CN109539703A - 一种新型物料干燥装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型物料干燥装置，该装置溶液浓缩系统采用热泵真空低温蒸发技术形成浓溶液，浓溶液在溶液除湿系统通过溶液喷淋器与物料干燥系统产生的湿空气发生热质交换形成稀溶液，稀溶液被收集后流入溶液浓缩系统进行浓缩形成浓溶液，湿空气变为高温干空气，高温干空气在循环风机的作用下进入送风口对被干燥物进行干燥，如此实现物料干燥。该装置采用高温溶液除湿技术解决常规热风干燥技术冷热抵消现象所引起的能耗问题，同时采用热泵真空低温蒸发技术进行溶液浓缩，实现加热表面与溶液表面的直接接触，解决传统真空干燥技术加热表面与固体物料表面的有限接触面积引起的传热性能不佳问题，实现热泵机组双向能源使用，达到高效节能的目的。

Description

一种新型物料干燥装置
技术领域
本发明涉及干燥技术领域，尤其是涉及一种物料干燥装置。
背景技术
利用热泵进行干燥、干化和脱水作业，是上世纪八十年代发展起来的新型干燥技术。目前，该技术已经应用于各个领域，如在木材、化工产品、食品干燥、蔬菜脱水和污泥粪便干化等方面，都取得了良好的效果。针对物料干燥问题，热泵干燥技术具有运行费用低和对环境无污染的两大优势。早在上世纪八十年代初日本已经取得成功的应用。但是，热泵干燥技术中产生的热风在干燥物料之后需要先冷却除湿再加热，这种冷热抵消现象所引起的额外能耗是十分惊人的。
真空干燥是一种将物料置于负压条件下，并通过加热达到负压状态下的沸点来干燥物料的干燥方式。物料内水分在负压状态下沸点都随着真空度的提高而降低，能够显著降低对加热热源温度的要求。但是，真空干燥技术在对固体物料进行干燥时，由于加热表面与固体物料表面的接触面积有限，接触传热热阻较大，并且随着固体物料的失水，固体物料内部呈现多孔特性，传热性能进一步恶化，导致干燥效果不佳。
发明专利内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种新型物料干燥装置，该装置解决了常规热风干燥技术冷热抵消现象所引起的能耗问题，同时解决了传统真空干燥技术加热表面与固体物料表面的有限接触面积引起的传热性能不佳问题，实现热泵机组双向能源使用，达到高效节能的目的。
为实现以上目的，本发明提出了以下的技术方案：
一种新型物料干燥装置，包括溶液浓缩系统、溶液除湿系统及物料干燥系统，所述溶液浓缩系统与所述溶液除湿系统连接，所述物料干燥系统与所述溶液除湿系统连接。
所述溶液浓缩系统由热泵机组、冷却水泵、加热盘管、冷冻水泵、表冷器、真空泵、排水泵及溶液真空浓缩罐组成，所述加热盘管设置于溶液真空浓缩罐内，通过带冷却水泵的管道与所述热泵机组的高压侧连通形成回路，所述溶液真空浓缩罐顶部的气体出口通过管道与所述表冷器的高温端连通，所述表冷器的低温端通过带冷冻水泵的管道与所述热泵机组低压端连通形成回路，所述表冷器与所述真空泵及所述排水泵连接。
所述溶液浓缩系统采用热泵真空低温蒸发技术，溶液真空浓缩罐在真空泵的作用下形成低压环境，来自所述溶液除湿系统的稀溶液沸点大大降低，稀溶液在所述溶液浓缩系统热泵机组高压侧加热盘管的作用下蒸发形成浓溶液；稀溶液蒸发形成的水蒸汽通过表冷器与热泵机组低压侧冷冻水进行热交换冷凝成水，冷凝水最终通过排水泵排出，热泵机组产生的冷冻水吸收水蒸汽冷凝放出的热量升温，升温的冷冻水作为热源回到热泵机组进行降温。
所述溶液除湿系统由溶液泵、浓溶液喷淋器、稀浓液收集盘、溶液调节阀及循环风机组成，所述浓溶液喷淋器与所述稀溶液收集盘设置于溶液除湿室内，所述浓溶液喷淋器通过带有所述溶液泵的管道与所述溶液真空浓缩罐的浓溶液出口连接，所述浓溶液喷淋器下方设置所述稀溶液收集盘，所述稀溶液收集盘通过带有溶液调节阀的管道与所述溶液真空浓缩罐的稀溶液入口连接；所述循环风机设置于所述溶液除湿室的干空气出口。
所述溶液浓缩系统形成的浓溶液通过溶液泵到达所述溶液除湿系统的浓溶液喷淋器，浓溶液喷淋器喷出浓溶液，对所述物料干燥系统当中回风口过来的湿空气进行喷淋，浓溶液与湿空气发生热质交换，湿空气变为高温干空气，高温干空气在循环风机的作用下进入所述物料干燥系统送风口，同时浓溶液吸收水蒸汽变为稀溶液，稀溶液经稀溶液收集盘收集后经过溶液调节阀流入溶液真空浓缩罐。
所述物料干燥系统包括物料干燥室，所述物料干燥室的顶部设置有湿物料入口，底部设置有送风口，所述送风口通过气体管道连接所述循环风机，所述物料干燥室的上端设置有与所述溶液除湿室入风口连通的回风口，所述物料干燥室内部设置有物料传送带，所述物料传送带的下侧设置有干物料收集器，所述干物料收集器的下方设置有干物料出口。
在循环风机的作用下所述物料干燥系统送风口送出所述溶液除湿系统产生的高温干空气，在物料传送带上的湿物料被高温干空气干燥后变为干物料，产生的干物料经干物料收集器收集盘收集后到达干物料出口，同时高温干空气吸收湿物料当中的水分形成湿空气。
所述溶液浓缩系统采用热泵真空低温蒸发技术形成浓溶液，浓溶液在所述溶液除湿系统通过溶液喷淋器与所述物料干燥系统产生的湿空气发生热质交换，湿空气变为高温干空气，高温干空气在循环风机的作用下进入所述物料干燥系统送风口对湿物料进行干燥，同时浓溶液吸收水蒸汽变为稀溶液，稀溶液经稀溶液收集盘收集后流入所述溶液浓缩系统进行浓缩形成浓溶液，如此实现物料干燥。
进一步地，所述溶液真空浓缩罐放置于高于所述溶液除湿系统的位置，可以降低溶液泵的能耗。
本发明相较于现有技术，具备以下有益效果：
本发明新型物料干燥装置，采用高温溶液除湿技术解决常规热风干燥技术冷热抵消现象所引起的能耗问题，同时采用热泵真空低温蒸发技术进行溶液浓缩，实现加热表面与溶液表面的直接接触，解决传统真空干燥技术加热表面与固体物料表面的有限接触面积引起的传热性能不佳问题，实现热泵机组双向能源使用，达到高效节能的目的。
附图说明
图1是本发明新型物料干燥装置示意图。
附图标记：
1-热泵机组、2-冷却水泵、3-加热盘管、4-冷冻水泵、5-表冷器、6-真空泵、7-排水管、A-溶液真空浓缩罐、B-溶液除湿室、C-物料干燥室、a-气体出口、b-稀溶液入口、c-浓溶液出口、8-溶液泵、9-浓溶液喷淋器、10-稀浓液收集盘、11-溶液调节阀、12-循环风机、d-回风口、e-干空气出口、f-送风口、g-湿物料入口、13-物料传送带、14-干物料收集器、h-干物料出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
如图1所示，一种新型物料干燥装置由溶液浓缩系统、溶液除湿系统及物料干燥系统组成。
溶液浓缩系统由热泵机组1、冷却水泵2、加热盘管3、冷冻水泵4、表冷器5、真空泵6、排水泵7及溶液真空浓缩罐A组成，加热盘管3设置于溶液真空浓缩罐A内，通过带冷却水泵2的管道与热泵机组1的高压侧连通形成回路，溶液真空浓缩罐A顶部的气体出口a通过管道与表冷器5的高温端连通，表冷器5的低温端通过带冷冻水泵4的管道与热泵机组1低压端连通形成回路，表冷器5与真空泵6及排水泵7分别连接。
溶液除湿系统由溶液泵8、浓溶液喷淋器9、稀浓液收集盘10、溶液调节阀11及循环风机12组成，浓溶液喷淋器9与稀溶液收集盘设置于溶液除湿室B内，浓溶液喷淋器9通过带有溶液泵8的管道与溶液真空浓缩罐A的浓溶液出口c连接，稀溶液收集盘设置于浓溶液喷淋器9下方，稀溶液收集盘通过带有溶液调节阀11的管道与溶液真空浓缩罐A的稀溶液入口b连接；循环风机12设置于溶液除湿室B的干空气出口e。
物料干燥系统包括物料干燥室C，物料干燥室C的顶部设置有湿物料入口g，底部设置有送风口f，送风口f通过气体管道连接循环风机12，物料干燥室C的上端设置有与溶液除湿室B入风口连通的回风口d，物料干燥室C内部设置有物料传送带13，物料传送带13的下侧设置有干物料收集器14，干物料收集器14的下方设置有干物料出口h。
溶液浓缩系统采用热泵真空低温蒸发技术，溶液真空浓缩罐A在真空泵6的作用下形成低压环境，来自溶液除湿系统的稀溶液沸点大大降低，稀溶液在溶液浓缩系统热泵机组1高压侧加热盘管3的作用下蒸发形成浓溶液；稀溶液蒸发形成的水蒸汽通过表冷器5与热泵低压侧冷冻水进行热交换冷凝成水，冷凝水最终通过排水泵7排出，热泵机组1产生的冷冻水吸收水蒸汽冷凝放出的热量升温，升温的冷冻水作为热源回到热泵机组1进行降温。
溶液浓缩系统形成的浓溶液通过溶液泵8到达溶液除湿系统的浓溶液喷淋器9，浓溶液喷淋器9喷出浓溶液，对物料干燥系统当中回风口d的湿空气进行喷淋，浓溶液与湿空气发生热质交换，湿空气变为高温干空气，高温干空气在循环风机12的作用下进入物料干燥系统送风口f，同时浓溶液吸收水蒸汽变为稀溶液，稀溶液经稀溶液收集盘收集后经过溶液调节阀11流入溶液真空浓缩罐A。
在循环风机12的作用下物料干燥系统送风口f送出溶液除湿系统产生的高温干空气，在物料传送带13上的湿物料被高温干空气干燥后变为干物料，产生的干物料经干物料收集器14收集盘收集后到达干物料出口h，同时高温干空气吸收湿物料当中的水分形成湿空气。
溶液浓缩系统采用热泵真空低温蒸发技术形成浓溶液，浓溶液在溶液除湿系统通过溶液喷淋器与物料干燥系统产生的湿空气发生热质交换，湿空气变为高温干空气，高温干空气在循环风机12的作用下进入物料干燥系统送风口f对湿物料进行干燥，同时浓溶液吸收水蒸汽变为稀溶液，稀溶液经稀溶液收集盘收集后流入溶液浓缩系统进行浓缩形成浓溶液，如此实现物料干燥。
优选的，溶液真空浓缩罐A放置于高于溶液除湿系统的位置，可以降低溶液泵8的能耗。
本发明新型物料干燥装置，采用高温溶液除湿技术解决常规热风干燥技术冷热抵消现象所引起的能耗问题，同时采用热泵真空低温蒸发技术进行溶液浓缩，实现加热表面与溶液表面的直接接触，解决传统真空干燥技术加热表面与固体物料表面的有限接触面积引起的传热性能不佳问题，实现热泵机组1双向能源使用，达到高效节能的目的。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (2)

1.一种新型物料干燥装置，其特征在于：包括溶液浓缩系统、溶液除湿系统及物料干燥系统，所述溶液浓缩系统与所述溶液除湿系统连接，所述物料干燥系统与所述溶液除湿系统连接；
所述溶液浓缩系统由热泵机组、冷却水泵、加热盘管、冷冻水泵、表冷器、真空泵、排水泵及溶液真空浓缩罐组成，所述加热盘管设置于溶液真空浓缩罐内，通过带冷却水泵的管道与所述热泵机组的高压侧连通形成回路，所述溶液真空浓缩罐顶部的气体出口通过管道与所述表冷器的高温端连通，所述表冷器的低温端通过带冷冻水泵的管道与所述热泵机组低压端连通形成回路，所述表冷器与所述真空泵及所述排水泵连接；
所述溶液除湿系统由溶液泵、浓溶液喷淋器、稀浓液收集盘、溶液调节阀及循环风机组成，所述浓溶液喷淋器与所述稀溶液收集盘设置于溶液除湿室内，所述浓溶液喷淋器通过带有所述溶液泵的管道与所述溶液真空浓缩罐的浓溶液出口连接，所述浓溶液喷淋器下方设置所述稀溶液收集盘，所述稀溶液收集盘通过带有溶液调节阀的管道与所述溶液真空浓缩罐的稀溶液入口连接；所述循环风机设置于所述溶液除湿室的干空气出口；
所述物料干燥系统包括物料干燥室，所述物料干燥室的顶部设置有湿物料入口，底部设置有送风口，所述送风口通过气体管道连接所述循环风机，所述物料干燥室的上端设置有与所述溶液除湿室入风口连通的回风口，所述物料干燥室内部设置有物料传送带，所述物料传送带的下侧设置有干物料收集器，所述干物料收集器的下方设置有干物料出口。
2.根据权利要求1所述的新型物料干燥装置，其特征在于：所述溶液真空浓缩罐放置于高于所述溶液除湿系统的位置。
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