CN111397346A - 一种节能型隧道烘箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种节能型隧道烘箱,包括顺次连通设置的预热段、若干烘干段以及冷却段,还包括排湿风机和新风风机;所述排湿风机位于所述预热段的顶部,所述烘干段内产生的湿风经所述排湿管道进入所述预热段后被所述排湿风机排出;每个所述烘干段内均设置有由上至下流通的蒸汽管道,所述蒸汽管道的出口与所述预热段内的热水热风换热器的入口相连通;所述新风风机位于所述冷却段的顶部,将所述冷却段内的余热回收并通过所述新风管道输送至所述烘干段内利用。本发明对隧道烘箱的出箱物料余热、排湿风余热以及蒸汽冷凝水余热进行充分回收利用,对进入预热区的物料和空气进行加热升温,其节能效果明显优于行业通常的直接排放方式。
Description
技术领域
本发明涉及物料烘干技术领域,尤其涉及一种节能型隧道烘箱。
背景技术
在玻璃纤维生产过程中,烘干是一个重要的工艺环节,直接决定玻璃纤维的成膜质量。目前普遍采用隧道烘箱对玻璃纤维进行烘干,其基本原理是,以高温水蒸气或高温天然气作为热源,通过换热器对引入烘箱内的空气加热并在隧道烘箱中反复循环形成热风,以加热玻璃纤维、将玻璃纤维中的水分汽化后随排湿风排出烘箱,并在隧道烘箱后段保持高温以使玻璃纤维表面的浸润剂固化。为保证烘干效率以及便于控温,烘干温度一般控制在100~150℃,蒸汽的温度一般接近于烘干温度。在整个烘干过程中,玻璃纤维及其装载工具从烘箱后部输出时的温度通常在100℃以上;循环热风加热玻璃纤维后吸收玻璃纤维中散发的水蒸汽,形成温度较高的排湿风;作为热源的水蒸气通过热交换器加热空气后温度会降低,形成100℃左右的冷凝水。
现有技术中,对烘干后的玻璃纤维的处理方式通常是,将其通过装载工具从烘箱内输出后,待温度缓慢冷却至室温后进入后道工序,这种方式不仅效率低,而且不能有效利用玻璃纤维和装载工具携带的预热。对于排湿风,一般是直接排放或加以净化处理,虽然方便快捷,但导致排湿风中的热量直接浪费,无法回收利用。对于冷凝水,一般是将其输送到距离较远的其他设备中作为保温热源使用或直接放弃利用:前者由于输送距离较长,往往导致冷凝水携带的热量利用效率极低;而若烘箱停用,则会影响冷凝水预热的异地利用,导致异地设备可用热量不足甚至无热量可用,直接影响生产的正常运行;后者会导致冷凝水携带热量的完全浪费,而且直接排放还会对环境造成不利影响。除此之外,现有技术下的隧道式烘箱存在保温效果不好的缺陷,导致大量热量从烘箱表面散失,大大增加设备耗能。
由于玻璃纤维隧道式烘箱常年不间断运行,因而若能有效利用刚烘干的玻璃纤维、排湿风和冷凝水携带的热量,同时减少烘箱表面的热量散失,对于玻璃纤维生产企业提高能源利用率、降低生产能耗具有极为重要的意义和价值。
发明内容
本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的节能型隧道烘箱。具体地,本发明提供能够有效节能降耗、节约生产成本的隧道烘箱。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种节能型隧道烘箱,所述节能型隧道烘箱包括顺次连通设置的预热段、若干烘干段以及冷却段,还包括排湿风机和新风风机;其中,所述排湿风机位于所述预热段的顶部、且所述排湿风机的入口与所述预热段相连通,每个所述烘干段内均设置有排湿管道与所述预热段相连通,所述烘干段内产生的湿风经所述排湿管道进入所述预热段后被所述排湿风机排出;
每个所述烘干段内均设置有由上至下流通的蒸汽管道,所述蒸汽管道的出口与所述预热段内的热水热风换热器的入口相连通,所述热水热风换热器的出口与下游设备连通;
所述新风风机位于所述冷却段的顶部,且所述新风风机的入口与所述冷却段内部相连通,所述新风风机的出口通过新风管道与每个所述烘干段相连通,所述新风风机将所述冷却段内的余热回收并通过所述新风管道输送至所述烘干段内利用。
其中,每个所述烘干段的顶部均设置有循环风机。
其中,每个所述烘干段内的所述排湿管道的入口处均设置有独立控制的排湿风阀。
其中,所述蒸汽管道上设置有蒸汽热风换热器。
其中,所述蒸汽管道上设置有疏水阀。
其中,所述新风管道的出口处设置有新风阀。
其中,所述预热段的入口处设置有遮挡门,所述预热段与所述烘干段之间设置有进箱门,所述烘干段与所述冷却段之间设置有出箱门。
其中,所述预热段、所述烘干段和所述冷却段的外表面均设置有保温层,用于阻止所述节能型隧道烘箱内部的热量散失。
本发明对隧道烘箱的出箱物料余热、排湿风余热以及蒸汽冷凝水余热进行充分回收利用,对进入预热区的物料和空气进行加热升温,其节能效果明显优于行业通常的直接排放方式,也优于其它余热异地回用方式,而且结构简单可靠,既不会发生烘箱停用时异地热量供应不足的情况,又便于根据实际生产需求进行调控,可大幅节能降耗,节约生产成本。
本发明的隧道烘箱在烘干段的前后分别设置了预热段和冷却段,预热段和冷却段的温度均高于隧道烘箱区域环境温度,相当于在隧道烘箱的进出口两端增加了保温功能段,因而在烘箱正常运行操作中,打开烘箱的入口和出口时,烘干段内两端靠近出入口区域的温度波动远小于常规烘箱,有利于保证烘干段内的温度稳定,保证烘干过程和烘干质量的稳定性。另外,由于烘干段内的排湿风经过预热段充分利用余热再进行排放,排放的排湿风温度较常规烘箱的排湿风温度大幅降低,节约能源的同时也减少了热空气的排放,有利环境保护。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述,本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中,类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例,而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示例性地示出了本发明的节能型隧道烘箱的内部结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明一方面通过新风风机将冷却段内的玻璃纤维物料及其装载工具散发的余热充分回收至烘干段再利用;另一方面,在预热段顶部设置排湿风机,将烘干段内产生的湿风输送至预热段内,利用湿风中的余热对待进入烘干段的玻璃纤维物料进行预加热;同时,在预热段内设置热水热风换热器,将在烘干段内经蒸汽热风换热器换热后形成的高温冷凝水中携带的热量进行充分利用,进一步对预热段内待进入烘干段的玻璃纤维物料进行预加热。本发明的节能型隧道烘箱,对烘干段内形成的湿风、高温冷凝水以及烘干后的玻璃纤维物料及其装载工具中携带的余热进行充分回收并在隧道烘箱内进行充分再利用,大大降低对玻璃纤维进行烘干所需的耗能,节约生产成本,并且还可以减少隧道烘箱与其他设备之间的热传递,避免由于隧道烘箱临时停机而带来不利影响。
下面结合附图,对根据本发明所提供的节能型隧道烘箱进行详细说明。
图1示出了本发明的节能型隧道烘箱的一种具体实施例的内部结构示意图,参照图1所示,该节能型隧道烘箱包括顺次连通设置的预热段1、若干烘干段2以及冷却段3,还包括排湿风机4和新风风机5,图1中的A指代需要经该节能型隧道烘箱进行烘干的物料及其装载工具。以烘干玻璃纤维为例,利用装载工具装载的玻璃纤维物料在烘干过程中依次经过预热段1对物料进行预热、烘干段2对玻璃纤维物料进行充分烘干,然后再进入冷却段3中进行冷却,并在冷却段3中将烘干后的玻璃纤维物料及其装载工具的余热进行充分回收再利用。其中,烘干段2的数量根据所需烘干的物料数量、材质、含水量等进行适应性设置,可以在一套隧道烘箱中设置一个或两个或者两个以上相邻且串联连通的烘干段2,例如,可以设置2~50个烘干段2,根据每个装载工具上盛放的待烘干玻璃纤维量以及具体烘干程度要求等,可以适当增加或减少实际烘干过程中运行的烘干段2的数量,既能保证达到烘干要求,又不至于运行不必要的烘干段2,实现节约能耗。在图1所示的实施例中,该隧道烘箱包括串联设置的5个烘干段2。
排湿风机4位于预热段1的顶部、且排湿风机4的入口与预热段1相连通,每个烘干段2内均设置有排湿管道21与预热段1相连通。如图1所示的实施例中,也可以将相邻烘干段2内的排湿管道21相连通,即设置贯通若干烘干段2的排湿管道21,并且在每个烘干段2内各设置一个排湿入口与该排湿管道21相连通。烘干段2内对玻璃纤维物料进行烘干,玻璃纤维物料在烘干过程中其水分蒸发产生的湿风依然具有相对较高的温度,利用排湿风机4的运行下,该湿风经排湿管道21进入预热段1,用以对该湿风中的余热进行充分利用。湿风经与预热段1内空气进行冷热交换,对预热段1内的空气进行初步加热以对预热段1内的玻璃纤维物料及其装载工具进行一定程度的预热升温,缩短玻璃纤维物料后续烘干所需的时间;湿风所含余热被充分利用后的湿风在排湿风机4的运作下排出,根据所烘干的物料材质或其成分而选择将湿风直接排放到大气中或者进行净化处理或者进行再次回收再利用。湿风中所携载的余热被充分回收利用,有效避免热量损失同时降低高温排湿风直接排放对环境造成不良影响。
在本实施例中,该节能型隧道烘箱主要采用高温蒸汽与烘干段2内的空气进行冷热交换以加热空气,进而对玻璃纤维物料进行烘干。如图1所示,在每个烘干段2内均设置有由上至下流通的蒸汽管道22,高温蒸汽经由该蒸汽管道22输送而对烘干段2内的空气进行加热;并且蒸汽管道22的出口与预热段1内的热水热风换热器11的入口相连通,高温蒸汽经加热空气后产生的高温冷凝水沿该蒸汽管道22流入预热段1内,经热水热风换热器11利用高温冷凝水的温度预热段1中的空气进行冷热交换,通过进一步提升预热段1中空气温度来对位于预热段1中的玻璃纤维物料进一步预热,有效缩短后续的烘干时间,减少后续烘干过程中热量和能源的消耗,在整体上进一步提升玻璃纤维的生产效率;另一方面还充分利用了高温冷凝水携带的余热,减少热量浪费,也避免了高温冷凝水直接排放对环境的高温伤害,与将冷凝水远距离输送至其他设备中利用余热的技术方案相比,余热的利用率大幅提高,同时避免当烘箱停止工作、冷凝水停止供应时对生产造成的不利影响。热水热风换热器11的出口与下游设备连通,此处的下游设备可以是水回收或处理设备或者水排放设备,经热水热风换热器11充分利用余热后的冷凝水被排放至此下游设备中。
新风风机5位于冷却段3的顶部,并且新风风机5的入口与冷却段3内部相连通,而新风风机5的出口通过新风管道23与每个烘干段2相连通。玻璃纤维物料及其装载工具从烘干段2输送至冷却段3时,其温度通常会在100℃以上,其余热散发对冷却段3内的干空气进行预热。新风风机5将冷却段3内被玻璃纤维物料及其装载工具上散发的余热预热过的干空气进行收集,并通过新风管道23输送至各烘干段2内作为补充新风使用,此部分热量进入烘干段2内后对烘干段2内的空气进一步加热,一方面可以有效降低蒸汽热风换热器11加热干空气至烘干所需的预设温度段所消耗的热量,节约能源,同时提高烘干效率;另一方面玻璃纤维物料及其装载工具上的余热被冷却段3内的干空气大量吸收后,玻璃纤维及其装载工具的额温度显著降低,有效缩短和节约后续玻璃纤维冷却降温所需的时间,进一步提高生产效率。
本发明的隧道烘箱中,在每个烘干段2的顶部均设置有循环风机24,用以加速烘干段2内的空气流速,并增加烘干段2内的空气循环次数,一方面加快高温蒸汽以及新风风机5回收的热量对烘干段2内的空气加热速度,另一方面保证加热后的空气与烘干段2内的玻璃纤维物料充分接触,保证玻璃纤维烘干的均匀性,避免局部未烘干而导致的产品质量问题,同时通过加速空气流动来提高物料表面水分蒸发速度,提高烘干效率。
具体地,为保证高温蒸汽对烘干段2内的空气的加热效率及其热量利用率,在每个烘干段2内的蒸汽管道22上均设置有蒸汽热风换热器25,用以对高温蒸汽和烘干段2内的空气进行冷热交换。
为了适应于不同烘干需求的产品生产,可以为一套隧道烘箱多配备几个烘干段2,在实际使用时,根据烘干需求来调整所采用的烘干段2数量以及位置。选取某一个或多个烘干段2不工作的方式,可以是控制该烘干段2内的排湿管道21的入口关闭、蒸汽管道22不流通、新风管道23的相应出口关闭、循环风机24不工作等。
针对上述需求,在每个烘干段2内的排湿管道21的入口处均设置有独立控制的排湿风阀211;在每个烘干段2内的新风管道23的出口处也均设置有独立控制开启或关闭的新风阀231,用以控制新风风机5回收的热量是否被输送到该烘干段2内利用。在实际工作中,同新风阀231的开启或关闭来输送或阻断通往各烘干段2内的新风,通过排湿风阀211随时开始或停止抽吸相应烘干段2内的排湿风。各新风阀231以及各排湿风阀211均彼此独立、互不干扰,因此在换风时,可以先通过开启排湿风阀211将湿风抽吸完毕后,再通过开启新风阀输入新风,循环控制,从而避免新风和湿风高度混合而降低烘干质量和烘干效率。
相适应的,每个烘干段2内的蒸汽管道22上均设置有独立控制的疏水阀221,疏水阀221可以位于每条蒸汽管道22的入口处或者该条蒸汽管道22在对应的烘干段2的出口处。实际运行过程中,先关闭疏水阀221,待蒸汽热风换热器25内的蒸汽基本形成冷凝水后,再开启疏水阀221让冷凝水流出,从而保证蒸汽热风换热器25的换热效率。
为避免隧道烘箱内的热量大量流失,在预热段1的入口处设置有遮挡门10,预热段1与烘干段2之间设置有进箱门20,烘干段2与冷却段3之间设置有出箱门30。在除了进出物料以外,遮挡门10、进箱门20以及出箱门30均处于密封关闭状态,以有效减少玻璃纤维在烘干过程中热风泄漏造成的热量流失,保证热量利用率和烘干效率,实现节能降耗。
另外,本发明的节能型隧道烘箱中,在预热段1、烘干段2和冷却段3的外表面均设置有保温层(图中未示出),例如可以是由隔热材料制成的保温面板,用于进一步阻止节能型隧道烘箱内部的热量散失,进一步提高隧道烘箱的节能效果和热量利用率。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施,而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种节能型隧道烘箱,其特征在于,所述节能型隧道烘箱包括顺次连通设置的预热段(1)、若干烘干段(2)以及冷却段(3),还包括排湿风机(4)和新风风机(5);其中,所述排湿风机(4)位于所述预热段(1)的顶部、且所述排湿风机(4)的入口与所述预热段(1)相连通,每个所述烘干段(2)内均设置有排湿管道(21)与所述预热段(1)相连通,所述烘干段(2)内产生的湿风经所述排湿管道(21)进入所述预热段(1)后被所述排湿风机(4)排出;
每个所述烘干段(2)内均设置有由上至下流通的蒸汽管道(22),所述蒸汽管道(22)的出口与所述预热段(1)内的热水热风换热器(11)的入口相连通,所述热水热风换热器(11)的出口与下游设备连通;
所述新风风机(5)位于所述冷却段(3)的顶部,且所述新风风机(5)的入口与所述冷却段(3)内部相连通,所述新风风机(5)的出口通过新风管道(23)与每个所述烘干段(2)相连通,所述新风风机(5)将所述冷却段(3)内的余热回收并通过所述新风管道(23)输送至所述烘干段(2)内利用。
2.如权利要求1所述的节能型隧道烘箱,其特征在于,每个所述烘干段(2)的顶部均设置有循环风机(24)。
3.如权利要求1所述的节能型隧道烘箱,其特征在于,每个所述烘干段(2)内的所述排湿管道(21)的入口处均设置有独立控制的排湿风阀(211)。
4.如权利要求1所述的节能型隧道烘箱,其特征在于,所述蒸汽管道(22)上设置有蒸汽热风换热器(25)。
5.如权利要求1所述的节能型隧道烘箱,其特征在于,所述蒸汽管道(22)上设置有疏水阀(221)。
6.如权利要求1所述的节能型隧道烘箱,其特征在于,所述新风管道(23)的出口处设置有新风阀(231)。
7.如权利要求1所述的节能型隧道烘箱,其特征在于,所述预热段(1)的入口处设置有遮挡门(10),所述预热段(1)与所述烘干段(2)之间设置有进箱门(20),所述烘干段(2)与所述冷却段(3)之间设置有出箱门(30)。
8.如权利要求1所述的节能型隧道烘箱,其特征在于,所述预热段(1)、所述烘干段(2)和所述冷却段(3)的外表面均设置有保温层,用于阻止所述节能型隧道烘箱内部的热量散失。
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