CN110260636A - 一种基于过热蒸汽的物料干燥系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统及方法，涉及热能工程的物料干燥技术领域，物料干燥系统包括物料烘干子系统，所述物料烘干子系统包括物料烘干室，所述物料烘干室设有物料入口和物料出口，所述物料烘干子系统还包括过热蒸汽循环风机和过热蒸汽加热器，所述物料烘干室还设有过热蒸汽入口和过热蒸汽出口，所述过热蒸汽出口通过过热蒸汽循环管道与循环风机的吸气口连接；循环风机的排气口还连接有用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽排出的二次蒸汽排出管道。通过采用循环的过热蒸汽替代热空气在隔绝外界空气渗入的条件下对物料进行烘干，从而达到了降低基于热空气的物料干燥系统能耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及热能工程的物料干燥技术领域，特别涉及一种基于过热蒸汽的物料干燥系统及方法。
背景技术
现行的物料干燥系统，包括木材、污泥、布草、药品、食品、纸张、陶瓷等的干燥系统，通常采用蒸汽或者电力加热大量的外界空气，然后用热空气对物料进行烘干，随着烘干后湿空气的排放，两部分热量会被排放掉。一是由于排放的湿空气的温度高于外界空气的温度，所以湿空气具有的大量显热被排放掉了；二是从物料蒸发出来的二次蒸气具有的大量潜热随着湿空气被排放掉了。因此，现有的基于热空气的物料干燥系统的能耗极高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于过热蒸汽的物料干燥系统及方法，通过采用闭路循环的过热蒸汽替代热空气在隔绝外界空气渗入的条件下对物料进行烘干，并对物料烘干时从物料蒸发出来的二次蒸汽进行收集，然后作为第二类吸收式热泵的发生和蒸发热源进行有效利用，从而达到了大幅度降低基于过热蒸汽的物料干燥系统能耗的目的。
本发明主要提供如下技术方案：
本发明实施例提供了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统，包括物料烘干子系统，所述物料烘干子系统包括物料烘干室，所述物料烘干室设有物料入口和物料出口，其特征在于，所述物料烘干子系统还包括过热蒸汽循环风机和过热蒸汽加热器，所述物料烘干室还设有过热蒸汽入口和过热蒸汽出口，所述过热蒸汽出口通过过热蒸汽循环管道与过热蒸汽循环风机的吸气口连接，过热蒸汽循环风机的排气口通过过热蒸汽循环管道与过热蒸汽加热器的入口连接，过热蒸汽加热器的出口通过过热蒸汽循环管道与物料烘干室的过热蒸汽入口连接；过热蒸汽循环风机的排气口还连接有用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽排出的二次蒸汽排出管道。
优选的，所述二次蒸汽排出管道上设有流量调节阀。
优选的，在连接物料烘干室的过热蒸汽出口与过热蒸汽循环风机的吸气口的过热蒸汽循环管道上设有节流阀或者背压阀。
优选的，所述物料烘干室或者节流阀的上游设有压力传感器，通过调节过热蒸汽循环风机的功率、或者/以及节流阀或者背压阀、或者/以及二次蒸汽的流量调节阀，使所述压力传感器显示的压力高于大气压力，优选为高于大气压力0.01～2kPa，进而使得外界空气不能通过所述物料烘干室的物料入口和物料出口进入到物料烘干室中。
优选的，本发明的基于过热蒸汽的物料干燥系统还包括第二类吸收式热泵子系统，所述第二类吸收式热泵子系统包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，所述发生器设有发生换热器，冷凝器设有冷凝换热器，蒸发器设有蒸发换热器，吸收器设有吸收换热器，所述发生器和冷凝器通过第一工质蒸气通道连通，所述蒸发器和吸收器通过第二工质蒸气通道连通，所述吸收器和发生器之间设有吸收溶液循环管道，用于使吸收溶液在吸收器和发生器之间进行循环，所述吸收溶液循环管道上设有溶液热交换器，用于发生器输出的低温的浓吸收溶液与吸收器输出的高温稀吸收溶液进行换热，所述蒸发器和冷凝器之间设有冷凝工质管道，用于将冷凝器中的冷凝工质导入蒸发器，所述二次蒸汽排出管道与所述发生换热器和蒸发换热器的入口连接，用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽作为所述第二类热泵子系统的发生和蒸发热源导入到所述的发生换热器和蒸发换热器中。
优选的，所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统还包括吸收/压缩复合式高温热泵子系统，所述高温热泵子系统包括第二类吸收式热泵分系统和蒸气压缩式热泵分系统，所述第二类吸收式热泵分系统包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，所述冷凝器设有冷凝换热器，蒸发器设有蒸发换热器，吸收器设有吸收换热器，所述发生器和冷凝器通过第一工质蒸气通道连通，所述蒸发器和吸收器通过第二工质蒸气通道连通，所述吸收器和发生器之间设有吸收溶液循环管道，用于使吸收溶液在吸收器和发生器之间进行循环，所述吸收溶液循环管道上设有溶液热交换器，用于发生器输出的低温的浓吸收溶液与吸收器输出的高温稀吸收溶液进行换热，所述蒸发器和冷凝器之间设有冷凝工质管道，用于将冷凝器中的冷凝工质导入蒸发器；
所述发生器包括吸收溶液闪蒸腔室、发生器喷淋装置、溶液喷淋管道、溶液喷淋泵以及外置发生换热器，外置发生换热器设于吸收溶液闪蒸腔室的外部，发生器喷淋装置设于吸收溶液闪蒸腔室内的上部，发生器喷淋装置与设于吸收溶液闪蒸腔室外部的溶液喷淋管道连接，吸收溶液喷淋泵设于溶液喷淋管道上，溶液喷淋管道将吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液输送至发生器喷淋装置进行喷淋，溶液喷淋管道与外置发生换热器的冷流体侧连接；
所述蒸气压缩式热泵分系统包括压缩机、节流阀和制冷剂循环管道，其中，所述蒸气压缩式热泵分系统以所述冷凝换热器为其压缩式蒸发器，以所述外置发生换热器为其压缩式冷凝器，所述压缩机的排气口侧的制冷剂循环管道与外置发生换热器的热流体侧连接，所述节流阀下游的制冷剂循环管道与所述冷凝换热器的入口连接，所述冷凝换热器的出口与压缩机的吸气口侧的制冷剂循环管道连接；
所述二次蒸汽排出管道与所述蒸发换热器的入口连接，用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽作为所述高温热泵子系统的蒸发热源导入到所述蒸发换热器中。
优选的，所述过热蒸汽循环风机排气口的过热蒸汽循环管道与所述吸收换热器的入口连接，吸收换热器出口通过过热蒸汽管道与所述过热蒸汽加热器的入口连接，将所述吸收器产生的高温热量用于预热过热蒸汽。
优选的，在连接过热蒸汽循环风机的排气口与过热蒸汽加热器的过热蒸汽管道上还设有过热蒸汽预热器，所述过热蒸汽预热器的热侧流体入口通过饱和蒸汽管道与所述的吸收换热器出口连接，将所述吸收换热器中产生的饱和蒸汽作为所述过热蒸汽的预热热源导入到过热蒸汽预热器的热流体侧。
优选的，所述物料烘干室中物料的流向与过热蒸汽的流向相反。
优选的，所述过热蒸汽加热器为燃气热风炉或者电热风炉。
本发明实施例还提供了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的物料干燥方法，采用上述的物料干燥系统，包括以下步骤：
S1.将物料置于物料烘干室；
S2.开启过热蒸汽的过热蒸汽循环风机和过热蒸汽加热器，使过热蒸汽加热器产生过热蒸汽并使其流经物料；
S3.将物料蒸发出来的二次蒸汽从二次蒸汽排出管道排出；
S4.通过调节过热蒸汽循环风机的功率、或者/以及节流阀或者背压阀、或者/以及二次蒸汽的流量调节阀，使物料烘干室处于微正压的状态，进而使得外界空气不能通过所述物料烘干室的物料入口和物料出口进入到物料烘干室中；所述微正压优选为高于大气压力0.01～2kPa。
优选的，所述物料干燥方法在步骤S4之后还包括以下步骤：
S5.在发生器中利用二次蒸汽排出管道提供的一部分二次蒸汽加热吸收溶液，产生工质蒸气同时浓缩吸收溶液，并将所产生的工质蒸气引入到冷凝器，所述的浓缩后吸收溶液通过溶液循环管道被输出至吸收器中；
S6.在冷凝器中冷凝上述发生器产生的工质蒸气，并将冷凝工质输送至蒸发器中；
S7.在蒸发器中利用二次蒸汽排出管道提供的另一部分二次蒸汽加热上述的冷凝工质使其蒸发为工质蒸气，并将所产生的工质蒸气引入到吸收器中；
S8.在吸收器中的吸收溶液吸收来自蒸发器的工质蒸气并产生吸收热，吸收溶液被稀释，稀释后的吸收溶液通过吸收器和发生器之间设置的溶液循环管道输送到发生器中；
S9.一部分二次蒸汽在发生换热器内冷凝形成冷凝水，该冷凝水经发生换热器出口向外输出；另一部分二次蒸汽在蒸发换热器内冷凝形成冷凝水，该冷凝水经蒸发换热器出口向外输出。
优选的，所述物料干燥方法在步骤S4之后以及步骤S5之前还包括以下步骤：
从过热蒸汽循环风机的排气口的过热蒸汽循环管道输出的过热蒸汽导入吸收换热器，经过吸收换热器换热后的蒸汽输送至所述过热蒸汽加热器，以将所述吸收器产生的高温热量用于预热过热蒸汽。
优选的，所述物料干燥方法在步骤S4之后以及步骤S5之前还包括以下步骤：
将吸收换热器中产生的饱和蒸汽作为过热蒸汽的预热热源导入到过热蒸汽预热器的热流体侧。
本发明与现有技术相比，具有如下明显的优点和有益效果：
本发明的基于过热蒸汽的物料干燥系统没有了湿空气的排放，且由于烘干室保持微正压，所以既没有大量蒸汽从所述腔室漏出也很少有空气进入腔室与蒸汽混合。这样，从物料蒸发出来的大部分的二次蒸气在几乎没有空气混入的条件下得到了收集，从而避免了其饱和温度的明显下降，使得其具有的潜热能够在更高的温度品位下通过第二类吸收式热泵得到充分的利用。因此，本发明的基于过热蒸汽的物料干燥系统的能耗与现有的基于热空气的物料干燥系统相比得到了大幅度的降低。本发明物料烘干室的微正压是通过利用过热蒸汽循环风机提供的压力，并通过调节设置于过热蒸汽出口的过热蒸汽循环管道上的节流阀或者背压阀和二次蒸汽排出管道上的流量调节阀来实现的。
由于本发明可以保持烘干室始终处于微正压，所以本发明不仅可以采用密闭的烘干室，也可以采用进行物料连续干燥的、即物料连续进出或半连续进出的非密闭烘干室。
还有，由于过热蒸汽的热导率和比热容等热力性质明显优于空气，因此，本发明的基于过热蒸汽的物料干燥系统与现有的基于热空气的物料干燥系统相比具有更高的干燥能力，因而也更加高效，同时设备也可以做得更加紧凑。
对于没有天然气供应或者天然气价高而电费便宜的地方，通过采用吸收/压缩复合式高温热泵子系统和电热风炉，可明显降低物料干燥的运行成本。
再有，由于从物料蒸发出来的二次蒸气在第二类吸收式热泵中得到了冷凝和回收，因而本发明还具有节水和减排的效果。
附图说明
图1是本发明实施例1的一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及流程示意图；
图2是本发明实施例2的一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及流程示意图；
图3是本发明实施例3的一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及流程示意图；
图4是本发明实施例4的一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及流程示意图；
图5是本发明实施例5的一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及流程示意图；
图6是本发明实施例6的一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一个或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本申请中所述的“微正压”指的是高于大气压力。
实施例1
图1是本发明实施例1的基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及流程示意图。参见图1，一种基于过热蒸汽的物料干燥系统，包括：
物料烘干子系统，所述物料烘干子系统包括物料烘干室100、过热蒸汽循环风机110和过热蒸汽加热器120；
所述物料烘干室100设有物料入口101和物料出口102；
所述物料烘干室100还设有过热蒸汽入口103和过热蒸汽出口104；
所述过热蒸汽出口104通过过热蒸汽循环管道与过热蒸汽循环风机110的吸气口连接，所述过热蒸汽循环风机110的排气口通过过热蒸汽循环管道与过热蒸汽加热器120的入口连接，所述过热蒸汽加热器120的出口通过过热蒸汽循环管道与物料烘干室100的过热蒸汽入口103连接；过热蒸汽循环风机110的排气口还连接有用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽排出的二次蒸汽排出管道111，所述二次蒸汽排出管道111上设有流量调节阀112，用于保证过热蒸汽的循环流量基本稳定。
另外，还在连接物料烘干室100的过热蒸汽出口104与过热蒸汽循环风机110的吸气口的过热蒸汽循环管道上设有节流阀105或者背压阀105，用于将物料烘干室的压力保持在大气压力以上，使得外界空气不能通过所述物料烘干室100的物料入口101和物料出口102进入到物料烘干室100中。
所述物料烘干室100或者节流阀105的上游设有压力传感器106，通过调节所述节流阀105或者背压阀105，使所述压力传感器106显示的压力高于大气压力0.01～2kPa。
所述物料烘干室100中物料的流向与过热蒸汽的流向相反，以强化过热蒸汽与物料之间的换热。
所述的过热蒸汽加热器120为燃气热风炉或者电热风炉。对于没有天然气供应或者天然气价高而电费便宜的地方，通过采用电热风炉，可明显降低物料干燥的运行成本。
采用上述基于过热蒸汽的物料干燥系统，本实施例提供了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的物料干燥方法，包括以下步骤：
S1.将物料置于物料烘干室100；
其中，物料烘干室100可以实施为封闭式的和非封闭式的，例如，以封闭式为例，步骤S1具体为：将物料置于封闭的物料烘干室100，即将物料置于物料烘干室100后，物料入口101和物料出口102进行封闭处理。以非封闭式为例，将物料从物料入口101连续进料并输送至物料出口102并连续出料，物料入口101和物料出口102不进行封闭处理。
S2.开启过热蒸汽的过热蒸汽循环风机110和过热蒸汽加热器120，使过热蒸汽加热器120产生过热蒸汽并使其流经物料；
具体实施时，过热蒸汽循环风机110开启后，其中，过热蒸汽循环风机110的循环风向可以与物料的流向相反，以使过热蒸汽与物料的流向相反。
S3.将物料蒸发出来的二次蒸汽从二次蒸汽排出管道111排出；
实施中，具体在对二次蒸汽从二次蒸汽排出管道111排出操作中，可以通过控制二次蒸汽排出管道111上的阀门，如流量调节阀112来实现。
S4.通过调节过热蒸汽循环风机的功率、或者/以及节流阀或者背压阀、或者/以及二次蒸汽的流量调节阀，使物料烘干室处于微正压的状态，进而使得外界空气不能通过所述物料烘干室100的物料入口和物料出口进入到物料烘干室100中；
具体的，在连接物料烘干室100的过热蒸汽出口104与过热蒸汽循环风机110的吸气口的过热蒸汽循环管道上设有节流阀105或者背压阀105；通过调节所述节流阀105或者背压阀105的开度，以使物料烘干室100内的压力大于物料烘干室外的压力。例如，物料烘干室100内的压力优选为可大于物料烘干室100外的环境压力0.01～2kPa，使物料烘干室100内保持微正压状态。
实施例2
图2是本发明实施例2的基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及流程示意图。参见图2，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例还包括：
第二类吸收式热泵子系统，所述第二类吸收式热泵子系统包括发生器20、冷凝器21、蒸发器11和吸收器10；
所述发生器20设有发生换热器25，冷凝器21设有冷凝换热器26，蒸发器11设有蒸发换热器16，吸收器10设有吸收换热器15，所述发生器20和冷凝器21通过第一工质蒸气通道22连通，所述蒸发器11和吸收器10通过第二工质蒸气通道12连通。
由于吸收器10和发生器20的工作温度不同，吸收器需要较低的温度，而发生器需要较高的温度，所以本实施例在所述吸收器10和发生器20之间设有溶液循环管道31，用于使吸收溶液在吸收器10和发生器20之间进行循环，所述溶液循环管道31上设有溶液热交换器36，用于发生器20输出的低温的浓吸收溶液与吸收器10输出的高温稀吸收溶液进行换热。
所述蒸发器11和冷凝器21之间设有冷凝工质循环管道32，用于将冷凝器21中的冷凝工质导入蒸发器11。
蒸发热源通过蒸发换热器16使工质蒸发为工质蒸气。该工质蒸气通过第二工质蒸气通道12进入到吸收器10内，从而被吸收器10内的高浓度的吸收溶液所吸收，并释放高温的吸收热，所述吸收溶液得到稀释。
发生热源通过发生换热器25使吸收溶液中的一部分工质蒸发为工质蒸气，从而发生器中的吸收溶液得到浓缩。该工质蒸气通过第一工质蒸气通道22进入到冷凝器21内，然后被冷却水冷凝为冷凝工质，冷凝工质通过冷凝工质循环管道上的冷凝工质循环泵37输送到蒸发器11中。
所述二次蒸汽排出管道111分别与所述发生换热器25的入口和蒸发换热器16的入口连接，用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽作为所述第二类热泵子系统的发生热源和蒸发热源分别导入到所述的发生换热器25和蒸发换热器16中。
所述二次蒸汽排出管道111与所述发生换热器25的二次蒸汽管道46和蒸发换热器16的二次蒸汽管道44连接。所述发生换热器25上设置有发生换热器出口47，所述蒸发换热器16上设置有蒸发换热器出口45，所述冷凝换热器26上分别设置有冷却水入口27和冷却水出口28，所述吸收换热器15上分别设置有吸收换热器入口17和吸收换热器出口18。所述冷凝工质循环管道32上设置有冷凝工质循环泵37；所述溶液循环管道31上设有节流阀35。所述蒸发换热器16内的上部设置有蒸发器喷淋装置14。
所述蒸发器11还设有蒸发器喷淋管道，用于将蒸发器11的底部的液态工质输送到顶部，从而使蒸发器11内的冷凝工质进行循环，提高换热效率。另外，还在蒸发器喷淋管道和溶液循环管道31上分别设置了工质喷淋泵33和溶液循环泵34。所述工质喷淋泵33将蒸发器11内的冷凝工质由工质喷淋管道导入蒸发器喷淋装置14，蒸发器喷淋装置14将冷凝工质在蒸发器11内喷淋。溶液循环管道31将吸收溶液由发生器20导入吸收器10。发生器20通过溶液循环管道31连接吸收器10内的吸收器喷淋装置13。吸收器10通过溶液循环管道31连接发生器20内的发生器喷淋装置23。
采用上述基于过热蒸汽的物料干燥系统，本实施例还提供了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的物料干燥方法，与实施例1的区别在于，本实施例的物料干燥方法在步骤S4之后还包括：
S5.在发生器20中利用二次蒸汽排出管道111提供的一部分二次蒸汽加热吸收溶液，产生工质蒸气同时浓缩吸收溶液，并将所产生的工质蒸气引入到冷凝器21，所述的浓缩后吸收溶液通过溶液循环管道31被输出至吸收器10中；
S6.在冷凝器21中冷凝上述发生器20产生的工质蒸气，并将冷凝工质输送至蒸发器11中；
S7.在蒸发器11中利用二次蒸汽排出管道提供的另一部分二次蒸汽加热上述的冷凝工质使其蒸发为工质蒸气，并将所产生的工质蒸气引入到吸收器10中；
S8.在吸收器10中的吸收溶液吸收来自蒸发器11的工质蒸气并产生吸收热，吸收溶液被稀释，稀释后的吸收溶液通过吸收器10和发生器20之间设置的溶液循环管道31输送到发生器20中；
S9.一部分二次蒸汽在发生换热器25内冷凝形成冷凝水，该冷凝水经发生换热器出口47向外输出；另一部分二次蒸汽在蒸发换热器16内冷凝形成冷凝水，该冷凝水经蒸发换热器出口45向外输出。
较佳的，通过溶液热交换器36对从发生器20输出的吸收溶液与从吸收器10输出的吸收溶液进行换热。
这样，从烘干室蒸发出来的大部分的二次蒸气在几乎没有空气混入的条件下得到了收集，从而避免了其饱和温度的明显下降，使得其具有的潜热能够在更高的温度品位下通过第二类吸收式热泵得到充分的利用。此外，由于从物料蒸发出来的二次蒸气在第二类吸收式热泵中得到了冷凝和回收，因而本发明还具有节水和减排的效果。
实施例3
图3是本发明实施例3的基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及工艺流程示意图。参见图3，本实施例与实施例2的区别在于，本实施例还包括：
所述过热蒸汽循环风机110的排气口的过热蒸汽循环管道与所述吸收换热器15的入口连接，吸收换热器15的出口通过过热蒸汽管道与所述过热蒸汽加热器120的入口连接，将所述吸收器10产生的高温热量用于预热过热蒸汽。
采用上述基于过热蒸汽的物料干燥系统，本实施例还提供了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的物料干燥方法，与实施例2的区别在于，本实施例的物料干燥方法在步骤S4之后以及步骤S5之前还包括：
从过热蒸汽循环风机110的排气口的过热蒸汽循环管道输出的过热蒸汽导入吸收换热器15，经过吸收换热器15换热后的蒸汽输送至所述过热蒸汽加热器120，以将所述吸收器10产生的高温热量用于预热过热蒸汽。
实施例4
图4是本发明实施例4的基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及工艺流程示意图。如图4所示，本实施例与实施例2的区别在于，本实施例还包括：
在连接过热蒸汽循环风机110的排气口与过热蒸汽加热器120的过热蒸汽管道上还设有过热蒸汽预热器130，所述过热蒸汽预热器130的热侧流体入口通过饱和蒸汽管道与所述的吸收换热器15出口连接，将所述吸收换热器15中产生的饱和蒸汽作为所述过热蒸汽的预热热源导入到过热蒸汽预热器130的热流体侧；
所述过热蒸汽预热器130的冷凝水排出管道131上设有疏水阀132。
采用上述基于过热蒸汽的物料干燥系统，本实施例还提供了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的物料干燥方法，与实施例2的区别在于，本实施例的物料干燥方法在步骤S4之后以及步骤S5之前还包括：
将冷凝水导入吸收换热器15中，然后将吸收换热器15中产生的饱和蒸汽作为过热蒸汽的预热热源导入到过热蒸汽预热器130的热流体侧。
实施例5
图5是本发明实施例5的基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及工艺流程示意图。参见图5，本实施例与实施例3的区别在于，本实施例采用的热泵子系统为吸收/压缩复合式高温热泵子系统，所述高温热泵子系统包括第二类吸收式热泵分系统和蒸气压缩式热泵分系统；
所述第二类吸收式热泵分系统包括发生器50、冷凝器21、蒸发器11和吸收器10；所述蒸发器11、吸收器10与上述实施例3的蒸发器11、吸收器10相同，故其具体结构以及连接关系等在此不再赘述。
所述冷凝器21包括冷凝换热器26和冷凝工质接收器24，所述冷凝工质接收器24与蒸发器11连接。
所述发生器50包括吸收溶液闪蒸腔室51、发生器喷淋装置53、溶液喷淋管道55、溶液喷淋泵54以及外置发生换热器52，外置发生换热器52设于吸收溶液闪蒸腔室51的外部，发生器喷淋装置53设于吸收溶液闪蒸腔室51内的上部，发生器喷淋装置53与设于吸收溶液闪蒸腔室51外部的溶液喷淋管道55连接，吸收溶液喷淋泵54设于溶液喷淋管道55上，溶液喷淋管道55将吸收溶液闪蒸腔室51内的吸收溶液输送至发生器喷淋装置53进行喷淋，溶液喷淋管道55与发生换热器25的冷流体侧连接。所述发生器喷淋装置53的上部设有冷凝工质接收器24。
所述蒸气压缩式热泵分系统包括压缩机60、节流阀63和制冷剂循环管道64，其中，所述蒸气压缩式热泵分系统以所述冷凝换热器26为其压缩式蒸发器，以所述外置发生换热器52为其压缩式冷凝器，所述压缩机60的排气口侧的制冷剂循环管道64与外置发生换热器52的热流体侧连接，所述节流阀63下游的制冷剂循环管道64与冷凝换热器26的入口连接，所述冷凝换热器26的出口与压缩机60的吸气口侧的制冷剂循环管道连接；较佳的，冷凝换热器出口的制冷剂循环管道上设有温度传感器65，用于调节制冷剂的过热度；在所述外置发生换热器52下游的制冷剂循环管道上设置过冷器62，用于提高制冷性能系数。所述过冷器62的冷流体侧设有冷却水入口27和冷却水出口28。
采用上述基于过热蒸汽的物料干燥系统，本实施例还提供了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的物料干燥方法，其与实施例3所述的物料干燥方法相同。
实施例6
图6是本发明实施例6的基于过热蒸汽的物料干燥系统的结构及工艺流程示意图。参见图6，本实施例与实施例4的区别在于，本实施例采用的热泵子系统为吸收/压缩复合式高温热泵子系统，所述高温热泵子系统包括第二类吸收式热泵分系统和蒸气压缩式热泵分系统；
所述第二类吸收式热泵分系统包括发生器20、冷凝器21、蒸发器11和吸收器10；所述蒸发器11、吸收器10与上述实施例3的蒸发器11、吸收器10相同，故其具体结构以及连接关系等在此不再赘述。
所述发生器50、冷凝器21与上述实施例5的发生器50、冷凝器21相同，故其具体结构以及连接关系等在此不再赘述。
所述蒸气压缩式热泵分系统与上述实施例5的蒸气压缩式热泵分系统相同，故其具体结构以及连接关系等在此不再赘述。
采用上述基于过热蒸汽的物料干燥系统，本实施例还提供了一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的物料干燥方法，与实施例4的物料干燥方法相同。
本发明上述实施例的吸收剂选自下述LiBr，LiNO3，LiCl或者CaCl2中的至少一种，工质可采用H2O。
在上述实施例中，仅描述了完成本发明技术方案的基本流程,对于实现该流程的其他零件或者设备进行了省略，例如，保证各个物质流动方向所需的泵或者阀门，吸收溶液的工质和吸收剂。对于实现上述各个实施例所述的动力循环系统所需要的其他设备或者零件，本领域人员皆可在现有技术中找到对应的技术手段，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种基于过热蒸汽的物料干燥系统，包括物料烘干子系统，所述物料烘干子系统包括物料烘干室，所述物料烘干室设有物料入口和物料出口，其特征在于，所述物料烘干子系统还包括过热蒸汽循环风机和过热蒸汽加热器，所述物料烘干室还设有过热蒸汽入口和过热蒸汽出口，所述过热蒸汽出口通过过热蒸汽循环管道与过热蒸汽循环风机的吸气口连接，过热蒸汽循环风机的排气口通过过热蒸汽循环管道与过热蒸汽加热器的入口连接，过热蒸汽加热器的出口通过过热蒸汽循环管道与物料烘干室的过热蒸汽入口连接；过热蒸汽循环风机的排气口还连接有用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽排出的二次蒸汽排出管道。
2.根据权利要求1所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，所述二次蒸汽排出管道上设有流量调节阀。
3.根据权利要求1所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，在连接物料烘干室的过热蒸汽出口与过热蒸汽循环风机的吸气口的过热蒸汽循环管道上设有节流阀或者背压阀。
4.根据权利要求3所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，所述物料烘干室或者节流阀的上游设有压力传感器。
5.根据权利要求1～4任一项所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，还包括第二类吸收式热泵子系统，所述第二类吸收式热泵子系统包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，所述发生器设有发生换热器，冷凝器设有冷凝换热器，蒸发器设有蒸发换热器，吸收器设有吸收换热器，所述发生器和冷凝器通过第一工质蒸气通道连通，所述蒸发器和吸收器通过第二工质蒸气通道连通，所述吸收器和发生器之间设有吸收溶液循环管道，用于使吸收溶液在吸收器和发生器之间进行循环，所述吸收溶液循环管道上设有溶液热交换器，用于发生器输出的低温的浓吸收溶液与吸收器输出的高温稀吸收溶液进行换热，所述蒸发器和冷凝器之间设有冷凝工质循环管道，用于将冷凝器中的冷凝工质导入蒸发器，所述二次蒸汽排出管道与所述发生换热器和蒸发换热器的入口连接，用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽作为所述第二类热泵子系统的发生热源和蒸发热源导入到所述的发生换热器和蒸发换热器中。
6.根据权利要求1～4任一项所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，还包括吸收/压缩复合式高温热泵子系统，所述高温热泵子系统包括第二类吸收式热泵分系统和蒸气压缩式热泵分系统，所述第二类吸收式热泵分系统包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，所述冷凝器设有冷凝换热器，蒸发器设有蒸发换热器，吸收器设有吸收换热器，所述发生器和冷凝器通过第一工质蒸气通道连通，所述蒸发器和吸收器通过第二工质蒸气通道连通，所述吸收器和发生器之间设有吸收溶液循环管道，用于使吸收溶液在吸收器和发生器之间进行循环，所述吸收溶液循环管道上设有溶液热交换器，用于发生器输出的低温的浓吸收溶液与吸收器输出的高温稀吸收溶液进行换热，所述蒸发器和冷凝器之间设有冷凝工质管道，用于将冷凝器中的冷凝工质导入蒸发器；
所述发生器包括吸收溶液闪蒸腔室、发生器喷淋装置、溶液喷淋管道、溶液喷淋泵以及外置发生换热器，外置发生换热器设于吸收溶液闪蒸腔室的外部，发生器喷淋装置设于吸收溶液闪蒸腔室内的上部，发生器喷淋装置与设于吸收溶液闪蒸腔室外部的溶液喷淋管道连接，吸收溶液喷淋泵设于溶液喷淋管道上，溶液喷淋管道将吸收溶液闪蒸腔室内的吸收溶液输送至发生器喷淋装置进行喷淋，溶液喷淋管道与外置发生换热器的冷流体侧连接；
所述蒸气压缩式热泵分系统包括压缩机、节流阀和制冷剂循环管道，其中，所述蒸气压缩式热泵分系统以所述冷凝换热器为其压缩式蒸发器，以所述外置发生换热器为其压缩式冷凝器，所述压缩机的排气口侧的制冷剂循环管道与外置发生换热器的热流体侧连接，所述节流阀下游的制冷剂循环管道与所述冷凝换热器的入口连接，所述冷凝换热器的出口与压缩机的吸气口侧的制冷剂循环管道连接；
所述二次蒸汽排出管道与所述蒸发换热器的入口连接，用于将从物料蒸发出来的二次蒸汽作为所述吸收式热泵分系统的蒸发热源导入到所述蒸发换热器中。
7.根据权利要求5或6所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，所述过热蒸汽循环风机排气口的过热蒸汽循环管道与所述吸收换热器的入口连接，吸收换热器出口通过过热蒸汽管道与所述过热蒸汽加热器的入口连接，将所述吸收器产生的高温热量用于预热过热蒸汽。
8.根据权利要求5或6所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，在连接过热蒸汽循环风机的排气口与过热蒸汽加热器的过热蒸汽管道上还设有过热蒸汽预热器，所述过热蒸汽预热器的热侧流体入口通过饱和蒸汽管道与所述的吸收换热器出口连接，将所述吸收换热器中产生的饱和蒸汽作为所述过热蒸汽的预热热源导入到过热蒸汽预热器的热流体侧。
9.根据权利要求1～8任一项所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，所述物料烘干室中物料的流向与过热蒸汽的流向相反。
10.根据权利要求1～8任一项所述的基于过热蒸汽的物料干燥系统，其特征在于，所述的过热蒸汽加热器为燃气热风炉或者电热风炉。
11.一种基于过热蒸汽的物料干燥系统的物料干燥方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的物料干燥系统，包括以下步骤：
S1.将物料置于物料烘干室；
S2.开启过热蒸汽的过热蒸汽循环风机和过热蒸汽加热器，使过热蒸汽加热器产生过热蒸汽并使其流经物料；
S3.将物料蒸发出来的二次蒸汽从二次蒸汽排出管道排出；
S4.通过调节过热蒸汽循环风机的功率、或者/以及节流阀或者背压阀、或者/以及二次蒸汽的流量调节阀，使物料烘干室处于微正压的状态，进而使得外界空气不能通过所述物料烘干室的物料入口和物料出口进入到物料烘干室中。
12.根据权利要求11所述的物料干燥方法，其特征在于，所述物料干燥方法在步骤S4之后还包括以下步骤：
S5.在发生器中利用二次蒸汽排出管道提供的一部分二次蒸汽加热吸收溶液，产生工质蒸气同时浓缩吸收溶液，并将所产生的工质蒸气引入到冷凝器，所述的浓缩后吸收溶液通过溶液循环管道被输出至吸收器中；
S6.在冷凝器中冷凝上述发生器产生的工质蒸气，并将冷凝工质输送至蒸发器中；
S7.在蒸发器中利用二次蒸汽排出管道提供的另一部分二次蒸汽加热上述的冷凝工质使其蒸发为工质蒸气，并将所产生的工质蒸气引入到吸收器中；
S8.在吸收器中的吸收溶液吸收来自蒸发器的工质蒸气并产生吸收热，吸收溶液被稀释，稀释后的吸收溶液通过吸收器和发生器之间设置的溶液循环管道输送到发生器中；
S9.一部分二次蒸汽在发生换热器内冷凝形成冷凝水，该冷凝水经发生换热器出口向外输出；另一部分二次蒸汽在蒸发换热器内冷凝形成冷凝水，该冷凝水经蒸发换热器出口向外输出。
13.根据权利要求12所述的物料干燥方法，其特征在于，所述物料干燥方法在步骤S4之后以及步骤S5之前还包括以下步骤：
从过热蒸汽循环风机的排气口的过热蒸汽循环管道输出的过热蒸汽导入吸收换热器，经过吸收换热器换热后的蒸汽输送至所述过热蒸汽加热器，以将所述吸收器产生的高温热量用于预热过热蒸汽。
14.根据权利要求12所述的物料干燥方法，其特征在于，所述物料干燥方法在步骤S4之后以及步骤S5之前还包括以下步骤：
将吸收换热器中产生的饱和蒸汽作为过热蒸汽的预热热源导入到过热蒸汽预热器的热流体侧。
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