CN114322506B - 适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，利用转动锥盘旋转产生的离心力使颗粒状物料处于流化状态，不仅传热传质效率高，而且适用于A类至D类等各种粒径物料的干燥，尤其解决了D类大颗粒难以流态化干燥的难题；且干燥介质只与物料进行热量与质量传递，不参与颗粒流态化过程，避免了传统流化床引起的压降问题，并有效减少了干燥介质的使用量，有利于节约能源。本发明可使各类粒径的物料均匀分布并于干燥器中，并与干燥介质充分传热传质，避免了传统流化床易出现“沟流”等现象，造成物料干燥不均匀的问题。

Description

适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置及方法

技术领域

本发明属于干燥技术领域，涉及颗粒状物料干燥，特别涉及一种适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置及方法。

背景技术

过热蒸汽干燥过程具有传热传质效率高，而且物料的品质在干燥过程可以得到较好地保护，整个干燥过程无废气的排放，对环境无污染等优点，近年来越来越受到研究者的青睐。常压过热蒸汽干燥温度较高，在干燥过程中通常会对农产品、食品等热敏性物料的品质造成严重影响。若降低干燥过程的压力，可有效解决过热蒸汽温度过高对物料品质破坏的难题。

对于颗粒类物料的干燥，目前使用的干燥装置使用受限，只能适用于特定粒径的颗粒干燥，适用范围局限，由于对于D类大颗粒，干燥效果差。

通过对公开专利的检索，发现如下相似的公开专利文献：

1、公开号：CN109405515B，专利名称为：一种颗粒物料干燥装置。本发明提供了一种颗粒物料干燥装置。它解决了物料容易过度干燥，腔体内残留物料的技术问题，本发明通过螺旋绞龙与升料管的配合，能够将位于干燥腔体底部的物料提升到干燥腔体顶部，从升料管的上段圆台状管道的底面洒料孔再次落回干燥腔体底部进行循环的干燥处理，出料管与圆台状管道的连接处安装有隔料阀门，圆台状管道的内壁面上设有物料干度感应器，对应每个洒料孔上设置有联动阀门，隔料阀门和联动阀门的开闭状态相反，能够防止过度干燥，提高了干燥质量和干燥效率。在气缸以及伸缩杆的作用下，干燥箱体的左右两端能够在一定幅度内上下摆动，促使物料向干燥腔体中央移动，有利于物料进入升料管内和回收干燥箱体内残留的干燥物料。

2、公开号：CN105806059B，专利名称：一种颗粒物料干燥混合设备。本发明包括中空圆筒状的干燥仓及设置在所述的干燥仓下方的支架，在所述的干燥仓内侧设置有转轴，所述的转轴的轴线与所述的干燥仓的轴线形成偏心结构，在所述的转轴上设置有至少4个叶片，所述的叶片转动过程中，所述的叶片的外侧边缘能够贴合在所述的干燥仓的下端内壁上，在所述的干燥仓的上端设置有入料口，本发明通过采用将转轴和干燥仓偏心设置，使得叶片转动过程中，经过干燥仓底部时，能够完全将干燥仓底部的物料带动到上部设置有隔离罩一侧，使含有水分的颗粒物料中的水分经过隔离罩内的集水槽集中输出，结构简单，对物料的干燥更加均匀。

以上两篇公开专利文献，均没有解决不同粒径颗粒的均匀干燥。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置及方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，其特征在于：包括蒸汽过热器及干燥器，饱和蒸汽通过蒸汽进口通入所述蒸汽过热器中，所述蒸汽过热器产生的过热蒸汽经沿蒸汽输送管线经过热蒸汽分布器后输送至所述干燥器下端，所述干燥器的顶端连接有螺旋送料器，所述螺旋送料器的端部连接物料进口，所述干燥器内沿中心线穿装设置有转动轴，所述转动轴的下端与所述干燥器内设置的卡圈转动连接，所述转动轴的上端伸出所述干燥器并通过联轴器连接有变频电机，所述转动轴与所述干燥器之间采用动密封连接；所述干燥器内均匀设置有若干锥盘单元，所述锥盘单元包括固定锥盘及旋转锥盘，所述固定锥盘与所述干燥器的内壁固定，所述旋转锥盘转动安装于所述转动轴上，所述固定锥盘的底端设置有过料孔；所述干燥器底端的干燥物料经物料出口排出。

而且，所述固定锥盘的锥度为45°，所述固定锥盘表面设置有若干斜孔，斜孔的开孔角度为15°，可保证颗粒状物料由固定锥盘的上表面流过而不从斜孔中掉落，同时能够使得干燥器底部进入的过热蒸汽通过斜孔进入到固定锥盘上表面，与固定锥盘上表面的物料进行热质传递，提高干燥效率。

而且，所述所述旋转锥盘的圆锥角度为55°，所述旋转锥盘上表面设置有若干螺旋状沟槽，使得干燥器底部进入的过热蒸汽通过螺旋状沟槽进入到旋转锥盘表面，与旋转锥盘上的物料进行热质传递，提高干燥的效率。

而且，所述所述过热蒸汽分布器为L型过热蒸汽分布器，所述L型过热蒸汽分布器的竖直段上设置有若干气孔，保证过热蒸汽能够均匀的分布于所述干燥器内。

而且，所述所述旋转锥盘的顶端直径大于所述固定锥盘底端过料孔的直径，保证能够将固定锥盘内落下的物料全部接住，保证对物料的充分干燥。

而且，所述所述干燥器为夹层结构，所述所述干燥器的夹层内填充有石棉层，用于保温，防止过热蒸汽在干燥器内壁凝结。

而且，所述干燥器的顶端通过尾气输送管线连接至旋风分离器，所述旋风分离器顶端的尾气经洁净尾气输送管线进入压缩机中压缩，并输送至蒸汽过热器，所述旋风分离器的底端物料由旋风分离器物料出口排出。

一种适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥方法，其特征在于：所述方法的步骤为：

1)预热：蒸汽锅炉产生的饱和蒸汽由蒸汽进口进入到蒸汽过热器中，经加热变为过热蒸汽，过热蒸汽沿蒸汽输送管线并经过热蒸汽分布器作用均匀分布到干燥器中；

2)投料：待干燥的颗粒状物料由物料进口，并经螺旋输料装置输送至干燥器的顶部；

3)物料干燥：进入到干燥器顶部的颗粒状物料在固定锥盘的作用下进入到旋转锥盘中，过热蒸汽由固定锥盘下表面经斜孔进入到上表面，过热蒸汽与颗粒状物料在固定锥盘的上表面完成一次热质传递，初次干燥完的颗粒状物料从过料孔进入到旋转锥盘内；旋转锥盘与转动轴相连接并随转动轴一起转动，进入到旋转锥盘的颗粒状物料在离心力与表面摩擦力的共同作用下向上抛起，均匀分布于干燥器腔体中，被抛起的物料与过热蒸汽充分接触，再次完成热质传递，被旋转锥盘抛起的颗粒状物料再次进入固定锥盘中，重复热质传递干燥后，直到颗粒状物料干至所需含水量；

4)物料收料：干燥完成的颗粒状物料由物料出口流出，至后续冷却、包装工序；

5)废料处理：干燥器排放的尾气由尾气输送管线输送至旋风分离器中，经旋风分离器除尘的洁净尾气经尾气输送管线进入到压缩机中，并输送至蒸汽过热器中进行加热，循环使用，尾气中夹带的小粒径物料由旋风分离器物料出口排出并收集。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明的适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，利用转动锥盘旋转产生的离心力使颗粒状物料处于流化状态，不仅传热传质效率高，而且适用于A类至D类等各种粒径物料的干燥，解决了D类大颗粒难以流态化干燥的难题；

2、本发明的适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，干燥介质只与物料进行热量与质量传递，不参与颗粒流态化过程，避免了传统流化床引起的压降问题，并有效减少了干燥介质的使用量，有利于节约能源。

3、本发明的适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，可使各类粒径的物料均匀分布并于干燥器中，并与干燥介质充分传热传质，避免了传统流化床易出现“沟流”等现象，造成物料干燥不均匀的问题。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明固定锥盘的结构示意图；

图3为本发明固定锥盘的主视图；

图4为本发明旋转锥盘的结构示意图；

图5为本发明热蒸汽分布器的结构示意图。

附图标记说明

1-1-蒸汽进口、2-蒸汽过热器、3-蒸汽输送管线、4-过热蒸汽分布器、5-物料出口、6-物料进口、7-转动轴、8-干燥器、9-旋风分离器物料出口、10-压缩机、11-旋转锥盘、12-固定锥盘、13-螺旋送料器、14-动密封、15-洁净尾气输送管线、16-变频电机、17-联轴器、18-尾气输送管线、19-旋风分离器、20-气孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，其创新之处在于：包括蒸汽过热器2及干燥器8，饱和蒸汽通过蒸汽进口1通入所述蒸汽过热器2中，所述蒸汽过热器2产生的过热蒸汽经沿蒸汽输送管线3经过热蒸汽分布器4后输送至所述干燥器8下端，所述干燥器8的顶端连接有螺旋送料器13，所述螺旋送料器13的端部连接物料进口6，所述干燥器内沿中心线穿装设置有转动轴7，所述转动轴7的下端与所述干燥器8内设置的卡圈转动连接，所述转动轴7的上端伸出所述干燥器并通过联轴器17连接有变频电机16，所述转动轴7与所述干燥器8之间采用动密封14连接；所述干燥器8内均匀设置有若干锥盘单元，所述锥盘单元包括固定锥盘12及旋转锥盘11，所述固定锥盘12与所述干燥器8的内壁固定，所述旋转锥盘11转动安装于所述转动轴7上，所述固定锥盘12的底端设置有过料孔；所述干燥器8底端的干燥物料经物料出口5排出。

固定锥盘的锥度为45°，所述固定锥盘表面设置有若干斜孔，斜孔的开孔角度为15°，可保证颗粒状物料由固定锥盘的上表面流过而不从斜孔中掉落，同时能够使得干燥器底部进入的过热蒸汽通过斜孔进入到固定锥盘上表面，与固定锥盘上表面的物料进行热质传递，提高干燥效率。

所述旋转锥盘的圆锥角度为55°，所述旋转锥盘上表面设置有若干螺旋状沟槽，使得干燥器底部进入的过热蒸汽通过螺旋状沟槽进入到旋转锥盘表面，与旋转锥盘上的物料进行热质传递，提高干燥的效率。

所述过热蒸汽分布器4为L型过热蒸汽分布器，所述L型过热蒸汽分布器的竖直段上设置有若干气孔20，保证过热蒸汽能够均匀的分布于所述干燥器内。

所述旋转锥盘的顶端直径大于所述固定锥盘底端过料孔的直径，保证能够将固定锥盘内落下的物料全部接住，保证对物料的充分干燥。

所述干燥器8为夹层结构，所述所述干燥器8的夹层内填充有石棉层，用于保温，防止过热蒸汽在干燥器内壁凝结。

干燥器8的顶端通过尾气输送管线18连接至旋风分离器19，所述旋风分离器19顶端的尾气经洁净尾气输送管线15进入压缩机10中压缩，并输送至蒸汽过热器2，所述旋风分离器19的底端物料由旋风分离器物料出口9排出。

一种适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥方法，其创新之处在于：所述方法的步骤为：

1)预热：蒸汽锅炉产生的饱和蒸汽由蒸汽进口进入到蒸汽过热器中，经加热变为过热蒸汽，过热蒸汽沿蒸汽输送管线并经过热蒸汽分布器作用均匀分布到干燥器中；

2)投料：待干燥的颗粒状物料由物料进口，并经螺旋输料装置输送至干燥器的顶部；

3)物料干燥：进入到干燥器顶部的颗粒状物料在固定锥盘的作用下进入到旋转锥盘中，过热蒸汽由固定锥盘下表面经斜孔进入到上表面，过热蒸汽与颗粒状物料在固定锥盘的上表面完成一次热质传递，初次干燥完的颗粒状物料从过料孔进入到旋转锥盘内；旋转锥盘与转动轴相连接并随转动轴一起转动，进入到旋转锥盘的颗粒状物料在离心力与表面摩擦力的共同作用下向上抛起，均匀分布于干燥器腔体中，被抛起的物料与过热蒸汽充分接触，再次完成热质传递，被旋转锥盘抛起的颗粒状物料再次进入固定锥盘中，重复热质传递干燥后，直到颗粒状物料干至所需含水量；

4)物料收料：干燥完成的颗粒状物料由物料出口流出，至后续冷却、包装工序；

5)废料处理：干燥器排放的尾气由尾气输送管线输送至旋风分离器中，经旋风分离器除尘的洁净尾气经尾气输送管线进入到压缩机中，并输送至蒸汽过热器中进行加热，循环使用，尾气中夹带的小粒径物料由旋风分离器物料出口排出并收集。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (6)

1.一种适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，其特征在于：包括蒸汽过热器(2)及干燥器(8)，饱和蒸汽通过蒸汽进口(1)通入所述蒸汽过热器(2)中，所述蒸汽过热器(2)产生的过热蒸汽经沿蒸汽输送管线(3)经过热蒸汽分布器(4)后输送至所述干燥器(8)下端，所述干燥器(8)的顶端连接有螺旋送料器(13)，所述螺旋送料器(13)的端部连接物料进口(6)，所述干燥器内沿中心线穿装设置有转动轴(7)，所述转动轴(7)的下端与所述干燥器(8)内设置的卡圈转动连接，所述转动轴(7)的上端伸出所述干燥器并通过联轴器(17)连接有变频电机(16)，所述转动轴(7)与所述干燥器(8)之间采用动密封(14)连接；所述干燥器(8)内均匀设置有若干锥盘单元，所述锥盘单元包括固定锥盘(12)及旋转锥盘(11)，所述固定锥盘(12)与所述干燥器(8)的内壁固定，所述旋转锥盘(11)转动安装于所述转动轴(7)上，所述固定锥盘(12)的底端设置有过料孔；所述干燥器(8)底端的干燥物料经物料出口(5)排出；

所述固定锥盘的锥度为45°，所述固定锥盘表面设置有若干斜孔，所述斜孔的开孔角度为15°；

所述旋转锥盘的圆锥角度为55°，所述旋转锥盘上表面设置有若干螺旋状沟槽。

2.根据权利要求1所述的适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，其特征在于：所述过热蒸汽分布器(4)为L型过热蒸汽分布器，所述L型过热蒸汽分布器的竖直段上设置有若干气孔(20)。

3.根据权利要求1所述的适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，其特征在于：所述旋转锥盘的顶端直径大于所述固定锥盘底端过料孔的直径。

4.根据权利要求1所述的适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，其特征在于：所述干燥器(8)为夹层结构，所述干燥器(8)的夹层内填充有石棉层。

5.根据权利要求1所述的适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置，其特征在于：所述干燥器(8)的顶端通过尾气输送管线(18)连接至旋风分离器(19)，所述旋风分离器(19)顶端的尾气经洁净尾气输送管线(15)进入压缩机(10)中压缩，并输送至蒸汽过热器(2)，所述旋风分离器(19)的底端物料由旋风分离器物料出口(9)排出。

6.一种根据权利要求1～5任意一项所述的适用于颗粒状物料的锥盘式过热蒸汽干燥装置的干燥方法，其特征在于：所述方法的步骤为：

1)预热：蒸汽锅炉产生的饱和蒸汽由蒸汽进口进入到蒸汽过热器中，经加热变为过热蒸汽，过热蒸汽沿蒸汽输送管线并经过热蒸汽分布器作用均匀分布到干燥器中；

2)投料：待干燥的颗粒状物料由物料进口，并经螺旋输料装置输送至干燥器的顶部；

3)物料干燥：进入到干燥器顶部的颗粒状物料在固定锥盘的作用下进入到旋转锥盘中，过热蒸汽由固定锥盘下表面经斜孔进入到上表面，过热蒸汽与颗粒状物料在固定锥盘的上表面完成一次热质传递，初次干燥完的颗粒状物料从过料孔进入到旋转锥盘内；旋转锥盘与转动轴相连接并随转动轴一起转动，进入到旋转锥盘的颗粒状物料在离心力与表面摩擦力的共同作用下向上抛起，均匀分布于干燥器腔体中，被抛起的物料与过热蒸汽充分接触，再次完成热质传递，被旋转锥盘抛起的颗粒状物料再次进入固定锥盘中，重复热质传递干燥后，直到颗粒状物料干至所需含水量；

4)物料收料：干燥完成的颗粒状物料由物料出口流出，至后续冷却、包装工序；

5)废料处理：干燥器排放的尾气由尾气输送管线输送至旋风分离器中，经旋风分离器除尘的洁净尾气经尾气输送管线进入到压缩机中，并输送至蒸汽过热器中进行加热，循环使用，尾气中夹带的小粒径物料由旋风分离器物料出口排出并收集。

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