CN111437618A - 喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统及方法，包括顺次设置的干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器；还包括除湿塔、节能装置和防冻装置；除湿塔包括塔体，塔体内由下至上依次设置二级除尘器、积水盘、节能填料层、除湿填料层和出口风机；节能装置包括节能风收集罩和节能风机，节能风收集罩位于节能填料层上方，节能风机连接节能风收集罩和干燥风机，干燥风机的进风口还连通环境空气；防冻装置包括防冻风收集罩和防冻风机，防冻风收集罩位于除湿填料层上方，防冻风机连接防冻风收集罩和节能填料层的下方。本申请不仅可有效回收尾气中的热量降低喷雾干燥工艺运行能耗，还可提高除湿系统冬季运行稳定性。

Description

喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统及方法

技术领域

本申请涉及资源与环境保护领域，具体涉及一种喷雾干燥尾气的节能防冻除湿系统及方法。

背景技术

喷雾干燥是一种在工业生产过程已被广泛应用的干燥工艺，喷雾干燥过程采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热空气干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。在喷雾干燥器中，热流体(干燥介质：如空气)流过干燥器时，使被干燥物中的水分或溶剂蒸发而得到粉末状的产品。喷雾干燥所除去的液体通常是水，所用的干燥介质一般采用高温除湿空气。物料经过过滤器由泵输送到喷雾干燥器顶端的雾化器中雾化为雾滴。与此同时，空气进入鼓风机经过过滤器、空气再热器及空气分布器送入到喷雾干燥器的顶端；空气和雾滴在喷雾干燥器顶端接触、混合，进行传热和传质，完成干燥的过程。最终产品由塔底的收集装置进行收集，废气经旋风分离器由出风口排入大气。为了保证喷雾干燥效率，喷雾干燥过程的空气温度通常需要加热到140℃以上，需要消耗大量的热量；同时，蒸发后的水分随干燥尾气排出，干燥尾气为水蒸气含量较高的不饱和高湿尾气，尾气排放过程也向环境中排放了大量的水分。干燥尾气直接排放进入大气环境中，不仅造成热量和水资源的浪费，高湿烟气还会再排放口形成明显的白雾现象，造成严重的视觉污染并加剧大雾天气的形成。

传统处理方法中也有利用低温环境空气通过塑料填料膜片与高温高湿的喷雾干燥尾气进行间接换热冷凝，将高湿烟气中的气态水分冷凝成液态水，不仅可以回收喷雾干燥高湿尾气中的水资源进行回用，还能消除尾气白烟现象，实现喷雾干燥尾气除湿排放，为喷雾干燥高湿尾气处理提供了很好的解决方案。但塑料填料膜片气气冷凝换热治理喷雾干燥尾气也存在一定的局限性，难以大规模推广应用，具体如下：

(1)投资成本较高，喷雾干燥尾气为不饱和高温尾气，烟气中水蒸气相对饱和湿度约为80％-95％，排烟温度为50℃-90℃，尾气需要先冷凝至饱和状态，待尾气达到饱和状态后继续冷凝才能将烟气中的水蒸气冷凝形成液态水，造成第一阶段的冷凝过程为无效冷凝，增加了冷凝换热系统的体积；

(2)冬季寒冷天气难以稳定运行，在冬季低温条件下，环境空气与塑料膜片气气换热过程中，极易将塑料膜片填料入风口端温度冷却至0℃以下，造成填料内冷凝水凝固结冰，冻裂填料和堵塞冷凝水流出通道，导致系统无法稳定运行。

因此，采用塑料膜片填料对对喷雾干燥高湿尾气进行气气换热冷凝收水，必须解决换热填料体积过大和冬季防冻等技术难题，目前针对塑料填料膜片气气换热系统的高效换热和节能防冻技术还处于空白。

发明内容

本申请提供一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统及方法，不仅可有效回收尾气中的热量降低喷雾干燥工艺运行能耗，还可解决冬季防冻问题，提高除湿系统冬季运行稳定性。

一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，包括顺次设置的干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器；还包括除湿塔、节能装置和防冻装置；

所述除湿塔包括塔体，所述塔体的侧壁上设置连接所述一级除尘器的湿气进口、顶部设置排气口，所述塔体内且位于湿气进口上方由下至上依次设置二级除尘器、积水盘、节能填料层、除湿填料层和出口风机；

所述节能填料层内和除湿填料层内均包括若干填料模块，每个填料模块包括若干依次粘结的填料膜片，填料模块内形成间隔分布且相垂直贯通的热流通道和冷流通道，所述热流通道与冷流通道之间由填料膜片间隔；

所述节能装置包括节能风收集罩和节能风机，所述节能风收集罩位于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方，所述节能风机的进风口由管路连接所述节能风收集罩、出风口由管路连接所述干燥风机的进风口，所述干燥风机的进风口还连通环境空气；

所述防冻装置包括防冻风收集罩和防冻风机，所述防冻风收集罩位于除湿填料层上方的混风空间内，所述防冻风机的进风口由管路连接所述防冻风收集罩、出风口由管路连接至节能填料层内填料模块的冷流通道入口下方。

节能风收集罩、节能风机、干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器，二级除尘器、积水盘、节能除湿层组成节能回路。节能回路中喷雾干燥尾气在节能填料层中与环境空气进行一级间接换热，完成换热的部分高温环境空气作为喷雾干燥塔的热流介质。在节能填料层中完成换热的部分高温环境空气由节能风机从节能风收集罩收集后送至干燥风机入口，提高干燥风温度，降低空气再热器的运行能耗。

防冻风收集罩、防冻风机、节能填料层、除湿填料层组成防冻回路。防冻回路中完成二级换热的部分混合气体作为节能填料层的防冻热源，提高节能填料层内的温度至0℃以上，防止节能填料层进气温度过低导致节能填料层纵向通道内的冷凝水结冰冻坏或堵塞填料层，提高系统冬季运行稳定性。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述节能风收集罩设置为若干个，均匀分布于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方。

进一步地，连接节能风机出口与干燥风机入口的管路上设置节能风控制阀。

可选的，所述防冻风收集罩设置为若干个，均匀分布于除湿填料层上方的混风空间内；连接防冻风机出口和节能填料层冷流通道下方的防冻风入口的管路上设置防冻风控制阀。

可选的，所述节能填料层下方设置一级湿气烟道和一级干气烟道，一级湿气烟道和一级干气烟道之间相互独立，所述防冻风机的出风口连通一级干气烟道；除湿填料层下方设置二级湿气烟道和二级干气烟道；

湿气进口、一级湿气烟道、节能填料层内填料模块的热流通道、二级湿气烟道、除湿填料层内填料模块的热流通道和混风空间依次连通；

一级干气烟道、节能填料层内填料模块的冷流通道、二级干气烟道、除湿填料层内填料模块的冷流通道和混风空间依次连通，一级干气烟道和二级干气烟道还连通环境空气。

进一步地，所述一级干气烟道对应的塔壁上开设一级空气入口；所述二级干气烟道对应的塔壁上均开设二级空气入口；所述一级空气入口和二级空气入口处均设置开度可调的百叶窗。

可通过百叶窗调节每个空气入口进入的环境空气的流量，通过防冻风控制阀调节防冻风的流量，通过二者流量的调节，以更好的控制进入填料模块的冷流通道内的冷凝空气的温度在0℃以上，防止环境温度过低时导致填料模块的热流通道内冷凝结冰，防止填料模块的堵塞。

可选的，所述混风空间内设置混风装置。所述混风装置包括若干混风单元，若干混风单元均匀分布于塔体水平截面上，形成混风层，促进完成两级换热的干湿烟气快速混合至不饱和状态，实现排放尾气无白雾现象。

可选的，所述节能填料层内的填料模块和除湿填料层内的填料模块均倾斜安装；节能填料层内的若干个填料模块分列安装，相邻列之间的填料模块以竖直向平面为对称面呈镜面对称且在对称面上相交连接；除湿填料层内的若干个填料模块分列安装，相邻列之间的填料模块以竖直向平面为对称面呈镜面对称且在对称面上相交连接；节能填料层内的填料模块与除湿填料层内的填料模块以水平面为对称面呈镜面对称。

进一步地，所述填料膜片为矩形塑料膜片，所述热流通道沿平行于膜片长边的方向贯通所述填料模块，所述冷流通道沿平行于膜片短边的方向贯通所述填料模块。

更进一步地，所述填料膜片的一面为疏水面、另一面为非疏水面；

所述填料膜片上设有若干平行于填料膜片长边方向且均匀分布的热流导流粘结槽和若干平行于填料膜片短边方向且均匀分布的冷流导流粘结槽；所述热流导流粘结槽相对于疏水面为凸起结构、相对于非疏水面为凹陷结构；所述冷流导流粘结槽相对于疏水面为凹陷结构、相对于非疏水面为凸起结构；

所述热流导流粘结槽和冷流导流粘结槽的凸起面上均设置膜片粘结点。

可选的，所述填料膜片的疏水面上两个长边边缘设置热流通道密封边；所述填料膜片的非疏水面上两个短边边缘设置冷流通道封边。增强填料模块边缘的密封性。

所述填料模块内，每张填料膜片的疏水面与相邻一张填料膜片的疏水面粘结；每张填料膜片的非疏水面与相邻一张填料膜片的非疏水面粘结。相邻填料膜片的疏水面侧通过热流通道封边实现重合密封粘结，热流导流粘结槽之间通过膜片粘结点粘结，相邻热流导流粘结槽之间为热流通道，用于流通高温湿烟气；相邻填料膜片的非疏水面侧通过冷流通道封边实现重合密封粘结，冷流导流粘结槽之间通过膜片粘结点粘结，相邻冷流导流粘结槽之间为冷流通道，用于流通低温环境空气。

本申请还提供一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿方法，包括：

(1)料液罐中的待烘干物料经供料管路送至喷雾干燥塔内，经雾化喷嘴在喷雾干燥塔上方雾化成细小液滴；环境空气由干燥风机经烟道送至空气再热器加热成高温空气后由喷雾干燥塔顶部进入喷雾干燥塔；喷雾干燥塔内高温空气与待烘干物料液滴接触换热，物料液滴蒸发干燥后，大部分干燥物料颗粒在重力作用下落入喷雾干燥塔底部的储料斗，物料液滴中的水分挥发形成水蒸气进入空气中形成高温湿尾气；

(2)喷雾干燥塔中形成的高温湿尾气经一级除尘器和二级除尘器去除烟气中残留的物料颗粒后，高温湿尾气穿过积水盘后由湿气烟道沿节能填料层热流通道入口穿过节能填料层，低温环境空气由节能填料层冷流通道入口穿过节能填料层，高温湿尾气与低温环境空气在节能填料层内通过填料膜片快速换热；

(3)在节能填料层中完成换热的部分高温环境空气由节能风机从节能风收集罩收集后送至干燥风机入口，提高干燥风温度并降低再热器能耗；完成换热冷凝的湿尾气中部分水蒸气冷凝成液态水沿热流通道底部落入积水盘排出回用；

(4)完成节能换热的湿尾气沿湿气烟道由除湿填料层热流通道底部进入除湿填料层向上流动，未被节能风收集罩收集的部分换热空气与新进入的空气混合降温后，由除湿填料层冷流通道底部进入除湿填料层，高湿尾气与低温混合空气在除湿填料层中进一步换热；湿烟气中大部分水蒸气冷凝成液态水由除湿填料层热流通道底部排出；完成换热的湿烟气与混合空气在混风空间内混合至不饱和状态后实现除湿排放；

(5)在冬季或低温条件下，开启防冻风机，将部分混风空间内混合后的气体送至节能填料层冷流通道入口下方，提高节能填料层入口空气温度至0℃以上，防止节能填料层进气温度过低导致节能填料层热流通道内的冷凝水结冰。东环或堵塞节能填料层，提高系统冬季运行稳定性。

可选的，节能填料层内干湿气量比为1:1～2:1；除湿填料层内干湿气量比为2:1～4:1。

与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果：

(1)本发明提供了一种喷雾干燥尾气余热回收利用的系统及方法，采用具有间接换热功能的节能填料层对喷雾干燥高湿尾气进行取热，将节能填料层换热后的高温换热空气引入干燥风机入口，作为干燥风来源，提高了喷雾干燥风的进风温度，降低空气再热器运行能耗；

(2)本发明提供了一种避免喷雾干燥尾气除湿装置冰冻现象的解决方案，将除湿填料层换热后的部分混合空气通过防冻风机引入节能填料层下方与低温环境空气进行混合，提高节能填料层冬季进风温度，防止填料层填料冻坏，保证喷雾干燥尾气除湿装置的稳定运行；

(3)本发明提供了一种消除喷雾干燥尾气白雾现象的系统及方法，通过对高湿喷雾干燥尾气进行两级冷凝，回收干燥尾气中的大量水分，并将冷凝后的饱和湿烟气与在换热填料中完成换热升温的环境空气混合至不饱和状态再排放，实现喷雾干燥尾气排放过程无白雾现象。

(4)本发明提供了一种低能耗运行的喷雾干燥尾气除湿系统及方法，将饱和湿烟气和环境空气在换热填料内部分别沿互不相通的纵向通道和横向通道流动换热；环境空气主要靠升温过程产生的浮力作为推动力进入换热填料内部，换热过程无需外加能耗作为冷源，系统运行能耗低。

附图说明

图1为本申请除湿系统的整体结构及工艺流程示意图。

图2为本申请换热填料层的填料模块的整体结构示意图。

图3为图2所示的A向视图。

图4为图2所示的B向视图。

图5为填料模块第二种可选方案的填料膜片疏水性表面(正面)一侧的结构示意图。

图6为填料模块第二种可选方案的填料膜片与疏水性表面相对面(背面)一侧的结构示意图。

图7为本申请的工艺流程图。

图中所示如图标记如下：

10-干燥风机 20-空气再热器 30-料液罐

40-喷雾干燥塔 50-一级除尘器 60-除湿塔

70-节能装置 80-防冻装置

601-塔体 602-湿气进口 603-二级除尘器

604-积水盘 605-一级湿气烟道 606-一级干气烟道

607-一级空气入口 608-节能填料层 609-二级湿气烟道

610-二级干气烟道 611-二级空气入口 612-除湿填料层

613-混风装置 614-排气口 615-出口风机

6081-填料膜片 6082-热流通道 6083-冷流通道

6084-热流导流粘结槽 6085-疏水面粘结点 6086-热流通道封边

6087-冷流导流粘结槽 6088-非疏水面粘结点 6089-冷流通道封边

701-节能装置 702-节能风收集罩

801-防冻风机 802-防冻风收集罩

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了更好地描述和说明本申请的实施例，可参考一幅或多幅附图，但用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对本申请的发明创造、目前所描述的实施例或优选方式中任何一者的范围的限制。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

如图1所示，一种节能、防冻型干燥尾气除湿系统，包括顺次设置的干燥风机10、空气再热器20、喷雾干燥塔40、一级除尘器50和除湿塔60，干燥风机的进风口连通大气环境空气，还包括节能装置70和防冻装置80。

干燥风机10、空气再热器20、喷雾干燥塔40、一级除尘器50均为现有喷雾干燥系统中的常规设备。喷雾干燥塔40内的喷雾装置外接料液罐30，一级除尘器采用多管除尘器、旋风除尘器等。料液罐内的待干燥料液由喷雾装置喷入喷雾干燥塔内，干燥空气经空气再热器加热后送入喷雾干燥塔内，雾化后的料液与高温干燥空气接触传热，干燥后的粉末物料由喷雾干燥塔底部排除，尾气经一级除尘器除尘处理后进入除湿塔进行降温除湿。

除湿塔包括塔体601，塔体的侧壁上设置湿气进口602、顶部设置排气口614，排气口设置出口风机615。塔体内且位于湿气进口上方沿烟气流向依次设置二级除尘器603、积水盘604、节能填料层608和除湿填料层612。

二级除尘器603可从布袋除尘器、电袋除尘器等中选择，二级除尘器解决残留在干燥尾气中的粉尘对填料层的影响，积水盘64位于二级除尘器上方，积水盘带有贯通塔壁的排水口，排水口外接排水管，用于收集来此填料层的冷凝水并排至塔体外，防止冷凝水对二级除尘器的干扰。积水盘的结构需满足可供烟气通过但冷凝水不能通过，满足该要求的积水盘本身为现有技术。

节能填料层608和除湿填料层612内均设置若干个填料模块，各填料模块均倾斜安装，节能填料层内的若干个填料模块分列安装，相邻列之间的填料模块以竖直面呈镜面对称且在对称面上相交连接，连接处密封；除湿填料层内的若干个填料模块分列安装，相邻列之间的填料模块以竖直面为对称面呈镜面对称且在对称面上相交连接，连接处密封；节能填料层内的填料模块与除湿填料层内的填料模块以水平面为对称面呈镜面对称，节能填料层内的填料模块与除湿填料层内的填料模块可在对称面上相交连接也可不相交连接，本实施方式中，均间隔对称面一定距离。

每个填料模块包括若干依次粘结的填料膜片，填料模块内形成间隔分布且相垂直贯通的热流通道和冷流通道，热流通道与冷流通道之间由填料膜片间隔。填料模块以其膜片中心线与水平面之间呈20～55°夹角倾斜安装。

除湿填料层上方为混风空间，从除湿填料层出来的低温饱和湿烟气和环境空气和在混风空间内混合至不饱和状态，由排气口进行排放，为提高混合效率，混风空间内设置混风装置614，混风装置分布于塔体的横截面上，形成混风层。混风装置包括若干个均匀分布的混风单元，每个混风单元包括筒体，筒体的轴线平行于塔体的轴线设置且布满整个塔体的横截面，筒体内设置至少一层导流叶片，混风单元布满整个塔体截面，形成混风层。完成冷凝收水的高湿尾气与通过气-汽换热装置进入除湿塔的环境空气进入混风层，在混风层的整流作用下混合均匀。

塔体601内且位于节能填料层608的下方设置若干个相互独立且均竖向通气的一级湿气烟道605和一级干气烟道606，一级湿气烟道605连通湿气进口602和节能填料层608内的热流通道，一级干气烟道606连通环境空气和节能填料层608内的冷流通道；塔体内且位于节能填料层和除湿填料层之间设置若干个相互独立且均竖向贯通的二级湿气烟道609和二级干气烟道610，二级湿气烟道610连通节能填料层608内的热流通道出口和除湿填料层612内的热流通道入口，二级干气烟道610一方面连通节能填料层608的冷流通道出口与除湿填料层612内的冷流通道入口，同时连通环境空气。除湿填料层内的热流通道和冷流通道的顶部出口均连通上方的混风空间。

所有一级干气烟道606对应的塔壁上均开设一级空气入口607，所有二级干气烟610对应的塔壁上开设二级空气入口611；所有一级空气入口和二级空气入口处均设置开度可调的百叶窗，用于精确调节环境空气的进入量。

节能装置70包括节能风机701和若干个节能风收集罩702，节能风收集罩701均匀分布于节能填料层608上方并朝向节能填料层的冷流通道出口设置，节能风机701的节能风入口连通节能风收集罩702，节能风机701的节能风出口接入干燥风机10的进风口。

防冻装置80包括防冻风机801和若干个防冻风收集罩802，防冻风收集罩均匀分布于除湿填料层612上方的混风空间内且位于混风装置下方，防冻风机801的防冻风进口连通防冻风收集罩613，防冻风机的防冻风出口对应接入每个一级干气烟道606内。

一级干气烟道内的防冻风可从一级空气入口处送入，也可在一级干气烟道对应塔壁上增设防冻风入口，防冻风入口通过管路与防冻风机的防冻风出口相连，连接防冻风机和防冻风入口的总管路上设置防冻风控制阀，该防冻风控制阀与一级空气入口处的百叶窗一起调节进入节能填料层内的环境空气与防冻风的混合量，使混合后的空气温度在0℃以上。

干燥风机、节能风机和防冻风机的结构本身均为常规送风风机，“干燥”“节能”“防冻”是根据应用场景分别命名，以示区分。

干燥空气风机入口连通大气环境；节能风收集罩、节能风机、干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器、一级湿气烟道和节能填料层组成节能回路，喷雾干燥尾气在节能填料层中与环境空气进行一级间接换热，完成换热的部分高温环境空气作为喷雾干燥塔的热流介质。防冻风收集罩、防冻风风机、一级干气烟道、节能填料层、二级干气烟道和除湿填料层组成防冻回路，干燥尾气在除湿填料层中与环境空气进行二级换热，完成换热的部分混合气体用于节能填料层的防冻。

如图2～图4所示，为单个填料模块的一种实施方式，该实施方式中，每个填料模块包括若干张依次粘结的填料膜片6081，每个填料模块内形成间隔分布且相垂直贯通的热流通道6082和冷流通道6083，热流通道与冷流通道之间由填料膜片间隔；热流通道用于流通高温湿烟气，冷流通道用于流通低温环境空气；热流通道内的高温湿烟气气流和冷流通道内的空气气流均为上升流。

如图5和图6所示，为组成填料模块的填料膜片的一种实施方式，填料膜片的一面为疏水面、另一面为非疏水面。每张填料膜片6081上设有若干条热流导流粘结槽6084、若干条冷流导流粘结槽6087、热流通道封边6086和冷流通道封边6089，所有的热流导流粘结槽和冷流导流粘结槽的凸起面上均设置膜片粘结点，热流导流粘结槽上为疏水面粘结点6085，冷流通道导流粘结槽上为非疏水面粘结点6089。

热流导流粘结槽相对于疏水面为凸起结构、相对于非疏水面为凹陷结构；冷流导流粘结槽相对于疏水面为凹陷结构、相对于非疏水面为凸起结构；热流通道密封边位于疏水面上平行于热流导流粘结槽的两侧边缘处，冷流通道封边位于非疏水面上平行于冷流导流粘结槽的两侧边缘处。为更好的实现封边的密封效果，热流通道封边与热流导流粘结槽的凸起面顶部平行；冷流通道封边与冷流导流粘结槽的凸起面顶部平行。

作为填料膜片形状的一种具体选择，填料膜片采用矩形塑料膜片，该矩形塑料膜片上，热流导流粘结槽平行于长边均匀分布；冷流导流粘结槽平行于短边均匀分布。热流通道封边位于填料膜片的长边边缘，冷流通道封边位于填料膜片的短边边缘。塑料膜片可以是PP\PVC\等多种材质的膜片。在采用矩形膜片的实施方式中，填料模块的倾斜角也可理解为填料模块内热流通道的轴线与水平面之间的夹角。

作为矩形填料膜片尺寸的一种具体选择，每张矩形塑料膜片的长宽比例为1:1-3:1，膜片厚度为0.1mm-0.5mm。

每张填料膜片6081的疏水面与相邻一张填料膜片的疏水面粘结；每张填料膜片的非疏水面与相邻一张填料膜片的非疏水面粘结，组成填料模块。相邻填料膜片的疏水面侧通过热流通道封边实现重合密封粘结，热流导流粘结槽之间通过疏水面粘结点粘结，相邻热流导流粘结槽之间形成热流通道6082，热流通道用于流通高温湿烟气；相邻填料膜片的非疏水面侧通过冷流通道封边实现重合密封粘结，冷流导流粘结槽之间通过非疏水面粘结点粘结，相邻冷流导流粘结槽之间形成冷流通道6083，用于流通低温环境空气。

利用上述系统进行节能、防冻型干燥尾气除湿方法的流程如图7所述，具体的，包括：

(1)料液罐中的待烘干物料经供料管路送至喷雾干燥塔内，经雾化喷嘴在喷雾干燥塔上方雾化成细小液滴。环境空气由送风机经烟道送至空气再热器加热成高温空气后由喷雾干燥塔顶部进入喷雾干燥塔。喷雾干燥塔内高温空气与待烘干物料液滴接触换热，物料液滴蒸发干燥后，大部分干燥物料颗粒在重力作用下落入喷雾干燥塔底部的储料斗，物料液滴中的水分挥发形成水蒸气进入空气中形成高湿干燥尾气；

(2)喷雾干燥塔中形成的高湿尾气经多管除尘器和二级除尘器去除烟气中残留的物料颗粒后，高湿尾气在节能除湿塔内穿过积水盘后由湿气烟道沿节能填料层纵向通道入口穿过节能填料层，低温环境空气由节能填料层横向通道入口穿过节能填料层，高温湿尾气与低温环境空气通过填料膜片快速换热；

(3)在节能填料层中完成换热的部分高温环境空气由节能风机从节能风收集罩收集后送至干燥风机入口，提高干燥风温度并降低再热器能耗，降低空气再热器的运行能耗；完成换热冷凝的湿尾气中部分水蒸气冷凝成液态水沿纵向通道底部落入积水盘排出回用；

(4)完成节能换热的湿尾气沿湿气烟道由除湿填料层纵向通道底部进入除湿填料层向上流动，未被节能风收集罩收集的部分换热空气与由除湿层空气入口进入的空气混合降温后，由除湿填料层底部横向通道进入除湿填料层，高湿尾气与低温混合空气在除湿填料层中进一步换热；湿烟气中大部分水蒸气冷凝成液态水有除湿填料层纵向通道底部排出；完成换热的湿烟气与混合空气在混风层混合至不饱和状态后实现除湿排放；

(5)在冬季或低温条件下，开启防冻风机及进出口阀门，将部分混风层混合后的气体送至节能填料层横向通道入口下方，提高节能填料层入口空气温度至0℃以上，防止节能填料层进气温度过低导致节能填料层纵向通道内的冷凝水结冰冻坏或堵塞填料层，提高系统冬季运行稳定性。

运行过中可控制节能填料层内干湿气量比为1:1～2:1；除湿填料层内干湿气量比为2:1～4:1。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，包括顺次设置的干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器；其特征在于，还包括除湿塔、节能装置和防冻装置；

所述除湿塔包括塔体，所述塔体的侧壁上设置连接所述一级除尘器的湿气进口、顶部设置排气口，所述塔体内且位于湿气进口上方由下至上依次设置二级除尘器、积水盘、节能填料层、除湿填料层和出口风机；

所述节能填料层内和除湿填料层内均包括若干填料模块，每个填料模块包括若干依次粘结的填料膜片，填料模块内形成间隔分布且相垂直贯通的热流通道和冷流通道，所述热流通道与冷流通道之间由填料膜片间隔；

所述节能装置包括节能风收集罩和节能风机，所述节能风收集罩位于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方，所述节能风机的进风口由管路连接所述节能风收集罩、出风口由管路连接所述干燥风机的进风口，所述干燥风机的进风口还连通环境空气；

所述防冻装置包括防冻风收集罩和防冻风机，所述防冻风收集罩位于除湿填料层上方的混风空间内，所述防冻风机的进风口由管路连接所述防冻风收集罩、出风口由管路连接至节能填料层内填料模块的冷流通道入口下方。

2.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述节能风收集罩设置为若干个，均匀分布于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方。

3.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述防冻风收集罩设置为若干个，均匀分布于除湿填料层上方的混风空间内；连接防冻风机出口和节能填料层冷流通道下方的防冻风入口的管路上设置防冻风控制阀。

4.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述节能填料层下方设置一级湿气烟道和一级干气烟道，一级湿气烟道和一级干气烟道之间相互独立，所述防冻风机的出风口连通一级干气烟道；除湿填料层下方设置二级湿气烟道和二级干气烟道；

湿气进口、一级湿气烟道、节能填料层内填料模块的热流通道、二级湿气烟道、除湿填料层内填料模块的热流通道和混风空间依次连通；

一级干气烟道、节能填料层内填料模块的冷流通道、二级干气烟道、除湿填料层内填料模块的冷流通道和混风空间依次连通，一级干气烟道和二级干气烟道还连通环境空气。

5.根据权利要求4所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述一级干气烟道对应的塔壁上开设一级空气入口；所述二级干气烟道对应的塔壁上均开设二级空气入口；所述一级空气入口和二级空气入口处均设置开度可调的百叶窗。

6.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述混风空间内设置混风装置。

7.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述节能填料层内的填料模块和除湿填料层内的填料模块均倾斜安装；节能填料层内的若干个填料模块分列安装，相邻列之间的填料模块以竖直向平面为对称面呈镜面对称且在对称面上相交连接；除湿填料层内的若干个填料模块分列安装，相邻列之间的填料模块以竖直向平面为对称面呈镜面对称且在对称面上相交连接；节能填料层内的填料模块与除湿填料层内的填料模块以水平面为对称面呈镜面对称。

8.根据权利要求1或7所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述填料膜片为矩形塑料膜片，所述热流通道沿平行于膜片长边的方向贯通所述填料模块，所述冷流通道沿平行于膜片短边的方向贯通所述填料模块。

9.一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿方法，其特征在于，包括：

(1)料液罐中的待烘干物料经供料管路送至喷雾干燥塔内，经雾化喷嘴在喷雾干燥塔上方雾化成细小液滴；环境空气由干燥风机经烟道送至空气再热器加热成高温空气后由喷雾干燥塔顶部进入喷雾干燥塔；喷雾干燥塔内高温空气与待烘干物料液滴接触换热，物料液滴蒸发干燥后，大部分干燥物料颗粒在重力作用下落入喷雾干燥塔底部的储料斗，物料液滴中的水分挥发形成水蒸气进入空气中形成高温湿尾气；

(2)喷雾干燥塔中形成的高温湿尾气经一级除尘器和二级除尘器去除烟气中残留的物料颗粒后，高温湿尾气穿过积水盘后由湿气烟道沿节能填料层热流通道入口穿过节能填料层，低温环境空气由节能填料层冷流通道入口穿过节能填料层，高温湿尾气与低温环境空气在节能填料层内通过填料膜片快速换热；

(3)在节能填料层中完成换热的部分高温环境空气由节能风机从节能风收集罩收集后送至干燥风机入口，提高干燥风温度并降低再热器能耗；完成换热冷凝的湿尾气中部分水蒸气冷凝成液态水沿热流通道底部落入积水盘排出回用；

(4)完成节能换热的湿尾气沿湿气烟道由除湿填料层热流通道底部进入除湿填料层向上流动，未被节能风收集罩收集的部分换热空气与新进入的空气混合降温后，由除湿填料层冷流通道底部进入除湿填料层，高湿尾气与低温混合空气在除湿填料层中进一步换热；湿烟气中大部分水蒸气冷凝成液态水由除湿填料层热流通道底部排出；完成换热的湿烟气与混合空气在混风空间内混合至不饱和状态后实现除湿排放；

(5)在冬季或低温条件下，开启防冻风机，将部分混风空间内混合后的气体送至节能填料层冷流通道入口下方，提高节能填料层入口空气温度至0℃以上，防止节能填料层进气温度过低导致节能填料层热流通道内的冷凝水结冰。东环或堵塞节能填料层，提高系统冬季运行稳定性。

10.根据权利要求9所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿方法，其特征在于，节能填料层内干湿气量比为1:1～2:1；除湿填料层内干湿气量比为2:1～4:1。

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