CN114646190A - 一种工农业产品用原料烘干方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工农业产品用原料的烘干方法，工农业产品用原料显颗粒状，放置于密闭烘干房内的工农业产品用原料，经过高温的干燥热空气的吸收工农业产品用原料的水分后，变为湿空气，在密闭管路中流动，湿空气分别经过初级分离器、次级过滤器、第1级降温和除湿换热器、热回收器，将湿空气过滤，热量进行回收，提供给烘干用的送风，然后在经过多级制冷系统的深度除湿，以及余热加湿器的持续加热，最终用于烘干，此外，还提供一种使用该烘干方法的装置，通过无线wifi,远程智能控制该装置，用于烘干;采用本方案，密闭状态下空气，通过持续的热量回收、及深度制冷除湿，在满足不同种类的原料加工工艺需求基础上，实现环保节能、全程无排放目的。
Description
技术领域
本发明涉及空气源烘干领域，具体涉及到一种工农业产品用原料的烘干方法，以及使用该方法的装置。
背景技术
空气源热泵烘干，利用制冷系统在运行中，所产生的冷凝热，加热除去水分的低湿干燥热空气，即干空气，用于产品烘干，由于空气源热泵烘干，相对于其它传统的烘干，具有明显节能效果，广泛应用于工农业领域产品原料的烘干。
但目前常用空气源热泵烘干在使用中，不同种类原料进行烘干时，所需要的空气的温湿度参数要求不相同，因此需要有经验的操作者根据不同要求的工艺参数，对烘干机组进行调节，不但大大影响到烘干的效率，而且也影响到烘干的质量，并且在烘干过程中，也会存在一定能量的损耗，比如会根据工艺要求，排出部分高湿的热空气至大气中，造成热量损失及空气热污染，存在进一步节约节能的需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种工农业产品用原料烘干方法，原料显颗粒状，包括以下烘干步骤：
第1步、所述工农业产品用原料均匀放置于封闭的烘干房内；
第2步、经过处理的，干球温度60～90℃，相对湿度＜15%的干燥热空气，通过风机转动，强制通过密闭管路，流入所述烘干房；
第3步、流入所述烘干房的干燥热空气，流过所述工农业产品用原料表面，吸收所述工农业产品用原料的水分，干燥所述工农业产品用原料；
第4步、吸收所述工农业产品用原料的水分后，干燥热空气变为湿空气，通过密闭管路，流出所述烘干房；
第5步、流出所述烘干房的湿空气，通过密闭管路，进入初级分离器，初步过滤湿空气中较大颗粒杂质；
第6步、经过所述初级分离器分离的湿空气，进入次级过滤器，继续过滤湿空气中较细颗粒杂质；
第7步、流出所述次级过滤器的湿空气，通过密闭管路，进入第1级降温和除湿换热器，通过外界提供的冷量，降低湿空气温度至30～40℃，并除去湿空气中部分水分；
第8步、流出所述第1级降温和除湿换热器后，通过密闭管路，交叉流入热回收器中，释放热量给同时交叉流过所述热回收器的干燥空气，湿空气温度降低为40～50℃；
第9步、流出所述热回收器后，除去部分水分的湿空气，通过密闭管路，经过多级制冷系统提供的冷热量，分别对湿空气的干湿球温度进行调节，调节过程为：
降温阶段，
第1级调节：干球温度20～25℃、相对湿度30～40%；
底2级调节：干球温度12～15℃、相对湿度15～30%；
第3级调节：干球温度5～10℃、相对湿度＜15%；
在降温阶段，最终完成湿空气的除湿，变为低温干空气，然后低温干空气，进入升温阶段，流过所述制冷系统的蒸发器所对应的冷凝器，通过所述制冷系统中的高温气态制冷剂，在所述制冷系统的冷凝器中，冷凝释放的热量，逐级加热低温干燥空气，最终低温干燥空气的出风温度＞40℃，相对湿度＜15%，变为干燥空气；
第10步、所述制冷系统处理的干燥空气，通过密闭管路，交叉进入所述热回收器，吸收流出所述烘干房的湿空气热量，温度升高为40～45℃
第11步、流出所述热回收器的干燥空气，通过密闭管路，继续流入余热热回收器中，通过外界的余热量，继续加热干燥空气温度至60～90℃，变为干燥热空气，并循环流入所述烘干房内，烘干所述工农业产品用原料。
进一步地，所述初级分离器，为旋风分离器。
设置旋风分离器，能达到空气的较大颗粒杂质进行处理的效果。
进一步地，所述次级过滤器，为布袋式过滤器。
设置布袋式分离器，能达到对空气中较细杂质进行处理的效果。
进一步地，所述热回收器，为全热回收器。
设置全热回收器，可有效回收空气热量，达到节能的效果。
进一步地，多级设置的所述制冷系统的蒸发器，用于湿空气逐级降温和除湿，对应的所述制冷系统的冷凝器，则用于除去水分的干燥空气的逐级升温。
制冷系统多级设置，可逐步，分级稳定调节空气所需要的温湿度，从而满足不同种类烘干原料烘干工艺要求，达到最终提高烘干质量，以及节能的效果。
进一步地，多级设置的所述制冷系统，为三级，第1级所述制冷系统的蒸发器用于终级降温和除湿，对应的所述制冷系统的冷凝器用于初级升温；第2级所述制冷系统的蒸发器用于次级降温和除湿，对应的所述制冷系统的冷凝器用于次级升温；第3级所述制冷系统的蒸发器用于初级降温和除湿，对应的所述制冷系统的冷凝器用于终级升温。
三级设置，可较为精确调节烘干所需要的温湿度参数的效果。
进一步地，第1和第2级所述制冷系统，为定频系统；第3级所述制冷系统，为变频系统。
上述设置，能达到节能，且调节所需要的温湿度参数，更精确的效果。
进一步地，余热热回收器，回收余热为发动机冷却水、锅炉余热水、地下热水或太阳能热水的热量。
设置余热热回收器，通过余热热回收，能进一步提高烘干空气温度，从而达到在节能基础上，提高烘干效率的效果。
本发明还提供一种烘干装置，包括所述烘干房、热回收器、制冷系统、余热热回收器、初级分离器、次级过滤器和风机，所述烘干装置的热回收器、制冷系统，和余热热回收器一体设置，所述烘干装置的烘干房、初级分离器、次级过滤器和风机则单独设置，通过连通的密闭管路连接；所述烘干装置使用权利要求1～8任意一项所述工农业产品用原料的烘干方法，进行烘干加工，并可通过无线wifi，远程智能控制所述烘干装置。
进一步地，还设置烟气处理装置，所述烟气处理装置，可对外界设备，排出的高温烟气，进行过滤、脱硫、脱硝、除臭，以及除去烟气中水分后，变为高温干烟气，与最终流入所述烘干房的干燥热空气混合后，循环用于所述工农业产品用原料的烘干；所述工农业产品用原料，为金霉素、花椒或川贝。
设置烟气处理装置，对外界设备排出的高温烟气进行过滤、脱硫、脱硝、除臭、除湿处理后，循环用于烘干，能进一步达到节能，且减少对外直接排放所导致的污染的效果。
采用本技术方案，通过持续的热量回收，以及制冷系统的持续深度除湿，在满足不同种类原料加工工艺需求基础上，能至少达到：
1、高质量地烘干，通过能量回收，实现节能的效果；
2、能满足不同种类原料的工艺加工需求，可提高烘干加工效率的效果；
3、空气在密闭管路系统内流动，循环处理利用，对外界环境零污染效果。
附图说明
图1为本发明第1实施例工作原理图。
图2为本发明第2实施例工作原理图。
图中，1-烘干房、11-工农业产品用原料、12-隔板、2-初级分离器、3-次级过滤器、31-过滤布袋、4-风机、5-箱体、51-第1制冷系统、511-第1蒸发器、512-第1冷凝器、52-第2制冷系统、521-第2蒸发器、522-第2冷凝器、53-第3制冷系统、531-第3蒸发器、532-第3冷凝器、54-热回收器、55-第1级降温和除湿换热器、56-余热热回收器、57-单向阀、6-烟气处理装置、61-风阀、62-除湿设备、63-脱硫、脱硝、除臭设备、64-过滤设备、65-烟气进口、7-管路。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本申请的技术方案进行详细的介绍说明。
如图1，第1实施例所示，本发明提供一种工农业产品用原料烘干方法，原料显颗粒状，包括以下烘干步骤：
第1步、工农业产品用原料11均匀放置于封闭的烘干房1内；
第2步、经过处理的，干球温度60～90℃，相对湿度＜15%的干燥热空气，通过风机4转动，强制通过密闭管路，流入烘干房1；
第3步、流入烘干房1的干燥热空气，流过工农业产品用原料11表面，吸收工农业产品用原料11的水分，干燥工农业产品用原料11；
第4步、吸收工农业产品用原料11的水分后，干燥热空气变为湿空气，通过密闭管路，流出烘干房1；
第5步、流出烘干房1的湿空气，通过密闭管路，进入初级分离器2，初步过滤湿空气中较大颗粒杂质；
第6步、经过初级分离器2分离的湿空气，进入次级过滤器3，继续过滤湿空气中较细颗粒杂质；
第7步、流出次级过滤器3的湿空气，通过密闭管路，经过风机4加压，强制进入第1级降温和除湿换热器55，通过外界提供的冷量，利用第1级降温和除湿换热器55的换热，降低湿空气温度至30～40℃，并除去湿空气中部分水分；
第8步、流出第1级降温和除湿换热器55后，通过密闭管路，交叉流入热回收器54中，释放热量给同时交叉流过热回收器54的干燥空气，湿空气温度降低为40～50℃；
第9步、流出热回收器54后，除去部分水分的湿空气，通过密闭管路，经过多级制冷系统提供的冷热量，分别对湿空气的干湿球温度进行调节，调节过程为：
降温阶段，
第1级调节：干球温度20～25℃、相对湿度30～40%；
底2级调节：干球温度12～15℃、相对湿度15～30%；
第3级调节：干球温度5～10℃、相对湿度＜15%；
在降温阶段，最终完成湿空气的除湿，变为低温干燥空气，即低温干空气，然后低温干燥空气，进入升温阶段，流过制冷系统的蒸发器所对应的冷凝器，通过制冷系统中的高温气态制冷剂，在冷凝器换热管中，冷凝释放的热量，逐级加热低温干燥空气，最终低温干燥空气的出风温度＞40℃，相对湿度＜15%，变为干燥空气；
第10步、制冷系统处理的干燥空气，通过密闭管路，交叉进入热回收器54，吸收流出烘干房1的湿空气热量，温度升高为45～50℃；
第11步、流出热回收器54的干燥空气，通过密闭管路，继续流入余热热回收器56中，通过外界的余热量，继续加热干燥热空气至60～90℃，变为干燥热空气后，循环流入烘干房4内，循环流入烘干房内1中，烘干工农业产品用原料11。
上述第7、第8步的湿空气温度，是干球温度，此时，对除湿量没有具体规定，可根据实际配置的第1级降温和除湿换热器55的大小，尽可能多地除去湿空气水分，降低湿空气含湿量，所利用的外界冷量，既可以是江河湖的、山泉水、地下水，也可以是通过冷却的冷却水，以达到节约能源目的。
本实施例的烘干房1结构见图1、图2，烘干房1中下部设置隔板12，隔板12上均匀设置通孔，通孔孔径小于需要干燥的工农业产品用原料11的颗粒直径，且连通烘干房1上下部，工农业产品用原料11则放置于隔板12上，高温干空气则从下部，通过隔板12的通孔，向上流过颗粒状的工农业产品用原料11表面，吹动工农业产品用原料11，吸收工农业产品用原料11中水分，干燥工农业产品用原料11，干空气则变为湿空气，从烘干房1上部所连通的密封管路流出。
隔板12为静态固定设置，为提高烘干效率，也可以将隔板12设置为可震动状态，可根据工农业产品用原料11的不同种类，以及不同烘干时间段含水量变化，实时动态调节隔板12的震动幅度大小，保证最佳的烘干品质；调整隔板12震动，可采取常用技术，比如高频振动等技术调节。
烘干房1除采取本实施例的结构外，也可以采取其它合适的结构，快速烘干工农业产品用原料11，比如工业上常用流化干燥床，即俗称沸腾床等，用于干燥工农业产品用原料11。
为更好处理流出烘干房1的湿空气中较大颗粒杂质，优选地，初级分离器2，为旋风分离器；旋风分离器，利用湿空气在分离器中运动所产生的离心力，有效分离使空气中加大颗粒杂质，当然，也可以采取其它方式，分离湿空气中加大颗粒杂质。
为进一步过滤湿空气中较细颗粒的杂质，优选地，次级过滤器3，为布袋式分离器，布袋式分离器采用过滤布袋31结构，进行过滤。
除采取过滤布袋31结构外，也可以采取其它过滤方式，如板袋式过滤器等，进行过滤。
为有效回收流出烘干房1的湿空气热量，优选地，热回收器54，为全热回收器。
设置全热回收器，可有效回收湿空气热量，实现节能目的。
为实现逐步，分级稳定调节空气所需要的温湿度，从而满足不同种类烘干原料烘干工艺要求，实现提高烘干质量，以及节能的目的，优选地，多级设置的制冷系统的蒸发器，用于湿空气逐级降温和除湿，对应的冷凝器，则用于除去水分的干空气逐级升温。
为实现较为精确调节烘干所需要的温湿度参数，优选地，多级设置的制冷系统，为三级，分别为第1制冷系统51、第2制冷系统52、第3制冷系统53。
其中，
第1级制冷系统51，所使用的第1蒸发器511，用于终级降温和除湿，对应的第1冷凝器512，用于初级升温；
第2制冷系统52，所使用的第2蒸发器521，用于次级降温和除湿，对应的第2冷凝器522，用于次级升温；
第3制冷系统53，所使用的第3蒸发器531用于初级降温和除湿，对应的第3冷凝器532，用于终级升温。
除上述蒸发器，以及对应的冷凝器设置外，也可以根据空气流向，以及特殊工艺要求，对蒸发器，以及对应的冷凝器，按照不同的顺序设置，比如第1级制冷系统51中，第1蒸发器511，可设置用于初级降温和除湿，对应的第1冷凝器512，用于初级升温；或者第3制冷系统53，所使用的第3蒸发器531用于终级降温和除湿，对应的第3冷凝器532，用于初级升温等方式。
终级降温指最后一级降温，初级降温指第一级降温，同样，升温也同理解。
第1制冷系统51、第2制冷系统52、第3制冷系统53，采用常规制冷剂压缩机压缩，风冷冷凝后，经过节流，最终风冷蒸发方式，对湿空气先分3级深度降温和除湿后，再3级升温，制冷过程不在细述，同常规制冷。
除3级外，也可以根据干燥不同种类工农业产品用原料11的加工需要，少于3级，或者多余3级设置，实际使用时，如果干燥的工农业产品用原料11需要温湿度参数值范围较广，对精度要求不高，可以采取停用其中部分制冷系统，只用部分制冷系统工作即可，在达到节能基础上，适应不同工农业产品用原料11的干燥工艺要求。
为更进一步精确调节所需要温湿度参数，优选地，第1级制冷系统51、第2制冷系统52，为定频系统；第3制冷系统53，为变频系统。
通过定频+变频系统的组合使用，调节所需要的温湿度参数时，能实现更精确参数控制。
当然，也可以采取全部为定频控制，每一级制冷系统的能力相同，或者不同的方式，进行精确调节，比如第1、2、3级制冷系统都采取定频控制，但第3级压缩机为数码涡旋，而不是变频压缩机等方式。
上述多级制冷系统之间，独立控制运行，逐级调节式湿空气温湿度参数。
为更好吸收外界余热，进一步提高进入烘干房1的烘干空气温度，优选地，余热热回收器56，回收余热为发动机冷却水、锅炉余热水、地下热水，或者太阳能热水的热量。
回收上述余热热量，能实现在节能基础上，提高烘干效率的目的，其中回收发动机冷却水、锅炉余热水，也能同时达到减少环境污染效果。
当然，除上述余热热源外，也可以使用其它合适地热源。
此外，本发明还提供一种烘干装置，包括烘干房1、初级分离器2、次级过滤器3、风机4、第1制冷系统51、第2制冷系统52、第3制冷系统53、热回收器54，和余热热回收器56。
烘干装置的热回收器54、第1制冷系统51、第2制冷系统52，和余热热回收器56一体设置在箱体5中，烘干设备的烘干房1、初级分离器2、次级过滤器3，和风机4，则单独设置，通过连通的密闭管路连接。
烘干装置使用上述原料的烘干方法，进行工农业产品用原料11的烘干加工，并通过无线wifi，远程智能控制所述烘干装置。
上述设置，便于安装、控制，当然，烘干装置也可以将烘干房1、初级分离器2、次级过滤器3、风机4、第1制冷系统51、第2制冷系统52、第3制冷系统53、热回收器54，和余热热回收器56，一体设置，放置在一个箱体内，或者根据工程安装需要，以及场地大小，灵活地将部分设备一体设置，另外的则单独分开设置。
为进一步回收其它状态的热源热量，减少这部分人员直接对外排放，所导致的污染，优选地，还设置烟气处理装置6，烟气处理装置6，可对外界设备，排出的高温烟气，进行过滤、脱硫、脱硝、除臭，以及除去烟气中水分后，变为高温干烟气，混合被处理的干燥热空气，最终用于工农业产品用原料11的烘干。
烟气处理装置6设置，可参考图2中，第2实施例原理图，从图2可以看出，烟气处理装置6包括除湿设备62、脱硫、脱硝、除臭设备63、过滤设备64，外界设备排放的高温烟气，从烟气进口65进入后，先流过过滤设备64，过滤后，继续流过脱硫、脱硝、除臭设备63，经过脱硫、脱硝、除臭后，最后流经除湿设备62，经过除湿设备62的除湿，通过打开的风阀61，同最终经过流出单向阀57，处理的干燥热空气混合，一块流入烘干房1中，干燥工农业产品用原料11。
实施例2，相对于实施例1，仅仅是在实施例1流进烘干房1的干燥高温空气中，连接烟气处理装置6，用于额外处理外接设备排出的高温烟气；而对湿空气的处理，同上述实施例1的处理，这里不再累述，
除湿设备62，可根据实际情况，既可以采取实施例1的制冷系统除湿，也可以单纯采取物理除湿，比如采取吸湿材料除湿，或者采取制冷+吸湿材料方式，混合方式除湿。
本发明，可以有效对颗粒状的工农业产品用原料11，进行烘干处理，优选地，颗粒状的工农业产品用原料11，为金霉素、花椒，或者川贝等原料。
除上述颗粒状的工农业产品用原料11外，还可以对其它形状，且直径大于隔板12通孔直径的工农业产品用原料11，比如面条等原料，可在烘干房1上部，悬挂挂面等方式，进行烘干处理。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，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实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种工农业产品用原料烘干方法，原料显颗粒状，其特征在于，包括以下烘干步骤：
第1步、所述工农业产品用原料均匀放置于封闭的烘干房内；
第2步、经过处理的，干球温度60～90℃，相对湿度＜15%的干燥热空气，通过风机转动，强制通过密闭管路，流入所述烘干房；
第3步、流入所述烘干房的热空气，流过所述工农业产品用原料表面，吸收所述工农业产品用原料的水分，干燥所述工农业产品用原料；
第4步、吸收所述工农业产品用原料的水分后，干燥热空气变为湿空气，通过密闭管路，流出所述烘干房；
第5步、流出所述烘干房的湿空气，通过密闭管路，进入初级分离器，初步过滤湿空气中较大颗粒杂质；
第6步、经过所述初级分离器分离的湿空气，进入次级过滤器，继续过滤湿空气中较细颗粒杂质；
第7步、流出所述次级过滤器的湿空气，通过密闭管路，进入第1级降温和除湿换热器，通过外界提供的冷量，降低湿空气温度至30～40℃，并除去湿空气中部分水分；
第8步、流出所述第1级降温和除湿换热器后，通过密闭管路，交叉流入热回收器中，释放热量给同时交叉流过所述热回收器的干燥空气，湿空气温度降低为40～50℃；
第9步、流出所述热回收器后，除去部分水分的湿空气，通过密闭管路，经过多级制冷系统提供的冷热量，分别对湿空气的干湿球温度进行调节，调节过程为：
降温阶段，
第1级调节：干球温度20～25℃、相对湿度30～40%；
底2级调节：干球温度12～15℃、相对湿度15～30%；
第3级调节：干球温度5～10℃、相对湿度＜15%；
在降温阶段，最终完成湿空气的除湿，变为低温干燥空气，然后低温干燥空气，进入升温阶段，流过所述制冷系统的蒸发器所对应的冷凝器，通过所述制冷系统中的高温气态制冷剂，在所述制冷系统的冷凝器中，冷凝释放的热量，逐级加热低温干燥空气，最终低温干燥空气的出风温度＞40℃，相对湿度＜15%，变为干燥空气；
第10步、所述制冷系统处理的干燥空气，通过密闭管路，交叉进入所述热回收器，吸收流出所述烘干房的湿空气热量，温度升高为40～45℃
第11步、流出所述热回收器的干燥空气，通过密闭管路，继续流入余热热回收器中，通过外界的余热量，继续加热干燥空气温度至60～90℃，变为干燥热空气，并循环流入所述烘干房内，烘干所述工农业产品用原料。
2.根据权利要求1所述工农业产品用原料烘干方法，其特征在于，所述初级分离器，为旋风分离器。
3.如权利要求2所述工农业产品用原料烘干方法，其特征在于，所述次级过滤器，为布袋式过滤器。
4.如权利要求3所述工农业产品用原料烘干方法，其特征在于，所述热回收器，为全热回收器。
5.如权利要求4所述工农业产品用原料烘干方法，其特征在于，多级设置的所述制冷系统的蒸发器，用于湿空气逐级降温和除湿，对应的所述制冷系统的冷凝器，则用于除去水分的干燥空气的逐级升温。
6.如权利要求5所述工农业产品用原料烘干方法，其特征在于，多级设置的所述制冷系统，为三级，第1级所述制冷系统的蒸发器用于终级降温和除湿，对应的所述制冷系统的冷凝器用于初级升温；第2级所述制冷系统的蒸发器用于次级降温和除湿，对应的所述制冷系统的冷凝器用于次级升温；第3级所述制冷系统的蒸发器用于初级降温和除湿，对应的所述制冷系统的冷凝器用于终级升温。
7.如权利要6所述工农业产品用原料烘干方法，其特征在于，第1和第2级所述制冷系统，为定频系统；第3级所述制冷系统，为变频系统。
8.如权利要求7所述工农业产品用原料烘干方法，其特征在于，所述余热热回收器，回收余热为发动机冷却水、锅炉余热水、地下热水或太阳能热水的热量。
9.一种烘干装置，其特征在于，包括所述烘干房、热回收器、制冷系统、余热热回收器、初级分离器、次级过滤器和风机，所述烘干装置的热回收器、制冷系统，和余热热回收器一体设置，所述烘干装置的烘干房、初级分离器、次级过滤器和风机则单独设置，通过连通的密闭管路连接；所述烘干装置使用权利要求1～8任意一项所述工农业产品用原料的烘干方法，进行烘干加工，并可通过无线wifi，远程智能控制所述烘干装置。
10.如权利要求9所述烘干装置，其特征在于，还设置烟气处理装置，所述烟气处理装置，可对外界设备，排出的高温烟气，进行过滤、脱硫、脱硝、除臭，以及除去烟气中水分后，变为高温干烟气，与最终流入所述烘干房的干燥热空气混合后，循环用于所述工农业产品用原料的烘干；所述工农业产品用原料，为金霉素、花椒或川贝。
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