CN106766818A - 一种彝族药物提取物节能高效气流干燥器及其干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种彝族药物提取物节能高效气流干燥器及其干燥方法。所述气流干燥器包括鼓风机、加热器、气流干燥管、加料装置、旋风分离器、引风机，所述气流干燥管外壁设置有冷却夹套，所述冷却夹套上部设置有风冷出风口且下部设置有风冷进风口，所述鼓风机的出风口通过比例控制阀分别与风冷进风口、加热器的进气口连通，所述加热器的进气口还连通风冷出风口，所述加热器的出气口依次与气流干燥管、旋风分离器、引风机连通，所述旋风分离器的底部设置有卸料阀，加料装置设于气流干燥管的进气口上部。所述干燥方法包括加料、进气、气流干燥、气固分离排气步骤。本发明具有结构简单可靠、干燥管不易粘接、流程短、干燥速度快、能耗低的特点。

Description

一种彝族药物提取物节能高效气流干燥器及其干燥方法
技术领域
本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种具有结构简单可靠、干燥管不易粘接、流程短、干燥速度快、能耗低的彝族药物提取物节能高效气流干燥器及其干燥方法。
背景技术
气流干燥器是利用高速流动的气流使物料形成流化态并在流动过程中实现物料干燥的一种干燥设备，由于具有传热系数高、传热面积大、干燥时间短等特点，广泛应用于制药、塑料、化肥等化工行业。气流干燥器把承泥状、粉粒状或块状的湿物料送入热气流与之并流形成流化态，流化态的物料高度分散在气流中，与气体间快速地进行热和水分交换，物料中的水分快速汽化，湿气经气固分离后由风机抽走，物料经气固分离后收集于集料斗内。气流干燥是对流干燥的一种，湿物料的干燥是由传热和传质两个过程所组成。当湿物料与热空气相接触时，干燥介质将热能传递至湿物料表面，由表面传递至物料的内部，这是一个热量传递过程。与此同时，湿物料中的水分从物料内部以液态或气态扩散到物料表面，由物料表面通过气膜扩散到空气中去，这是一个传质过程。
干燥是彝族药物提取物生产中的重要环节，直接影响着彝族药物提取物生产的能耗和质量。对于热敏性、易挥发的彝族药物提取物，如何在最大程度上保留药物提取物的有效成分的同时，又能快速、高效的干燥是其难点。湿物料的干燥过程可看作是一种非结合水份的干燥，即经历“表面汽化”及“内部扩散”的不同控制阶段。
提高气流干燥管进气温度，可增大传热温差，有利于提高热效率和干燥强度。因此，湿物料的干燥一般采用较高温度的热气流。在现有干燥技术中，气流干燥装置无论是直管式或脉冲式的管壁直接裸露于空气或外包保温材料，由于高温气流的传导和热辐射，造成干燥过程管壁温度较高。由于部分彝族药物提取物高温易粘流，在干燥过程中，彝族药物提取物的颗粒与气流干燥管的管壁直接接触以及沿管壁落下而与高温管壁接触，彝族药物提取物颗粒会软化成为粘流态，粘在管壁上，从而影响干燥效果，并使气流干燥管的工作效率降低，能耗增加。为解决管壁粘连的问题，也有采用输入低于提取物粘流态温度的气流来干燥，但不仅热效率低，而且干燥强度小、生产能力低。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种具有结构简单可靠、干燥管不易粘接、流程短、干燥速度快、能耗低的彝族药物提取物节能高效气流干燥器；本发明的第二目的在于提供一种基于第一目的的彝族药物提取物气流干燥方法。
本发明的第一目的是这样实现的：包括鼓风机、加热器、气流干燥管、加料装置、旋风分离器、引风机，所述气流干燥管外壁设置有冷却夹套，所述冷却夹套上部设置有风冷出风口且下部设置有风冷进风口，所述鼓风机的出风口通过比例控制阀分别与风冷进风口、加热器的进气口连通，所述加热器的进气口还连通风冷出风口，所述加热器的出气口依次与气流干燥管、旋风分离器、引风机连通，所述旋风分离器的底部设置有卸料阀，所述加料装置设置于气流干燥管的进气口上部。
本发明的第二目的是这样实现的：包括加料、进气、气流干燥、气固分离步骤，具体包括：
A、加料：将彝族药物提取物湿物料通过加料装置送入气流干燥管；
B、进气：新鲜空气经鼓风机送入比例控制阀，根据气流干燥管的管壁温度要求调节比例控制阀流入冷却夹套的风量，冷却夹套排出的预热空气与比例控制阀直接放出的冷空气混合后送入加热器，经加热的热空气进入气流干燥管；
C、气流干燥：进入气流干燥管的热空气与加料装置送入的彝族药物提取物湿物料并流，热空气带走彝族药物提取物湿物料蒸发出的水汽，干燥后的彝族药物提取物粉末随湿热气体带离气流干燥管；
D、气固分离：气流干燥管排出的含尘湿热气体经旋风分离器气固分离后，彝族药物提取物粉末由底部的卸料阀排出，除尘后的洁净空气由引风机排放。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、在气流干燥管外壁设置冷却夹套，通过气冷来调节管壁温度，可有效避免热敏性、易粘流的彝族药物提取物粘于管壁而影响气流干燥器的干燥效果，有利于提高气流干燥器的干燥效率和降低能耗以及维护成本。
2、用比例控制阀来对鼓风机出口风量进行分配，从而控制管壁的温度，可根据需要灵活调整进入干燥管内的热空气温度，达到扩大本发明的气流干燥器对彝族药物提取物生产量的适应范围和质量调整灵活性。
3、通过冷却夹套加热的气流重新与比例控制阀直接供入加热器的冷气流混合后在加热器加热，能够有效降低能耗。
4、采用风冷冷却夹套，相比水冷夹套结构简单且可靠，没有软化水质和除水垢的复杂维护要求，使用成本低、维护容易。
5、对于非热敏性、不易粘流的彝族药物提取物，可通过调节比例控制阀使鼓风机出风全部直接进入加热器，而冷却夹套形成中空乃至真空状态，避免干燥管热量散失，即提高干燥的热效率，又能提高干燥器的灵活性。
因此，本发明具有结构简单可靠、干燥管不易粘接、流程短、干燥速度快、能耗低的特点。
附图说明
图1为本发明之气流干燥器示意图之一；
图2为本发明之气流干燥器示意图之二；
图3为本发明之干燥方法流程示意图；
图中：1-鼓风机，2-加热器，3-气流干燥管，4-加料装置，401-加料斗，5-旋风分离器，6-引风机，7-冷却夹套，701-风冷出风口，702-风冷进风口，703-风冷通道，8-比例控制阀，9-卸料阀，10-预热器，11-旋风干燥器，12-过滤器，13-布袋除尘器；
S100-加料，S200-进气，S300-气流干燥，S400-气固分离。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1和2所示，本发明之彝族药物提取物节能高效气流干燥器包括鼓风机1、加热器2、气流干燥管3、加料装置4、旋风分离器5、引风机6，所述气流干燥管3外壁设置有冷却夹套7，所述冷却夹套7上部设置有风冷出风口701且下部设置有风冷进风口702，所述鼓风机1的出风口通过比例控制阀8分别与风冷进风口702、加热器2的进气口连通，所述加热器2的进气口还连通风冷出风口701，所述加热器2的出气口依次与气流干燥管3、旋风分离器5、引风机6连通，所述旋风分离器5的底部设置有卸料阀9，所述加料装置4设置于气流干燥管3的进气口上部。
所述气流干燥管3为直管式气流干燥管或脉冲式气流干燥管，所述冷却夹套7设置于直管式气流干燥管的中部和/或下部，或者冷却夹套7设置于脉冲式气流干燥管中部的管径扩大段和/或全长内过渡段的外壁。
所述气流干燥管3外壁与冷却夹套7间设置有密封的风冷通道703。
所述风冷通道703为单通道或多通道螺旋风道。
所述比例控制阀8与加热器2间设置有预热器10，所述预热器10的入口与比例控制阀8直接连通且出口与加热器2的进气口连通，所述预热器10的热风进口与引风机6的出风口连通。
所述气流干燥管3与旋风分离器5间设置有旋风干燥器11或流动干燥器。
所述旋风分离器5与引风机6间设置有袋式除尘器13或湿式除尘器，或者旋风分离器5为两级串联或多级串联的旋风分离器组成。
所述加热器2为蒸汽加热器或辅助电加热器。
所述卸料阀9为锁气器。
所述预热器10为热管换热器或翅片管换热器。
所述鼓风机1的进风口设置有过滤器。
如图3所示，本发明之彝族药物提取物节能高效气流干燥器的干燥方法，包括加料、进气、气流干燥、气固分离步骤，具体包括：
A、加料：将彝族药物提取物湿物料通过加料装置4送入气流干燥管3；
B、进气：新鲜空气经鼓风机1送入比例控制阀8，根据气流干燥管3的管壁温度要求调节比例控制阀8流入冷却夹套7的风量，冷却夹套7排出的预热空气与比例控制阀8直接放出的冷空气混合后送入加热器2，经加热的热空气进入气流干燥管3；
C、气流干燥：进入气流干燥管3的热空气与加料装置4送入的彝族药物提取物湿物料并流，热空气带走彝族药物提取物湿物料蒸发出的水汽，干燥后的彝族药物提取物粉末随湿热气体带离气流干燥管3；
D、气固分离：气流干燥管3排出的含尘湿热气体经旋风分离器5气固分离后，彝族药物提取物粉末由底部的卸料阀9排出，除尘后的洁净空气由引风机6排放。
所述B步骤中进入鼓风机1的新鲜空气的相对湿度为70~85%，进入气流干燥管3的热空气温度为160~175℃，气流干燥管3的湿热气体温度为75~85℃。
所述C步骤中冷却夹套7的气流干燥管3内壁温度不高于150℃。
所述B步骤中混合空气依次通过预热器10、加热器2进入气流干燥管3，同时将D步骤中引风机6排出的热气从预热器10的热风进口送入并最终排放。
本发明工作原理：
本发明通过在气流干燥管的外壁设置冷却夹套，通过气冷来调节管壁温度，可有效避免彝族药物提取物高温粘于管壁而影响气流干燥器的干燥效果，有利于提高气流干燥器的干燥效率和降低能耗以及维护成本；而且冷却夹套加热的气流重新与比例控制阀直接供入加热器的冷气流混合后在加热器加热，能够有效降低能耗；通过比例控制阀来对鼓风机出口风量进行分配，从而控制管壁的温度，可根据需要灵活调整进入干燥管内的热空气温度，达到扩大本发明对彝族药物提取物生产量的适应范围和对质量要求不同的调整灵活性；采用风冷冷却夹套，相比水冷夹套结构简单且可靠，且没有软化水质和除水垢的复杂维护要求，使用成本低、维护容易。进一步，气流干燥管为直管式气流干燥管或脉冲式气流干燥管，冷却夹套设置于直管式气流干燥管的中部和/或下部，或者冷却夹套设置于脉冲式气流干燥管中部的管径扩大段和/或全长内过渡段的外壁；采用脉冲式气流干燥管，干燥效率较直管式气流干燥器高；另外，冷却夹套设置于直管式气流干燥管的中部和/或下部，在能够控制气流干燥管的管壁温度较高段，从而有效避免彝族药物提取物粘于管壁的同时，可有效减少冷却夹套的范围，降低结构的复杂程度和减轻后期维护难度；冷却夹套设置于脉冲式气流干燥管中部的管径扩大段和/或全长内过渡段的外壁，同样在有效避免彝族药物提取物粘于管壁的同时，又能发挥脉冲式干燥管的优势，而且也同样可降低结构的复杂程度和减轻后期维护难度。更进一步在气流干燥管外壁与冷却夹套间设置有密封的风冷通道，风冷通道为单通道或多通道螺旋通道；在简化冷却夹套结构的同时，可提高气流干燥管管壁的温度均匀性，既有利于干燥管内的彝族药物提取物的干燥均一性，而且也能有效避免彝族药物提取物在管壁局部粘结。再进一步在比例控制阀与加热器间设置有预热器，预热器的入口与比例控制阀直接连通且出口与加热器的进气口连通，预热器的热风进口与引风机的出风口连通；通过引废气经预热器预热空气，能够有效的降低后期加热器的能耗，提高整个气流干燥器的能耗利用水平。综上所述，本发明具有结构简单可靠、干燥管不易粘接、流程短、干燥速度快、能耗低的特点。
实施例1
彝族药物提取物的气流干燥过程如下：
S100：将加料斗401中的彝族药物提取物湿物料通过螺旋加料器4送入直管式气流干燥管3；
S200：相对湿度为80~85%的新鲜空气通过过滤器12经鼓风机1送入比例控制阀8，根据气流干燥管3的管壁测量的温度，调节比例控制阀8，用流入设置于直管式气流干燥管3下部的冷却夹套7的风量控制管壁温度不高于150℃，然后将冷却夹套7排出的预热空气与比例控制阀8直接放出的冷空气混合，送入加热器2加热至165~170℃后自下部进入气流干燥管3；
S300：进入气流干燥管3的热空气与加料装置4送入的彝族药物提取物湿物料并流，热空气带走彝族药物提取物湿物料蒸发出的水汽，干燥后的彝族药物提取物粉末随吸热降温至75~80℃的湿热气体带离气流干燥管3；
S400：气流干燥管3排出的含粉尘湿热气体经旋风分离器5气固分离后，彝族药物提取物粉末由底部的卸料阀9排出，含尘气体经袋式除尘器除尘后得到的洁净空气由引风机6向外排放。
实施例2
彝族药物提取物的气流干燥过程如下：
S100：将加料斗401中的彝族药物提取物湿物料通过螺旋加料器4送入直管式气流干燥管3；
S200：相对湿度为70~75%的新鲜空气通过过滤器12经鼓风机1送入比例控制阀8，根据气流干燥管3的管壁测量的温度，调节比例控制阀8，用流入设置于直管式气流干燥管3下部和中部的冷却夹套7内风量控制管壁温度不高于150℃，然后将冷却夹套7排出的预热空气与比例控制阀8直接放出的冷空气混合依次送入预热器10、加热器2加热至170~175℃后自下部进入气流干燥管3；
S300：进入气流干燥管3的热空气与加料装置4送入的彝族药物提取物湿物料并流，热空气带走彝族药物提取物湿物料蒸发出的水汽，干燥后的彝族药物提取物粉末随吸热降温至80~85℃的湿热气体带离气流干燥管3；
S400：气流干燥管3排出的含粉尘湿热气体导入旋风干燥器11进一步干燥，干燥后的含尘气体经旋风分离器5气固分离后，彝族药物提取物粉末由底部的锁气器9排出，含尘气体经湿式除尘器除尘后得到的洁净空气由引风机6导入预热器10的热风进口对S200中的混合气体进行预热。
实施例3
彝族药物提取物的气流干燥过程如下：
S100：将加料斗401中的彝族药物提取物湿物料通过螺旋加料器4送入脉冲式气流干燥管3；
S200：相对湿度为75~80%的新鲜空气通过过滤器12经鼓风机1送入比例控制阀8，根据气流干燥管3的管壁测量的温度，调节比例控制阀8，用流入设置于脉冲式气流干燥管3中部的管径扩大段和全长内过渡段的外壁冷却夹套7内风量调节管壁温度不高于150℃，然后将冷却夹套7排出的预热空气与比例控制阀8直接放出的冷空气混合依次送入预热器10、加热器2加热至170~175℃后自下部进入气流干燥管3；
S300：进入气流干燥管3的热空气与加料装置4送入的彝族药物提取物湿物料并流，热空气带走彝族药物提取物湿物料蒸发出的水汽，干燥后的彝族药物提取物粉末随吸热降温至80~85℃的湿热气体带离气流干燥管3；
S400：气流干燥管3排出的含粉尘湿热气体导入旋风干燥器11进一步干燥，干燥后的含尘气体经二级串联的旋风分离器5气固分离后，彝族药物提取物粉末由底部的锁气器9排出，二级串联气固分离除尘后得到的洁净空气由引风机6导入预热器10的热风进口对S200中的混合气体进行预热。
实施例4
彝族药物提取物的气流干燥过程如下：
S100：将加料斗401中的彝族药物提取物湿物料通过螺旋加料器4送入脉冲式气流干燥管3；
S200：相对湿度为75~80%的新鲜空气通过过滤器12经鼓风机1送入比例控制阀8，根据气流干燥管3的管壁测量的温度，调节比例控制阀8，用流入设置于脉冲式气流干燥管3全长内过渡段的外壁冷却夹套7内风量调节管壁温度不高于150℃，然后将冷却夹套7排出的预热空气与比例控制阀8直接放出的冷空气混合依次送入预热器10、加热器2加热至160~165℃后自下部进入气流干燥管3；
S300：进入气流干燥管3的热空气与加料装置4送入的彝族药物提取物湿物料并流，热空气带走彝族药物提取物湿物料蒸发出的水汽，干燥后的彝族药物提取物粉末随吸热降温至80~85℃的湿热气体带离气流干燥管3；
S400：气流干燥管3排出的含粉尘湿热气体导入旋风干燥器11进一步干燥，干燥后的含尘气体经旋风分离器5气固分离后，彝族药物提取物粉末由底部的锁气器9排出，含尘气体经袋式除尘器除尘后由引风机6导入预热器10的热风进口对S200中的混合气体进行预热。

Claims (10)

1.一种彝族药物提取物节能高效气流干燥器，其特征在于包括鼓风机（1）、加热器（2）、气流干燥管（3）、加料装置（4）、旋风分离器（5）、引风机（6），所述气流干燥管（3）外壁设置有冷却夹套（7），所述冷却夹套（7）上部设置有风冷出风口（701）且下部设置有风冷进风口（702），所述鼓风机（1）的出风口通过比例控制阀（8）分别与风冷进风口（702）、加热器（2）的进气口连通，所述加热器（2）的进气口还连通风冷出风口（701），所述加热器（2）的出气口依次与气流干燥管（3）、旋风分离器（5）、引风机（6）连通，所述旋风分离器（5）的底部设置有卸料阀（9），所述加料装置（4）设置于气流干燥管（3）的进气口上部。
2.根据权利要求1所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器，其特征在于所述气流干燥管（3）为直管式气流干燥管或脉冲式气流干燥管，所述冷却夹套（7）设置于直管式气流干燥管的中部和/或下部，或者冷却夹套（7）设置于脉冲式气流干燥管中部的管径扩大段和/或全长内过渡段的外壁。
3.根据权利要求2所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器，其特征在于所述气流干燥管（3）外壁与冷却夹套（7）间设置有密封的风冷通道（703）。
4.根据权利要求6所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器，其特征在于所述风冷通道（703）为单通道或多通道螺旋风道。
5.根据权利要求1、2、3或4所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器，其特征在于所述比例控制阀（8）与加热器（2）间设置有预热器（10），所述预热器（10）的入口与比例控制阀（8）直接连通且出口与加热器（2）的进气口连通，所述预热器（10）的热风进口与引风机（6）的出风口连通。
6.根据权利要求5所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器，其特征在于所述气流干燥管（3）与旋风分离器（5）间设置有旋风干燥器（11）或流动干燥器。
7.根据权利要求6所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器，其特征在于所述旋风分离器（5）与引风机（6）间设置有袋式除尘器或湿式除尘器，或者旋风分离器（5）为两级串联或多级串联的旋风分离器组成。
8.根据权利要求1至7任意一项所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器的干燥方法，其特征在于包括加料、进气、气流干燥、气固分离步骤，具体包括：
A、加料：将彝族药物提取物的湿物料通过加料装置（4）送入气流干燥管（3）；
B、进气：新鲜空气经鼓风机（1）送入比例控制阀（8），根据气流干燥管（3）的管壁温度要求调节比例控制阀（8）流入冷却夹套（7）的风量，冷却夹套（7）排出的预热空气与比例控制阀（8）直接放出的冷空气混合后送入加热器（2），经加热的热空气进入气流干燥管（3）；
C、气流干燥：进入气流干燥管（3）的热空气与加料装置（4）送入的彝族药物提取物湿物料并流，热空气带走彝族药物提取物湿物料蒸发出的水汽，干燥后的彝族药物提取物粉末随湿热气体带离气流干燥管（3）；
D、气固分离：气流干燥管（3）排出的含尘湿热气体经旋风分离器（5）气固分离后，彝族药物提取物粉末由底部的卸料阀（9）排出，除尘后的洁净空气由引风机（6）排放。
9.根据权利要求8所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器的干燥方法，其特征在于所述B步骤中进入鼓风机（1）的新鲜空气的相对湿度为70~85%，进入气流干燥管（3）的热空气温度为160~175℃，气流干燥管（3）的湿热气体温度为75~85℃。
10.根据权利要求8或9所述彝族药物提取物节能高效气流干燥器的干燥方法，其特征在于所述C步骤中冷却夹套（7）的气流干燥管（3）内壁温度不高于150℃。
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