CN109276962A - 一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，属于涉及废弃生物质的资源化利用技术领域。所述装置包括水帘喷射器、除雾系统、换热器；所述水帘喷射器与车间连通后，再依次与除雾系统、换热器连通，换热器再与车间连通，所述换热器与热源或冷媒连通。本发明的装置能够实现车间内的高温高湿气体在整个工艺系统中自循环除雾和冷热转换，而且结构紧凑、操作方便，且能适应多种工况环境。同时，本发明的装置能够很好地解决高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽在冬季容易结雾，导致车间内能见度低的问题，以及夏季时高温高湿的物料导致车间内的温度过高而影响正常作业和长时间运行会加速车间厂房与设备的腐蚀的问题。

Description

一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置 及方法

技术领域

本发明涉及废弃生物质的资源化利用技术领域，尤其涉及一种高温高湿生物质在封闭环境中渗沥脱水时，对封闭环境进行消雾、冷热转换的装置及方法。

背景技术

中药渣、酒糟等固体废弃物是中药材、粮食等原料经过蒸煮、发酵、提取后产生的残余物，具有排放量大、排放集中的特点，为此类大宗湿基工业生物质固体废弃物的资源化与能源化处置提供了有利条件。但此类物料初始含水率高(＞75％)、排出温度高(＞50℃)，决定了其利用前首先需要进行脱水处理，实践应用中一般采用堆放自然渗沥、机械压滤、热力干化等多工艺组合式脱水方法，其中自然渗沥是设备投资最少、能耗最低的脱水方法，并且经过几个小时短时间的渗沥脱水后，能有效缓解后续工艺中的机械压滤及热力干化环节的脱水处置压力，提高系统的脱水工作效率与物料处理量，降低能耗。

然而，当高温高湿的物料倒入封闭的料棚车间进行渗沥脱水时，物料中携带的水汽会迅速冷却形成雾气，尤其在冬季，由于气温低，雾气导致车间内能见度很低，有时候甚至不足1米，而在夏季时，高温高湿的物料会使车间内的温度明显高于室外环境温度，不仅影响正常作业，长时间运行会加速车间厂房与设备的腐蚀。因此，有必要研究一种高温高湿生物质在封闭环境中渗沥脱水时，对封闭环境进行消雾、冷热转换的装置及方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置及方法。本发明的装置能够实现车间内的高温高湿气体在整个工艺系统中自循环除雾和冷热转换，而且结构紧凑、操作方便，且能适应多种工况环境。

本发明的目的之一是提供一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置。

本发明的目的之二是提供一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、降温的方法。

本发明的目的之三是提供一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、升温的方法。

本发明的目的之四是提供高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换装置的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，包括：水帘喷射器、除雾系统、换热器；所述水帘喷射器与车间连通后，再依次与除雾系统、换热器连通，换热器再与车间连通，所述换热器与热源或冷媒连通，从而实现车间内高温高湿气体的降温、除湿、冷热转换，具体为：夏季使用时，车间内高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽首先通过水帘喷射器形成的水帘，降低水汽温度的同时，使得水汽中的细小液滴凝结成较大粒径的水滴，使水汽得到初步的降温、除湿；水汽继续进入除雾系统，除去水汽中的小粒径的雾滴和水沫，得到干燥气体，接着通过换热器进一步降温，得到低温气体，低温气体进入车间，不断重复上述步骤，可以使车间始终保持在适宜的温度和湿度下。而在冬季使用时，由于环境的温度本身较低，主要目的是对车间内的水汽进行除湿和升温，防止水汽在车间内结雾，具体为：关闭水帘喷射器，使车间内水汽直接进入除雾系统对水汽除湿，然后进入换热系统，对气体升温，升温后的气体进入车间，提高车间内部气体的携湿能力，从而避免水汽在车间内结雾。

进一步地，所述除雾系统包括管束除雾器，丝网除雾器，水汽经过管束除雾器后再进入丝网除雾器。

优选的，所述管束除雾器的叶片倾角为30-45°时，除雾效率可达到99％以上。

优选的，所述丝网除雾器由金属丝编织而成，网层上下设置格栅骨架，且丝网压成V字形状波纹，以增加与水汽的接触面积，这样设置后的丝网除雾器对于直径3μm以上的雾滴的去除率可以达到98％以上。

更优选的，所述金属丝的直径为0.2mm，丝网除雾器的厚度为100mm。

进一步地，本发明装置还包括引风机、排风管道、吸风管道，同时，为实现密闭车间内气体的有效循环流动，在车间内设置有吸风口与排风口，所述排风口、水帘喷射器、管束除雾器，丝网除雾器、换热器、引风机依次连接后再与吸风口连接。

优选的，车间内不同部位均匀布置多个吸风口与排风口，以同时对车间内不同位置的气体进行处理，不同位置的排风口与排风管道形成的多个支路连接，不同支路中的水汽汇集后在排风管道中后再进入水帘喷射器或除雾系统。同样地，不同位置的吸风口与吸风管道形成的多个支路连接，经过处理后的气体进入吸风管道中后再通过不同的支路导入到车间的不同位置。

进一步地，本发明装置还包括冷却塔、第一水泵、第二水泵、集水池，所述集水池位于水帘喷射器的下方，所述集水池、第一水泵、冷却塔、第二水泵、水帘喷射器依次连接，集水池的作用是收集水帘喷射器喷射出的水，然后通过第一水泵泵入冷却塔进行降温，降温后再通过第二水泵重新送入水帘喷射器，进行循环利用。

优选的，所述换热器为盘管换热器，使用外接热源或冷源，为气体加热或降温。

优选的，所述水帘喷射器、管束除雾器、丝网除雾器、换热器由下至上集成安装于一套塔体中，所述塔体底部通过进风管道与吸风口连通，所述塔体顶部引风机后，通过出风管道与排风口连通。集成安装有利于充分利用空间。

其次，本发明公开一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、降温的方法，包括如下步骤：

(1)首先，将车间内高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽通过水帘喷射器形成的水帘进行初步的降温、除湿；水帘喷射器喷射出的水集中在集水池中，然后通过冷却塔进行降温，降温后重新进入水帘喷射器，进行循环利用；

(2)水汽依次经过管束除雾器，丝网除雾器，除去水汽中的小粒径的雾滴和水沫，得到干燥气体；

(3)干燥气体通过换热器进一步降温，降温气体进入车间，即可。

优选的，步骤(1)中，所述通过冷却塔后的水温降为20-30℃。

优选的，步骤(2)中，所述管束除雾器中叶片倾角为30-45°。

优选的，步骤(3)中，所述经过换热器后干燥气体的温度＜25℃、湿度＜30％RH。

再次，本发明公开一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、升温的方法，包括如下步骤：

(1)首先，将车间内高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽依次经过管束除雾器，丝网除雾器，除去水汽中的小粒径的雾滴和水沫，得到干燥气体；

(2)干燥气体通过换热器进一步升温，升温后气体进入车间，即可。

优选的，步骤(1)中，所述管束除雾器中叶片倾角为30-45°。

优选的，步骤(2)中，所述经过换热器后干燥气体的温度＞20℃、湿度＜50％RH。

最后，本发明公开高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换装置在湿基生物质废弃物的资源化中的应用。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明的装置能够实现车间内的高温高湿气体在整个工艺系统中自循环除雾和冷热转换，而且结构紧凑、操作方便，且能适应多种工况环境。

(2)本发明的装置能够很好地解决高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽在冬季容易结雾，导致车间内能见度低的问题，以及夏季时高温高湿的物料导致车间内的温度过高而影响正常作业和长时间运行会加速车间厂房与设备的腐蚀的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置的结构示意图。

附图中标记分别代表：1-引风机、2水帘喷射器、3-管束除雾器、4-丝网除雾器、5换热器、6-第一水泵、7-冷却塔、8-进风管道、9-吸风口、10-排风口、11-第二水泵、12-出风管道、13-集水池。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，当高温高湿的物料倒入封闭的料棚车间进行渗沥脱水时，物料中携带的水汽会迅速冷却形成雾气，尤其在冬季，由于气温低，雾气导致车间内能见度很低，而在夏季时，高温高湿的物料会使车间内的温度明显高于室外环境温度，不仅影响正常作业，长时间运行会加速车间厂房与设备的腐蚀。因此，本发明提出一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置及方法，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，包括引风机1、2水帘喷射器、3-管束除雾器、丝网除雾器4、换热器5、第一水泵6、冷却塔7、进风管道8、吸风口9、排风口10、第二水泵11、出风管道12、集水池13。

所述水帘喷射器2、管束除雾器3、丝网除雾器4、换热器5由下至上集成安装于一套塔体中，所述塔体底部通过进风管道8与吸风口9连通，所述塔体顶部引风机1后，通过出风管道12与排风口10连通。

所述进风管道8与车间的连接端形成了多个支路，车间内不同位置的吸风口9与进风管道8形成的多个支路连接，不同支路中的水汽汇集后在进风管道8中后再进入水帘喷射器或除雾系统。同样地，出风管道12与车间的连接端形成了多个支路，不同位置的排风口10与出风管道12形成的多个支路连接，经过处理后的气体进入出风管道12后再通过不同的支路导入到车间的不同位置。

所述集水池13位于水帘喷射器2的下方，所述集水池13、第一水泵6、冷却塔7、第二水泵11、水帘喷射器2依次连接。

所述换热器为盘管换热器，与热源或冷媒连通。

所述丝网除雾器4由金属丝编织而成，网层上下设置格栅骨架，且丝网压成V字形状波纹，以增加与水汽的接触面积，这样设置后的丝网除雾器对于直径3μm以上的雾滴的去除率可以达到98％以上。

所述金属丝的直径为0.2mm，丝网除雾器的厚度为100mm。

实施例2

一种利用实施例1所述的装置进行高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、降温的方法，包括如下步骤：

(1)首先，将车间内高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽通过水帘喷射器2形成的水帘进行初步的降温、除湿；水帘喷射器2喷射出的水集中在集水池13中，然后通过冷却塔7进行降温，降温后重新进入水帘喷射器2，进行循环利用；

(2)水汽依次经过管束除雾器3，丝网除雾器4，除去水汽中的小粒径的雾滴和水沫，得到干燥气体；

(3)干燥气体通过换热器5进一步降温，降温气体进入车间，即可。

步骤(1)中，所述通过冷却塔后的水温保持在20-30℃之间。

步骤(2)中，所述管束除雾器中叶片倾角为45°。

步骤(3)中，所述经过换热器后干燥气体的温度＜25℃、湿度＜30％RH。

实施例3

一种利用实施例1所述的装置进行高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、升温的方法，包括如下步骤：

(1)首先，关闭水帘喷射器2，将车间内高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽依次经过管束除雾器3，丝网除雾器4，除去水汽中的小粒径的雾滴和水沫，得到干燥气体；

(2)干燥气体通过换热器5进一步升温，升温后气体进入车间，即可。

步骤(1)中，所述管束除雾器中叶片倾角为30°。

步骤(2)中，所述经过换热器后干燥气体的温度＞20℃、湿度＜50％RH。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，其特征在于：包括水帘喷射器、除雾系统、换热器；所述水帘喷射器与车间连通后，再依次与除雾系统、换热器连通，换热器再与车间连通，所述换热器与热源或冷媒连通。

2.如权利要求1所述的高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，其特征在于：所述除雾系统包括管束除雾器，丝网除雾器，水汽经过管束除雾器后再进入丝网除雾器；优选的，所述管束除雾器的叶片倾角为30-45°。

3.如权利要求2所述的高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，其特征在于：所述丝网除雾器由金属丝编织而成，网层上下设置格栅骨架，且丝网压成V字形状波纹；优选的，所述金属丝的直径为0.2mm，丝网除雾器的厚度为100mm。

4.如权利要求1所述的高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，其特征在于：所述装置还包括引风机、进风管道、出风管道，车间内气体从吸风口进入进风管道后，依次经过水帘喷射器、管束除雾器，丝网除雾器、换热器、引风机后，从排风口进入车间。

5.如权利要求4所述的高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，其特征在于：所述进风管道与车间的连接端形成了多个支路，车间内不同位置的吸风口与进风管道形成的多个支路连接。

6.如权利要求4所述的高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，其特征在于：出风管道与车间的连接端形成了多个支路，不同位置的排风口与出风管道形成的多个支路连接。

7.如权利要求1所述的高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换的装置，其特征在于：所述装置还包括冷却塔、第一水泵、第二水泵、集水池，所述集水池位于水帘喷射器的下方，所述集水池、第一水泵、冷却塔、第二水泵、水帘喷射器依次连接；

优选的，所述换热器为盘管换热器；优选的，所述水帘喷射器、管束除雾器、丝网除雾器、换热器由下至上集成安装于一套塔体中，所述塔体底部通过进风管道8与吸风口9连通，所述塔体顶部引风机后，通过出风管道12与排风口10连通。

8.一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、降温的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)首先，将车间内高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽通过水帘喷射器形成的水帘进行初步的降温、除湿；水帘喷射器喷射出的水集中在集水池中，然后通过冷却塔进行降温，降温后重新进入水帘喷射器，进行循环利用；

(2)水汽依次经过管束除雾器，丝网除雾器，除去水汽中的小粒径的雾滴和水沫，得到干燥气体；

(3)干燥气体通过换热器进一步降温，降温气体进入车间，即可；

优选的，步骤(1)中，所述通过冷却塔后的水温降为20-30℃；

优选的，步骤(2)中，所述管束除雾器中叶片倾角为30-45°；

优选的，步骤(3)中，所述经过换热器后干燥气体的温度＜25℃、湿度＜30％RH。

9.一种高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、升温的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)首先，将车间内高温高湿生物质渗沥脱水时的水汽依次经过管束除雾器3，丝网除雾器4，除去水汽中的小粒径的雾滴和水沫，得到干燥气体；

(2)干燥气体通过换热器进一步升温，升温后气体进入车间，即可；

优选的，步骤(1)中，所述管束除雾器中叶片倾角为30-45°；

优选的，步骤(2)中，所述经过换热器后干燥气体的温度＞20℃、湿度＜50％RH。

10.如权利要求1-7任一项所述的高温高湿生物质渗沥脱水时快速消雾、冷热转换装置在湿基生物质废弃物的资源化中的应用。