CN105135856B - 变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统和方法 - Google Patents

变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统和方法,系统包括干燥室,干燥室的两端分别设有风室,干燥室内设有至少两个布风板以将干燥室分割为至少两个通风仓和至少一个干燥仓,所述通风仓和所述干燥仓交替布置,且所述干燥仓内放置有物料层;且两个风室分别设有送风口,两个风室的送风口和通风仓都分别连接送风系统;送风系统包括送风机、加热器、送风控制模块;送风机通过加热器与两个风室的送风口连接,送风控制模块连接送风机,并通过温控模块连接温湿度检测系统以根据温湿度检测系统的检测结果控制送风机交替为两个风室的送风口换向送风,并控制送风机持续向通风仓送风。

Description

变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及粮食、中药材等物料干燥和存放技术领域,特别是指一种变温交变气 流的横流式厚层湿物料干燥系统和方法。
背景技术
[0002] 中国是农业大国,2014年全国粮食总产量达6.07亿吨,但据测算全国粮食收货后 因储藏、运输、加工等流通环节造成的损失约占8%。我国每年需要处理的高水分粮食占我 国粮食总产量的1/4左右,因此如何减少收获后粮食的损失已成为一项十分紧迫的任务。当 前我国农业生产粮食降水主要以自然晾晒为主,这种作业方式在很大程度上受天气条件的 制约。 ^
[0003]同时,中国还是中药的发源地和最大生产国。在我国中药材一直保持着农户种植、 分散仓储、农贸市场经营的传统模式。中药材干燥的本质是中药材在干燥介质作用下的复 杂热质耦合的传递过程,并在干燥过程中使中药材的含湿量降低到14 %左右,以利于安全 储存。中药材采收后的前处理环节由于干燥机械技术落后,造成中药材品质和其后的用药 安全无法得到保障。
[0004] 由此可以看出,如何合理的干燥技术是长时间贮存农产品和农产品、中药材的重 要手段,而且是提高其质量的重要方法,同时,干燥加工又是一项耗能巨大的作业过程。据 英国对11种行业的统计,干燥作业的能源消耗占总能源消耗的11.6%;意大利科学家的调 查则显示,水稻干燥加工的能源消耗占水稻生产加工总能耗的64 %。因此,研究高效节能型 干燥设备实现粮食等物料湿度控制对提高其储存和品质具有十分重要的意义。干燥技术被 农业部明确列为“十大”农业机械化技术之一。
[0005] 湿物料干燥的本质是物料体系在干燥介质作用下的复杂热质耦合的传递过程,并 在干燥过程中使湿物料的含湿量降低到14%左右,以利于安全储存。目前,实际应用的湿物 料干燥技术主要有堆积床、流化床、翻板床、喷动床干燥以及这些技术的组合。
[0006] 现有技术中流化床干燥方法中引入振动可以使颗粒层在低于临界流化速度的风 速下具有较好的流动性,并进一步提高换热效率、降低热量消耗和动力能耗,已有研究成果 表明其能耗约为常规流化床干燥方法的55%。但是振动流化床干燥方法仍然不能解决厚 层、特别是大厚层干燥时的干燥均匀性问题。此外,尽管振动流化床干燥方法所需要的风速 比无振动激发的流化床干燥方法所需风速小,但为保证颗粒层的流化,风速的减小是有限 的,其作为千燥介质所提供的热量仍然可能超出了湿物料颗粒水分移除过程所需要的热 量,特别是在干燥过程后期更为严重。
发明内容
[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种既能够节省能源又能够提高湿物料干燥效 果和干燥效率的厚层湿物料千燥系统和方法,以根据预设的干燥时间来切换气流温度和气 流方向,。
[0008] 为解决上述技术问题,本发明的实施例提供一种变温交变气流的横流式厚层湿物 料干燥系统,包括干燥室,所述干燥室的两端分别设有风室,其中所述干燥室内设有至少两 个布风板以将干燥室分割为至少两个通风仓和至少一个干燥仓,所述通风仓和所述干燥仓 交替布置,且所述干燥仓内放置有物料层;所述两个风室分别设有送风口,所述两个风室的 送风口和通风仓都分别连接送风系统;还包括温湿度检测系统,所述温湿度检测系统包括 设置于干燥仓内物料层前侧的前侧测温器、后侧的后侧测温器、中部的中部测温器;其中所 述送风系统包括送风机、加热器、送风控制模块;其中所述送风机通过加热器与两个风室的 送风口连接,所述送风控制模块连接所述送风机,并通过温控模块连接所述温湿度检测系 统以根据所述温湿度检测系统的检测结果控制所述送风机交替为两个风室的送风口换向 送风,并控制所述送风机持续向所述通风仓送风。
[0009] 其中,所述布风板沿竖直方向设置以将所述干燥仓分为沿水平方向布置的至少两 个通风仓和一个干燥仓,且所述两个风室分别设置在所述干燥仓的左右两侧以形成左风室 和右风室,且所述左风室设有底部送风口,右风室设有顶部送风口。
[0010] 其中,所述布风板沿竖直方向设置以将所述干燥仓分为沿水平方向布置的至少两 个通风仓和一个干燥仓,且所述两个风室分别设置在所述干燥仓的顶部和底部以形成上风 室和下风室,且所述上风室的一侧设有上送风口,下风室的另一侧设有下送风口。
[0011] 其中,还包括用于回收废气余热的热交换器,所述热交换器分别连接系统的进气 口和出气口。
[0012] 其中,所述送风系统包括换向器,所述换向器分别连接送风机进风口、加热器出风 口、两个风室的送风口以实现交替为所述两个风室送风。
[0013] 其中,所述送风系统包括两个送风机,所述两个送风机分别通过加热器连接所述 两个风室的送风口。
[0014] 同时,本发明实施例提出了一种利用前述任一种系统进行变温交变气流的横流式 厚层湿物料干燥的方法,包括:
[0015] 步骤1、从一端风室的送风口和通风仓向堆放有湿物料的物料层通入干燥所需要 的中温气流,进行中温正向干燥直至预设的中温正向干燥时间;当到达预设的中温正向干 燥时间后改变气流方向,从另一端风室的送风口和通风仓想物料层通入干燥所需要的中温 气流,进行中温逆向干燥直至预设的中温逆向干燥时间;
[0016] 步骤2、从所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温气流,进行高温正向 干燥直至预设的高温正向干燥时间;改变气流方向,从所述的另一端风室的送风口和通风 仓逆向物料层通入高温气流,进行高温逆向干燥直至预设的高温逆向千燥时间;
[0017] 步骤3、读取所述温湿度检测系统的读数确定所述干燥仓物料层内的湿物料的含 湿量是否达到预设的含湿量,如果是则步骤结束,如果否则重新进行步骤2;
[0018] 其中所述步骤1和2的顺序可以任意调换。
[0019] 其中,所述步骤1和步骤2还可以采用下列方法:
[0020]步骤21、通过所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温正向干燥气流; 读取中部测温器的当前温度读数,当所述中部测温器的温度读数达到预设的干燥温度后, 通过所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入中温正向缓苏气流直至远离所述通风 仓的测温器也达到预设的干燥温度后,停止向所述一端风室的送风口送风;
[0021]步骤22、通过所述另一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温逆向干燥气 流;读取中部测温器的当前温度读数,当所述中部测温器的温度读数达到预设的干燥温度 后,通过所述另一端风室的送风口和通风仓向物料层通入中温正向缓苏气流直至靠近所述 通风仓的测温器也达到预设的干燥温度后,停止向所述另一端风室的送风口送风。
[0022] 其中,所述中温干燥气流的温度为25°C〜80°C;所述高温干燥气流的温度为60°C 〜20(TC,且所述预设的干燥温度比所述干燥气流的温度低0.1°C〜10°C。
[0023] 其中,所述预设的中温正向千燥时间、预设的中温逆向干燥时间、预设的高温正向 干燥时间、预设的高温逆向干燥时间范围均为Omin〜2880min。
[0024] 本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0025] 上述方案中,根据湿物料颗粒内部的传热传质特性控制进入千燥室的热量、气流 温度和气流方向,使热输入与湿物料干燥动力学过程相匹配。利用可变方向和温度的气流 对湿物料进行干燥,可以获得更好的干燥质量、更高的干燥效率、更低的千燥能耗。本发明 具有单位体积干燥设备产量高、能耗低、干燥速度快、干燥产品质量高、防止二次污染、可连 续干燥等优点。本发明中采用交变气流控制,在改善干燥质量的同时,通过改变气流方向保 留可用于干燥的热量,最大限度提高能源利用率。
附图说明
[0026]图1为本发明实施例采用单风机单加热模式的变温交变气流的横流式厚层湿物料 干燥系统的结构示意图;
[0027]图2为图1中的系统换向送风后的结构示意图;
[0028]图3为本发明实施例采用双风机双加热器模式的变温交变气流的横流式厚层湿物 料干燥系统的结构示意图;
[0029]图4为图3中的系统换向送风后的结构示意图;
[0030]图5为本发明实施例的下风室设置在干燥室下部、上风室设置在干燥室上部的变 温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统的结构示意图;
[0031]图6为图5中的系统换向送风后的结构示意图。
[0032]具体实施方
[0033]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0034]本发明实施例针对现有的粮食和中药材等湿物料干燥效果差和干燥效率低的问 题,提供一种变温交变气流的横流式厚层湿物料千燥系统和方法。
[0035]本发明实施例提出了一种变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统,包括千燥 室,所述干燥室的两端分别设有风室,其中所述干燥室内设有至少两个布风板以将干燥室 分割为至少两个通风仓和至少一个干燥仓,所述通风仓和所述干燥仓交替布置,且所述千 燥仓内放置有物料层;且所述两个风室分别设有送风口,且所述干燥仓的两侧分别设有通 风仓,所述两个风室的送风口和通风仓都分别连接送风系统;还包括温湿度检测系统,所述 温湿度检测系统包括设置于干燥仓内物料层前侧的前侧测温器、后侧的后侧测温器、中部 的中部测温器;其中所述送风系统包括送风机、加热器、送风控制模块;其中所述送风机通 过加热器分别与所述通风仓、两个风室的送风口,所述送风控制模块连接所述送风机,并通 过温控模块连接所述温湿度检测系统以根据所述温湿度检测系统的检测结果控制所述送 风机交替为两个风室的送风口换向送风,并控制所述送风机持续向所述通风仓送风。如图 1-4所示的,所述布风板沿竖直方向设置以将所述干燥仓分为沿水平方向布置的至少两个 通风仓和一个干燥仓,且所述两个风室分别设置在所述干燥仓的左右两侧以形成左风室和 右风室,且所述左风室设有底部送风口,右风室设有顶部送风口。如图5和图6所示的,所述 布风板沿竖直方向设置以将所述干燥仓分为沿水平方向布置的至少两个通风仓和一个干 燥仓,且所述两个风室分别设置在所述干燥仓的顶部和底部以形成上风室和下风室,且所 述上风室的一侧设有上送风口,下风室的另一侧设有下送风口。
[0036]如图1-6所示的还包括用于回收废气余热的热交换器,所述热交换器分别连接系 统的进气口和出气口。
[0037]如图1、图2所示的,所述送风系统包括换向器,所述换向器一端连接所述送风机和 加热器,另一端分别连接两个风室的送风口以实现交替为所述两个风室送风。这是一种单 风机模式。
[0038]如图3、图4所示的,所述送风系统包括两个送风机,所述两个送风机分别通过加热 器连接所述两个风室的送风口。这是一种双风机模式。
[0039]具体的,上述系统的工作方式为:
[0040]步骤1、从一端风室的送风口和通风仓向堆放有湿物料的物料层通入干燥所需要 的中温气流,进行中温正向干燥直至预设的中温正向干燥时间;当到达预设的中温正向干 燥时间后改变气流方向,从另一端风室的送风口和通风仓想物料层通入干燥所需要的中温 气流,进行中温逆向干燥直至预设的中温逆向干燥时间;
[0041]步骤2、从所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温气流,进行高温正向 干燥直至预设的高温正向干燥时间;改变气流方向,从所述的另一端风室的送风口和通风 仓逆向物料层通入高温气流,进行高温逆向干燥直至预设的高温逆向干燥时间;
[0042] 步骤3、读取所述温湿度检测系统的读数确定所述干燥仓物料层内的湿物料的含 湿量是否达到预设的含湿量,如果是则步骤结束,如果否则重新进行步骤2;
[0043] 其中所述步骤1和2的顺序可以任意调换。
[0044] 其中,所述步骤1和步骤2还可以采用下列方法:
[0045] 步骤21、通过所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温正向千燥气流; 读取中部测温器的当前温度读数,当所述中部测温器的温度读数达到预设的干燥温度后, 通过所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入中温正向缓苏气流直至远离所述通风 仓的测温器也达到预设的干燥温度后,停止向所述一端风室的送风口送风;
[0046] 步骤22、通过所述另一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温逆向干燥气 流;读取中部测温器的当前温度读数,当所述中部测温器的温度读数达到预设的干燥温度 后,通过所述另一端风室的送风口和通风仓向物料层通入中温正向缓苏气流直至靠近所述 通风仓的测温器也达到预设的千燥温度后,停止向所述另一端风室的送风口送风。
[0047]其中,所述中温千燥气流的温度为25°C〜80°C;所述高温干燥气流的温度为6(TC 〜200°C,且所述预设的千燥温度比所述干燥气流的温度低〇.l°C〜1(TC。
[0048]其中,所述预设的中温正向干燥时间、预设的中温逆向干燥时间、预设的高温正向 干燥时间、预设的高温逆向干燥时间范围均为Omin〜2880min。
[0049] 下面结合附图对本发明实施例进行进一步的说明:
[0050] 如图1和图2所示,本发明提供的一种变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系 统,包括干燥室,所述干燥室的左下侧和右上侧分别设有左风室和右风室,所述干燥室还包 括干燥仓、通风仓、布风板,以及设置在干燥室顶部的进料口和设置在干燥室底部的出料 口,所述干燥仓和所述通风仓通过所述布风板隔开,所述干燥仓和通风仓交替布置;所述干 燥室还包括温湿度检测系统和送风系统;其中所述温湿度检测系统包括设置于干燥仓内待 干燥湿物料层前侧的前侧测温器、后侧的后侧测温器、中部的中部测温器,以及设置于左风 室和右风室内的温湿度计;其中所述送风系统包括送风机、加热器、换向器、热交换器、调节 阀、温控模块和送风控制模块,所述送风机与加热器相连,所述加热器再与换向器相连,所 述换向器分别与所述右风室和所述左风室导通,所述温控模块连接所述温湿度检测系统, 并连接所述送风控制模块以使所述送风控制模块根据所述温湿度检测系统的检测结果控 制所述送风机为所述右风室或左风室送风。
[0051] 其中,所述送风机通过换向器连接所述左风室、右风室,以使所述送风机的出风口 与所述右风室或左风室导通;所述送风系统还可以采用双风机双加热器或双风机单加热器 模式,从而简化切换过程。
[0052] 如图3、图4所示,本发明提供的一种采用双风机双加热器模式的变温交变气流的 横流式厚层湿物料干燥系统,包括千燥室,所述干燥室的左下侧和右上侧分别设有左风室 和右风室,所述干燥室还包括千燥仓、通风仓、布风板和进出料口,所述干燥仓和所述通风 仓通过所述布风板隔开,所述千燥仓和通风仓交替布置;所述干燥室还包括温湿度检测系 统和送风系统;其中所述温湿度检测系统包括设置于干燥仓内待干燥湿物料层前侧的前侧 测温器、后侧的后侧测温器、中部的中部测温器,以及设置于左风室和右风室内的温湿度 计;所述送风系统包括左送风机、左加热器、右送风机、右加热器、热交换器、调节阀、温控模 块和送风控制模块,所述左送风机与左加热器相连,右送风机与右加热器相连,所述温控模 块连接所述温湿度检测系统,并连接所述送风控制模块以使所述送风控制模块根据所述温 湿度检测系统的检测结果控制所述送风机为所述右风室或左风室送风。其中,正向送风时, 左送风机和左加热器通电工作,右送风机和右加热器未通电;逆向送风时,右送风机和右加 热器通电工作,左送风机和左加热器未通电。
[0053] 如图5和图6所示,本发明提供的一种下风室设置在干燥室底部、上风室设置在干 燥室顶部的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统,包括干燥室,所述干燥室的顶部 和底部分别设有上风室和下风室,所述干燥室还包括干燥仓、通风仓、布风板和进出料口, 所述干燥仓和所述通风仓通过所述布风板隔开,所述干燥仓和通风仓交替布置;所述干燥 室还包括温湿度检测系统和送风系统;其中所述温湿度检测系统包括设置于干燥仓内待干 燥湿物料层左侧的左侧测温器、右侧的右侧测温器、中部的中部测温器,以及设置于上风室 和下风室内的温湿度计;其中所述送风系统包括送风机、加热器、换向阀、热交换器、调节 阀、温控模块和送风控制模块,所述送风机与加热器相连,所述加热器再与换向器相连,所 述换向器分别与所述上风室和所述下风室导通,所述温控模块连接所述温湿度检测系统, 并连接所述送风控制模块以使所述送风控制模块根据所述温湿度检测系统的检测结果控 制所述送风机为所述上风室或下风室送风。
[0054] 进一步的,所述干燥室还包括排气管路,且所述排气管路上设有用于检测废气湿 度以根据湿度调节废气循环量的湿度检测系统,可根据该湿度来调节废气的循环量。
[0055]由于本发明中不仅仅要实现换向送风,还可能需要根据湿物料特性不断改变送风 的温度,因此所述加热器设有调温模块以调整所述加热器的加热温度。
[0056]其中,所述干燥室还连接用于回收废气余热的热交换器,以利用余热进行其他应 用,例如预热进气口气体,从而防止废气余热浪费,防止能源浪费。
[0057]本发明可根据需要在干燥过程启动时首先从左风室通入加热气流,也可以先从右 风室通入加热气流。
[0058]其中,本发明中加热器的热量来源包括电、蒸汽、煤、油和天然气,并可以根据干燥 需求调节供热量,实现干燥过程的变温控制。本发明中所述的湿物料包括粮食、中药材和果 蔬,其中,所述的粮食包括小麦、水稻、大麦、大豆、高粱、绿豆、荞麦等;所述的中药材包括植 物类药材、菌藻类药材、树脂类及其他加工类中药材、动物类中药材和矿物类中药材,其中 植物类中药材包括根及根茎类、茎木类、皮类、叶类、花类、果实种子类和全草类;所述的果 蔬包括根类(如萝卜、胡萝卜、豆薯、葛等),茎类(如马铃薯、芋、莴苣、榨菜),叶类(如小白菜、 大白菜、韭菜、甘蓝),花类(如花椰菜、金针菜),果类即种子(如黄瓜、茄子、菜豆、毛豆),菌 类的子实体等。本发明中干燥室内风速可以通过变频器控制,穿过湿物料料层的风速范围 在0_01m/s〜20m/s。本发明中干燥仓内湿物料料层厚为lmm〜1500mm。
[0059]本发明中千燥仓与通风仓之间有布风板,具有流态化技术传热传质均匀、传热传 质系数高等优点。本发明中在干燥室前端有气流换向器,实现干燥过程中的正向和逆向气 流干燥。本发明中可根据干燥后的废气的湿度来调节废气的循环量。本发明在排气在排入 大气之前,利用新风通过热交换器来回收废气的余热,实现最大限度的余热回收,提高能源 利用率。本发明在排气在排入大气之前,也可以利用热泵技术同时回收排气的显热和潜热。 本发明在千燥室和管道外壁具有隔热保温层,可以降低干燥室和管道与环境换热,降低热 量损耗。
[0060]同时,本发明实施例还提出了一种应用如前任一项所述系统的变温交变气流的横 流式厚层湿物料干燥方法,根据预设的干燥时间来切换气流温度和气流方向,包括:中温正 向干燥;中温逆向干燥;高温正向干燥;高温逆向干燥,并重复上述高温正向干燥和高温逆 向千燥过程,直到干燥室内湿物料含湿量达到预设的含湿量。
[0061]具体的,所述方法为:
[0062]步骤1、从左风室和通风仓向湿物料料层通入干燥所需要的中温气流,进行中温正 向干燥;
[0063]步骤2、当到达预设的中温正向千燥时间后,改变气流方向,从右风室和通风仓逆 向向湿物料料层通入中温气流,进行中温逆向干燥;
[0064]步骤3、当到达预设的中温逆向干燥时间后,再次改变气流方向,同时改变气流温 度,从左风室和通风仓向湿物料料层通入高温气流,进行高温正向干燥;
[0065]步骤4、当到达预设的高温正向干燥时间后,改变气流方向,从右风室和通风仓逆 向向湿物料料层通入高温气流,进行高温逆向干燥;
[0066]频5、当到达预设的高温逆向干燥时间后,判断所述干燥仓内的湿物料的含湿量 是否达到预设的含湿量,如果是则步骤结束,如果否则返回步骤3进行高温正向干燥。
[0067]所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥方法,还可以棚预设的干燥温度 来切换气流温度和气流方向,包括:对干燥室送入正向高温干燥气流直到中部测温器测得 的温度达到预设的干燥温度;将气流温度降低送入中温缓苏气体,直至对端的测温器测得 的温度也达到预设的干燥温度;此时改变气流方向,对干燥室送入逆向高温干燥气流直到 中部测温器测得的温度达到预设的干燥温度;将气流温度降低送入中温缓苏气体,直至对 端的测温器测得的温度也达到预设的干燥温度;如此重复,直到干燥室内湿物料含湿量达 到预设的含湿量。
[0068]具体的,所述方法为:
[0069]步骤1、利用送风机对所述干燥室的左风室向所述干燥仓内的厚层湿物料送入高 温正向干燥气流;读取中部测温器的当前温度读数,当所述中部测温器的温度读数达到预 设的干燥温度后,利用送风机向左风室通入中温正向缓苏气流;当与当前通风仓相对的另 一侧的测温器(如图所示的后侧测温器)也达到预设的干燥温度后,停止对当前的左风室进 行送风;
[0070] 步骤2、利用送风机向所述干燥室的右风室送入高温逆向干燥气流;读取中部测温 器的当前温度读数,当所述中部测温器的温度读数达到预设的干燥温度后,利用送风机向 右风室通入中温逆向缓苏气流;当步骤1中的通风仓一侧的测温器(如图所示的前侧测温 器)也达到预设的干燥温度后,停止对所述右风室进行送风;
[0071] 步骤3、判断所述干燥室内的湿物料是否达到预设含湿量,如果是则步骤结束,如 果否则返回步骤1。
[0072] 其中,所述中温干燥气流的温度为25°C〜80°C;所述高温干燥气流的温度为6(TC 〜200°C;且可根据需要设定中温干燥气流与高温干燥气流的优先顺序。
[0073]其中,预设的中温正向干燥时间、预设的中温逆向干燥时间、预设的高温正向干燥 时间、预设的高温逆向干燥时间范围均为Omin〜2880min;且可根据需要设定四种干燥时间 的长短及其优先顺序。
[0074]其中,所述高温干燥气流的温度为60°C〜200°C ;且所述预设的干燥温度比所述高 温干燥气流的温度低〇. rc〜1 〇 °c。
[0075]其中,所述方法还包括:根据干燥后的废气的湿度来调节废气的循环量。
[0076]其中,所述方法还包括:干燥后的废气在排入大气之前,利用新风通过热交换器来 回收废气的余热,实现最大限度的余热回收。
[0077] 其中,正向干燥与逆向干燥可对称运行,也可非对称运行。
[0078]其中,可根据需要设定正向干燥与逆向干燥的优先顺序。
[0079]其中,可根据湿物料的特性设定干燥温度和干燥时间,并可设定变温干燥曲线。 [0080]其中,变温交变气流运行周期可根据实际需要进行设定,其周期范围为1次〜1〇〇〇 次。
[0081] 上述方案中,根据湿物料颗粒内部的传热传质特性控制进入干燥室的热量、气流 温度和气流方向,使热输入与湿物料干燥动力学过程相匹配。利用可变方向和温度的气流 对湿物料进行干燥,可以获得更好的干燥质量、更高的干燥效率、更低的干燥能耗。
[0082] 以先用正向气流送风、根据预设的干燥时间来切换气流温度和气流方向为例,本 发明的方法具体为:
[0083]首先从左风室向湿物料料层通入干燥所需要的中温气流,进行中温正向干燥;当 到达预^的中温正向干燥时间后,改变气流方向,从右风室逆向向湿物料料层通入中温气 流,进行中温逆向干燥;当到达预设的中温逆向干燥时间后,再次改变气流方向,同时改变 气流温度,从左风室向湿物料料层通入高温气流,进行高温正向干燥;当到达预设的高温 正向干燥时间后,改变气流方向,从右风室逆向向湿物料料层通入高温气流,进行高温逆向 干燥;当到达预设的尚温逆向干燥时间后,改变气流方向,并重复上述高温正向干燥和高温 逆向干燥过程,直到干燥仓内湿物料的含湿量达到预设的含湿量。
[0084]以先从左风室送风、根据预设的干燥温度来切换气流温度和气流方向为例,本发 明的方法具体为:
[0085]首先从左风室向干燥仓湿物料层通入干燥所需要的高温干燥气流;在干燥仓中部 温度测点温度达到设定的千燥温度后,改为通入中温缓苏气流,使得高温加热过的左侧湿 物料层就地缓苏;且中温气流将高温湿物料的热量置换出来提高自身温度,用于加热干燥 仓右侧的湿物料。
[0086]当右侧湿物料层达到尚温后,即干燥仓右侧温度测点温度达到设定的干燥温度 后,改变气流方向和气流温度,从右风室通入高温干燥气流,实现从反方向加热和干燥湿物 料层。当干燥仓中部温度测点温度达到设定的干燥温度后,再次改为从右风室向干燥仓通 入中温缓苏气流对右侧湿物料进行缓苏和热量置换,直到干燥室左侧温度测点温度达到设 定的干燥温度。
[0087]重复上述过程,即依次经历高温正向气流、中温正向气流、高温逆向气流、中温逆 向气流的循环干燥和缓苏过程,直至湿物料达到预设的含湿量。
[0088]以下为一个示例具体描述本发明提供的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥 方法。
[0089]搭建一套变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥实验台,包括干燥室、气流换向 装置、送风装置、加热装置、余热回收装置等。干燥室中放入小麦,物料层厚度15cm。
[0090]首先打开风机和电加热器,将气流温度调节为65 □,气流速度调节为〇. 4m/s;
[0091 ]当干燥室中部温度测点达到64 • 5 □时,改变气流温度为40 □;
[0092]当沿此次干燥气流方向的干燥仓最远端温度达到64.5□时改变气流方向,并将气 流温度调节为65 □;
[0093]当干燥室中部温度测点再次达到64.5□时改变气流温度为40口 ;
[0094]当沿此次干燥气流方向的干燥室最远端温度达到64.5□时,再次改变气流方向, 并将气流温度调节为65口;
[0095]不断重复上述过程,直至小麦的含湿量低于13%时实验结束。
[0096]通过此干燥方法干燥小麦,小麦的干燥质量高,干燥速率快,干燥能耗低。
[0097]以上所述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,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 一种变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统,包括干燥室,其特征在于,所述干 燥室的两端分别设有风室,其中所述干燥室内设有至少两个布风板以将干燥室分割为至少 两个通风仓和至少一个干燥仓,所述通风仓和所述干燥仓交替布置,且所述干燥仓内放置 有物料层,所述干燥仓内气体流动方向为水平方向流动;所述两个风室分别设有送风口;所 述两个风室的送风口和通风仓都分别连接送风系统;还包括温湿度检测系统,所述温湿度 检测系统包括设置于干燥仓内物料层前侧的前侧测温器、后侧的后侧测温器、中部的中部 测温器;其中所述送风系统包括送风机、加热器、送风控制模块;其中所述送风机通过加热 器与两个风室的送风口连接,所述送风控制模块连接所述送风机,并通过温控模块连接所 述温湿度检测系统以根据所述温湿度检测系统的检测结果控制所述送风机交替为两个风 室的送风口换向送风,并控制所述送风机持续向所述通风仓送风。
2. 根据权利要求1所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统,其特征在于,所 述布风板沿竖直方向设置以将所述干燥仓分为沿水平方向布置的至少两个通风仓和至少 一个干燥仓,且所述两个风室分别设置在所述干燥仓的左右两侧以形成左风室和右风室, 且所述左风室设有底部送风口,右风室设有顶部送风口。
3. 根据权利要求1所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统,其特征在于,所 述布风板沿竖直方向设置以将所述干燥仓分为沿水平方向布置的至少两个通风仓和至少 一个干燥仓,且所述两个风室分别设置在所述干燥仓的顶部和底部以形成上风室和下风 室,且所述上风室的一侧设有上送风口,下风室的另一侧设有下送风口。
4. 根据权利要求1所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统,其特征在于,还 包括用于回收废气余热的热交换器,所述热交换器分别连接系统的进气口和出气口。
5. 根据权利要求1或2或3或4所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统,其特 征在于,所述送风系统包括换向器,所述换向器分别连接送风机进风口、加热器出风口、两 个风室的送风口以实现交替为所述两个风室送风。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥系统,其特 征在于,所述送风系统包括两个送风机,所述两个送风机分别通过加热器连接所述两个风 室的送风口。
7.—种利用如权利要求1-6任一项所述的系统进行变温交变气流的横流式厚层湿物料 干燥的方法,其特征在于,包括: 步骤1、从一端风室的送风口和通风仓向堆放有湿物料的物料层通入干燥所需要的中 温气流,气流水平穿过物料层,进行中温正向干燥直至预设的中温正向干燥时间;当到达预 设的中温正向干燥时间后改变气流方向,从另一端风室的送风口和通风仓想物料层通入干 燥所需要的中温气流,气流水平穿过物料层,进行中温逆向干燥直至预设的中温逆向干燥 时间; 步骤2、从所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温气流,气流水平穿过物料 层,进行高温正向干燥直至预设的高温正向干燥时间;改变气流方向,从所述的另一端风室 的送风口和通风仓逆向物料层通入高温气流,气流水平穿过物料层,进行高温逆向干燥直 至预设的高温逆向干燥时间; 步骤3、读取所述温湿度检测系统的读数确定所述干燥仓物料层内的湿物料的含湿量 是否达到预设的含湿量,如果是则步骤结束,如果否则重新进行步骤2; 其中所述步骤1和2的顺序可以任意调换。
8.根据权利要求7所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料千燥的方法,其特征在于, 所述步骤1和步骤2还可以采用下列方法: 步骤21、通过所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温正向干燥气流;读取 中部测温器的当前温度读数,当所述中部测温器的温度读数达到预设的千燥温度后,通过 所述一端风室的送风口和通风仓向物料层通入中温正向缓苏气流直至远离所述通风仓的 测温器也达到预设的干燥温度后,停止向所述一端风室的送风口送风; 步骤22、通过所述另一端风室的送风口和通风仓向物料层通入高温逆向干燥气流;读 取中部测温器的当前温度读数,当所述中部测温器的温度读数达到预设的干燥温度后,通 过所述另一端风室的送风口和通风仓向物料层通入中温正向缓苏气流直至靠近所述通风 仓的测温器也达到预设的干燥温度后,停止向所述另一端风室的送风口送风。
9.根据权利要求7所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料千燥方法,其特征在于,所 述预设的中温正向干燥时间、预设的中温逆向干燥时间、预设的高温正向干燥时间、预设的 高温逆向千燥时间范围均为Omin〜2880min。
10.根据权利要求7或8所述的变温交变气流的横流式厚层湿物料干燥方法,其特征在 于,所述中温干燥气流的温度为25°C〜80°C ;所述高温干燥气流的温度为60°C〜200°C,且 所述预设的干燥温度比所述干燥气流的温度低0.1°C〜10°(^
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