CN108426422A - 一种废热回收的热风干燥系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种废热回收的热风干燥系统和方法，所述系统包括：干燥室，所述干燥室用于容置待干燥物料，并通过热交换，对所述待干燥物料进行干燥处理；压缩机蓄热室，所述压缩机蓄热室与所述干燥室连通，用于收集干燥处理后的余热，并将所述余热转换为热能存储。在进行热风干燥作业时，热空气经过干燥室上的干燥室送风口经第一空气通道把热空气送入干燥室与物料进行热湿交换后变成热湿空气从干燥室出风口(可以加装风机)、第二空气通道、废气出口送到供热系统进行处理，该空气循环持续进行，直到干燥结束。在干燥结束时，通过蓄热材料可以把冷却过程中的能量储存起来，在下一次干燥开始时作为预热或补热利用起来，有效降低系统的能耗。

Description

一种废热回收的热风干燥系统和方法

技术领域

本发明涉及能量回收再利用技术领域，更具体地，涉及一种废热回收的热风干燥系统和方法。

背景技术

目前市场上需要热风烘干的场所越来越多，如烟草烘干、粮食烘干、药材烘干、果蔬烘干等烘干场所，烘干主要用煤炉、气炉、电炉进行烘干。

传统的热风干燥工艺系统，是将部分或全部高湿回风(吸纳水分后从干燥装置出来的热风)排放到系统外，再通过补充新热源加热新“干”空气维持干燥系统正常运行，能耗大，运行费用高。且由于高的汽化潜热和以热空气作为干燥介质所固有的低效率，使干燥成为高能耗的单元操作，在我国干燥作业所用能源占国民经济总能耗的12％左右。

现有技术中缺少充分的热能回收与综合利用手段，在干燥过程中，存在热能损失，总体能源利用率低、节能效果差的问题，尤其是在较低环境温度下进行干燥作业，干燥结束时物料仍保持相对较高的温度，其热量往往是在冷却过程中浪费掉了，不能实现能热能的循环利用。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种废热回收的热风干燥系统和方法，解决了现有技术中干燥处理过程中及干燥处理后余热浪费，能量利用不充分，不能实现能热能的循环利用的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种热风干燥系统，包括：

干燥室，所述干燥室用于容置待干燥物料，并通过热交换，对所述待干燥物料进行干燥处理；

压缩机蓄热室，所述压缩机蓄热室与所述干燥室连通，用于收集干燥处理后的余热，并存储所述余热。

作为优选的，所述干燥室内部设有储物架，所述干燥室外部设有保温维护结构。

作为优选的，所述压缩机蓄热室包括内部的蓄热材料和外部包覆所述蓄热材料的保温结构。

作为优选的，所述干燥室包括干燥室进风口、干燥室出风口、第一空气通道和第二空气通道；

所述第一空气通道的一端连接所述干燥室进风口，所述第一空气通道另一端连接有热空气进口，所述热空气进口用于在干燥处理过程中开启，并向所述干燥室输送热空气，所述热空气用于与所述待干燥物料通过空气对流完成热交换；

所述第二空气通道的一端连接所述干燥室出风口，所述第二空气通道另一端连接有废气出口，所述废气出口用于在干燥处理过程中开启，将热交换后的废气排出所述干燥室。

作为优选的，所述热空气进口和所述干燥室进风口上设有送风机，所述废气出口和所述干燥室出风口上设有排风机。

作为优选的，所述压缩机蓄热室上设有第三空气通道和第四空气通道；

所述第三空气通道上设有第一蓄热室出风口，所述第三空气通道通过所述第一蓄热室出风口与所述第一空气通道连通；

所述第四空气通道上设有蓄热室进风口，所述第四空气通道通过所述蓄热室进风口与所述第二空气通道连通。

作为优选的，所述第三空气通道上还设有第二蓄热室出风口。

一种根据上述热风干燥系统进行余热回收的方法，包括：

在干燥处理过程中，开启所述热空气进气口、所述蓄热室进风口及所述第二蓄热室出风口，并关闭所述废气出口、所述第二蓄热器出风口，收集所述第二空气通道中空气的热量，并存储。

本发明提出一种废热回收的热风干燥系统和方法，在进行热风干燥作业时，热空气经过干燥室上的干燥室送风口经第一空气通道把热空气送入干燥室与物料进行热湿交换后变成热湿空气从干燥室出风口(可以加装风机)、第二空气通道、废气出口送到供热系统进行处理，该空气循环持续进行，直到干燥结束。但在干燥结束时，通常经热风干燥的物料的温度仍高于环境温度，而为了保证物料品质及便于储存，通常又需要通风冷却到环境温度，本发明通过蓄热材料可以把这一冷却过程中的能量储存起来，在下一次干燥开始时作为预热或补热利用起来，有效降低系统的能耗。

附图说明

图1为根据本发明实施例的废热回收的热风干燥系统结构示意图；

图2为根据本发明实施例的废热回收的热风干燥系统余热能量存储过程示意图；

图3为根据本发明实施例的废热回收的热风干燥系统余热能量再利用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，图中示出了一种废热回收的热风干燥系统，包括：

干燥室1，所述干燥室1用于容置待干燥物料，并通过热交换，对所述待干燥物料进行干燥处理；

压缩机蓄热室8，所述压缩机蓄热室8与所述干燥室1连通，用于收集干燥处理后的余热，并将所述余热转换为热能存储。

在本实施例中，所述干燥室1内部设有储物架，所述干燥室1外部设有保温维护结构2，储物架包括多层，用于放置待干燥物料，待干燥物料在储物架上分层铺开放置，同时各层储物架间留有供热空气流通的空间，保证了在干燥处理过程中干燥物料能与热空气充分进行热交换，干燥室1外部设有保温维护结构2，防止干燥室1内部的热量流失，方便后续对热量进行收集存储。

具体的，在本实施例中，所述压缩机蓄热室8包括内部的蓄热材料9和外部包覆所述蓄热材料9的保温结构，蓄热材料9用于存储干燥处理后的余热，并将所述余热转换为热能存储，蓄热材料9外部包覆保温结构，减少蓄热材料9中的热能损失。

在本实施例中，所述干燥室1包括干燥室进风口15、干燥室出风口3、第一空气通道13和第二空气通道4；

所述第一空气通道13的一端连接所述干燥室进风口15，所述第一空气通道13另一端连接有热空气进口12；所述干燥室进风口15和所述热空气进口12上都设有送风机，所述热空气进口12和干燥室进风口15在干燥处理过程中开启，并向所述干燥室1输送热空气，所述热空气用于与所述待干燥物料通过空气对流完成热交换将待干燥物料烘干。

在本实施例中，所述第二空气通道4的一端连接所述干燥室出风口3，所述第二空气通道4另一端连接有废气出口7，上述干燥室出风口3和废气出口7上都设有排风机，所述废气出口7和废气出口7在干燥处理过程中开启，将热交换后的废气排出所述干燥室1。

在本实施例中，为了使本实施例的热风干燥系统中的余热能量能够充分得到利用，在进行干燥处理过程中，如图1所示，热空气进口12、干燥室进风口15开启，并使送风机工作，将热空气沿第一空气通道13、干燥室进风口15输入干燥室1，热空气在送风机的工作下形成热风，在干燥室1内流通，并与待干燥物料进行热交换；热交换后，带干燥物料温度升高并得到烘干，热风温度降低，形成低热风；在干燥处理过程中，干燥室出风口3和废气出口7同样开启，并使排风机工作，此时，将热交换完成、温度降低后，携有余热的低热风沿干燥室出风口3、第二空气通道4、废气出口7排出，为了实现余热充分利用，在本实施例中，废气出口7可以连接到供暖设备或其他需要供热的装置、设备，对废气出口7排出的低热风中的热能进行充分利用，同时，在本实施例中，第一空气通道13、第二空气通道4外部包覆有保温隔热材料，进一步减少了热量损耗。

在本实施例中，还提供了另一种余热利用方案，通过压缩机蓄热室8将余热能量存储，具体的，可以在所述压缩机蓄热室8上设有第三空气通道和第四空气通道；

所述第三空气通道上设有第一蓄热室出风口10，所述第三空气通道通过所述第一蓄热室出风口10与所述第一空气通道13连通；

所述第四空气通道上设有蓄热室进风口6，所述第四空气通道通过所述蓄热室进风口6与所述第二空气通道4连通。所述第三空气通道上还设有第二蓄热室出风口11。

具体的，在干燥处理过程中，如图2所示，热空气进口12、干燥室进风口15开启，并使送风机工作，将热空气沿第一空气通道13、干燥室进风口15输入干燥室1，热空气在送风机的工作下形成热风，在干燥室1内流通，并与待干燥物料进行热交换；热交换后，带干燥物料温度升高并得到烘干，热风温度降低，形成低热风，在干燥处理过程中，干燥室出风口3开启，而废气出口7则可视情况关闭或部分开启，干燥室出风口3和废气出口7上的排风机工作，将干燥室1内的低热风抽出干燥室1；为了收集并存储低热风中的热能，蓄热室进风口6开启或部分开启，第一蓄热室出风口10关闭、第二蓄热室出风口11开启，低热风经蓄热室进风口6、第四空气通道、第三空气通道、第二蓄热室出风口11排出，在此过程中，低热风与所述压缩机蓄热室8内的蓄热材料9进行热交换，实现热能的存储，热交换后的废气则通过第二蓄热室出风口11排出。

在本实施例中，如图3所示，当需要再次利用压缩机蓄热室8中的热能时，将所述热空气进口12、废气出口7关闭；干燥室进风口15、干燥室出风口3、蓄热室进风口6、第一蓄热室出风口10开启，第二蓄热室出风口11关闭，同时，干燥室进风口15上的送风机、干燥室出风口3上排风机工作，在干燥室1、第二空气通道4、第四空气通道、第三空气通道和第一空气通道13间形成流通回路，在并且在流通过程中，流通回路中的空气在经过压缩机蓄热室8时，与压缩机蓄热室8内部的蓄热材料9进行热交换，使空气温度升高，形成热风输入干燥室1，实现干燥处理。

一种根据上述热风干燥系统进行余热回收的方法，包括：

在干燥处理过程中，开启所述热空气进气口、所述蓄热室进风口6及所述第二蓄热室出风口11，并关闭所述废气出口7、所述第二蓄热器出风口，收集所述第二空气通道4中空气的热量，并存储。

具体的，在本实施例中，为了使本实施例的热风干燥系统中的余热能量能够充分得到利用，在进行干燥处理过程中，如图1所示，热空气进口12、干燥室进风口15开启，并使送风机工作，将热空气沿第一空气通道13、干燥室进风口15输入干燥室1，热空气在送风机的工作下形成热风，在干燥室1内流通，并与待干燥物料进行热交换；热交换后，带干燥物料温度升高并得到烘干，热风温度降低，形成低热风；在干燥处理过程中，干燥室出风口3和废气出口7同样开启，并使排风机工作，此时，将热交换完成、温度降低后，携有余热的低热风沿干燥室出风口3、第二空气通道4、废气出口7排出，为了实现余热充分利用，在本实施例中，废气出口7可以连接到供暖设备或其他需要供热的装置、设备，对废气出口7排出的低热风中的热能进行充分利用，同时，在本实施例中，第一空气通道13、第二空气通道4外部包覆有保温隔热材料(即图中的14、5)，进一步减少了热量损耗。

具体的，具体的，在干燥处理过程中，如图2所示，热空气进口12、干燥室进风口15开启，并使送风机工作，将热空气沿第一空气通道13、干燥室进风口15输入干燥室1，热空气在送风机的工作下形成热风，在干燥室1内流通，并与待干燥物料进行热交换；热交换后，带干燥物料温度升高并得到烘干，热风温度降低，形成低热风，在干燥处理过程中，干燥室出风口3开启，而废气出口7则可视情况关闭或部分开启，干燥室出风口3和废气出口7上的排风机工作，将干燥室1内的低热风抽出干燥室1；为了收集并存储低热风中的热能，蓄热室进风口6开启或部分开启，第一蓄热室出风口10关闭、第二蓄热室出风口11开启，低热风经蓄热室进风口6、第四空气通道、第三空气通道、第二蓄热室出风口11排出，在此过程中，低热风与所述压缩机蓄热室8内的蓄热材料9进行热交换，实现热能的存储，热交换后的废气则通过第二蓄热室出风口11排出。

在本实施例中，如图3所示，当需要再次利用压缩机蓄热室8中的热能时，将所述热空气进口12、废气出口7关闭；干燥室进风口15、干燥室出风口3、蓄热室进风口6、第一蓄热室出风口10开启，第二蓄热室出风口11关闭，同时，干燥室进风口15上的送风机、干燥室出风口3上排风机工作，在干燥室1、第二空气通道4、第四空气通道、第三空气通道和第一空气通道13间形成流通回路，在并且在流通过程中，流通回路中的空气在经过压缩机蓄热室8时，与压缩机蓄热室8内部的蓄热材料进行热交换，使空气温度升高，形成热风输入干燥室1，实现干燥处理。

综上所述，本发明提出一种废热回收的热风干燥系统和方法，在进行热风干燥作业时，热空气经过干燥室上的干燥室送风口经第一空气通道把热空气送入干燥室与物料进行热湿交换后变成热湿空气从干燥室出风口(可以加装风机)、第二空气通道、废气出口7送到供热系统进行处理，该空气循环持续进行，直到干燥结束。但在干燥结束时，通常经热风干燥的物料的温度仍高于环境温度，而为了保证物料品质及便于储存，通常又需要通风冷却到环境温度，本发明通过蓄热材料可以把这一冷却过程中的能量储存起来，在下一次干燥开始时作为预热或补热利用起来，有效降低系统的能耗。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热风干燥系统，其特征在于，包括：

干燥室，所述干燥室用于容置待干燥物料，并通过热交换，对所述待干燥物料进行干燥处理；

压缩机蓄热室，所述压缩机蓄热室与所述干燥室连通，用于收集干燥处理后的余热，将所述余热转换为热能存储。

2.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，所述干燥室内部设有储物架，所述干燥室外部设有保温维护结构。

3.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，所述压缩机蓄热室包括内部的蓄热材料和外部包覆所述蓄热材料的保温结构。

4.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，所述干燥室包括干燥室进风口、干燥室出风口、第一空气通道和第二空气通道；

所述第一空气通道的一端连接所述干燥室进风口，所述第一空气通道另一端连接有热空气进口，所述热空气进口用于在干燥处理过程中开启，并向所述干燥室输送热空气，所述热空气用于与所述待干燥物料通过空气对流完成热交换；

所述第二空气通道的一端连接所述干燥室出风口，所述第二空气通道另一端连接有废气出口，所述废气出口用于在干燥处理过程中开启，将热交换后的废气排出所述干燥室。

5.根据权利要求4所述的热风干燥系统，其特征在于，所述热空气进口和所述干燥室进风口上设有送风机，所述废气出口和所述干燥室出风口上设有排风机。

6.根据权利要求4所述的热风干燥系统，其特征在于，所述压缩机蓄热室上设有第三空气通道和第四空气通道；

所述第三空气通道上设有第一蓄热室出风口，所述第三空气通道通过所述第一蓄热室出风口与所述第一空气通道连通；

所述第四空气通道上设有蓄热室进风口，所述第四空气通道通过所述蓄热室进风口与所述第二空气通道连通。

7.根据权利要求6所述的热风干燥系统，其特征在于，所述第三空气通道上还设有第二蓄热室出风口。

8.一种根据权利要求1至7任一所述热风干燥系统进行余热回收的方法，其特征在于，包括：

在干燥处理过程中，开启所述热空气进气口、所述蓄热室进风口及所述第二蓄热室出风口，并关闭所述废气出口、所述第二蓄热器出风口，收集所述第二空气通道中空气的热量，并存储。