆液预加热循环回路，预加热进口空气与浆液，实现能源的循环绿色利用，节约生产成本，可持续运行。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置，包括脱气罐、过滤器、喷雾干燥塔、旋风分离器、收料小分器，浆料通过真空泵作用进入脱气罐，然后进入过滤器过滤，过滤后通过真空泵作用进入喷雾干燥塔，喷雾干燥塔通入经过电加热的热风空气，干燥后的颗粒与热风空气进入旋风分离器，在送风风机的作用下，分离后的颗粒进入收料小分器，最后产品从收料小分器中收集；所述装置还包括热源供给循环、制冷回路循环以及空气与浆料预热循环；
所述热源供给循环包括溶液低温水箱，壳管式蒸发器以及循环液体，所述旋风分离器中的混有颗粒的空气经过引风机的作用进入溶液低温水箱，经热风空气加热的循环液体从溶液低温水箱进入壳管式蒸发器，热量传给壳管式蒸发器，液体冷却，又回到溶液低温水箱，经热风空气加热，不停地循环向壳管式蒸发器送热能，溶液低温水箱中的空气去除颗粒后通过通风风机排出。热源供给循环过程就是热风能源吸收过程。循环液体为水或者是可以中和导入水箱热风中携带的污染性颗粒的液体。这样循环液体既可以吸收热风中的热源，也可以清洁排出气体，保护环境，达到节能减排的效果。
所述制冷回路循环包括壳管式蒸发器，压缩机，壳管式冷凝器和节流阀，管道中为制冷剂，所述制冷回路循环的壳管式蒸发器与热源供给循环中的壳管式蒸发器共用，在壳式蒸发器中，液态制冷剂蒸发吸热，变为低温低压的气态制冷剂；低温低压的气态制冷剂经过压缩机后，成为高温高压的气态制冷剂；在壳管式冷凝器中气态制冷剂液化放热，把热量传到空气与浆料预热循环回路中。热泵回路是热风能源转换中介过程。制冷回路过程是这个系统最重要的过程，结合了热泵吸收式的原理，实现了将热源的转换的作用。
所述空气与浆料预热循环回路包括壳管式冷凝器，贮热高温水箱，水-空气换热器，预热器以及管道循环水；所述空气与浆料预热循环回路中的壳管式冷凝器与制冷回路循环中的壳管式冷凝器共用，所述壳管式冷凝器释放大量的热能，加热管道循环水，贮存在贮热高温水箱，所述水-空气换热器通过送风风机引入新空气，贮热高温水箱内热水在水-空气换热器预加热引入的新空气，水温降低，加热后的空气再经过电加热后进入喷雾干燥塔，水温降低后的热水温度仍然高于常温，在预热器预加热过滤器出来的浆液，交换热量后的低温水再进入贮热高温水箱，壳管式冷凝器不停放热加热贮热高温水箱中的水，达到热源利用与循环。空气与浆料预热循环为进口空气与浆料的初步预加热循环过程。在这个热源传递过程中最终实现了整个系统的能源循环利用。引风机排出的热源空气的热能被热源供给循环吸收和净化，热源供给循环的热能被空气与浆料预热循环吸收以预加热入口的气体和浆料，即热能的重新循环利用。
作为优选方案，上述空气与浆料预热循环回路中送风风机中设置高效过滤器，从而将干净的空气送入-空气换热器中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置，包括脱气罐、过滤器、喷雾干燥塔、旋风分离器、收料小分器，浆料通过真空泵作用进入脱气罐，然后进入过滤器过滤，过滤后通过真空泵作用进入喷雾干燥塔，喷雾干燥塔通入经过电加热的热风空气，干燥后的颗粒与热风空气进入旋风分离器，在送风风机的作用下，分离后的颗粒进入收料小分器，最后产品从收料小分器中收集；其特征在于：所述装置还包括热源供给循环、制冷回路循环以及空气与浆料预热循环；
所述热源供给循环包括溶液低温水箱，壳管式蒸发器以及循环液体，所述旋风分离器中的混有颗粒的空气经过引风机的作用进入溶液低温水箱，经热风空气加热的循环液体从溶液低温水箱进入壳管式蒸发器，热量传给壳管式蒸发器，液体冷却，又回到溶液低温水箱，经热风空气加热，不停地循环向壳管式蒸发器送热能，溶液低温水箱中的空气去除颗粒后通过通风风机排出；
所述制冷回路循环包括壳管式蒸发器，压缩机，壳管式冷凝器和节流阀，管道中为制冷剂，所述制冷回路循环的壳管式蒸发器与热源供给循环中的壳管式蒸发器共用，在壳式蒸发器中，液态制冷剂蒸发吸热，变为低温低压的气态制冷剂；低温低压的气态制冷剂经过压缩机后，成为高温高压的气态制冷剂；在壳管式冷凝器中气态制冷剂液化放热，把热量传到空气与浆料预热循环回路中；
所述空气与浆料预热循环回路包括壳管式冷凝器，贮热高温水箱，水-空气换热器，预热器以及管道循环水；所述空气与浆料预热循环回路中的壳管式冷凝器与制冷回路循环中的壳管式冷凝器共用，所述壳管式冷凝器释放大量的热能，加热管道循环水，贮存在贮热高温水箱，所述水-空气换热器通过送风风机引入新空气，贮热高温水箱内热水在水-空气换热器预加热引入的新空气，水温降低，加热后的空气再经过电加热后进入喷雾干燥塔，水温降低后的热水温度仍然高于常温，在预热器预加热过滤器出来的浆液，交换热量后的低温水再进入贮热高温水箱，壳管式冷凝器不停放热加热贮热高温水箱中的水，达到热源利用与循环。
2.根据权利要求1所述的基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置，其特征在于：所述热源供给循环的循环液体为水或是能中和物料污染性质的溶液。
3.根据权利要求1所述的基于余热回收热泵技术的节能型喷雾干燥装置，其特征在于：所述空气与浆料预热循环回路中送风风机中设置高效过滤器，从而将干净的空气送入-空气换热器中。
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