本发明专利技术涉及一种在湿物料干燥过程中产生低压过热蒸汽并以其作为内部循环干燥介质实施物料干燥功能的装置。本装置利用外部的导热油循环系统供应高温导热油作为干燥装置的传热介质，利用经过再热循环的低压过热蒸汽作为干燥装置的部分干燥介质，由这两种不同温度条件的工作介质向干燥装置提供所需热量，并通过内置导热油加热盘管向物料干燥过程中被蒸发的蒸汽和经增压和再热后进入干燥装置内循环的低压过热蒸汽加热，以保持蒸汽在换热过程中始终处于适当的过热状态，干燥装置内的低压过热蒸汽在自下而上的流动中与自上而下运动的物料直接接触，并通过二者之间的对流换热及传质扩散，达到加热和干燥物料的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低压过热蒸汽干燥物料的装置，具体为采用干燥装置内部加热方式，在干燥湿物料的过程中加热和产生低压过热蒸汽并以其作为内部循环干燥介质，干燥介质在自下而上的流动中与自上而下运动的物料直接接触，通过二者之间的对流换热和传质扩散，达到加热和干燥物料的目的，同时使干燥过程达到物料干燥质量好、安全高效节能和环境友好的综合效果。
技术介绍
干燥作为产品加工过程中的一种重要工艺技术，已经广泛地应用于化工、能源、医药、食品、农业、矿业及环保等领域。直接加热干燥和间接加热对流干燥是两种不同的加热干燥方式，二者的差异在于干燥过程中是否利用一种中间传热媒介作为干燥介质实施加热干燥功能。间接加热对流干燥方式利用一种干燥介质在被干燥物料之间流动并与其直接接触，通过二者之间的对流传热和传质扩散，将干燥介质携带的热量传递给湿物料，同时使湿物料中的水分吸热汽化后扩散，由干燥介质将其携带走，并达到干燥物料的目的。过热蒸汽干燥是一种无空气间接加热干燥方法。利用过热水蒸汽作为干燥和传热介质对物料进行干燥，与利用热风和高温烟气作为干燥介质相比，过热蒸汽干燥具有传热系数大、传质阻力小、热能利用效率高、干燥后物料质量高、无氧化和燃烧危险、可对所排放蒸汽中的热量及冷凝水回收利用且对环境友好等优点。采用过热蒸汽干燥方法，通常情况下是将由外部锅炉产生的过热蒸汽送入干燥装置对被干燥物料进行加热，并使物料中的含水达到饱和状态，被干燥物料湿表面上大部分水分以蒸发方式离开物料，从而使物料得到脱水干燥。在物料干燥过程中，作为干燥介质的过热蒸汽因加热物料而失去热量，再加之与物料中水分蒸发产生的湿饱和蒸汽混合，使得过热蒸汽的温度下降，同时使饱和蒸汽温度升高，二者的混合蒸汽也变成过热蒸汽，但混合后过热蒸汽的过热程度降低。随着物料中更多水分的蒸发并继续与过热蒸汽混合，当混合蒸汽的温度降至其所处环境压力下的饱和温度时，混合蒸汽即失去了其作为干燥介质的工作能力。如果在混合蒸汽失去其干燥能力后使其继续与物料直接接触，虽然其具有大量的汽化潜热仍然能够作为传热介质，可以对温度更低的物料实施加热，但此时对其汽化潜热的利用已无助于对接近及达到饱和温度的物料进行干燥，甚至会使前期已实施的物料干燥工作降低效果。在过热蒸汽干燥过程中，影响干燥介质与被干燥物料之间换热强度的主要因素是二者间的温差和干燥介质的比热容。由于过热蒸汽可以在不提高其工作压力的情况下提高其过热温度，故通过加热方式适当提高干燥介质的温度并不困难，但加热温度太高则会对那些具有温度敏感性的物料干燥带来新的问题。干燥介质的比热容越大，其携带热量的能力越强，且其对流换热系数越大。由于过热蒸汽在过热条件下的比热容很小，其能够携带用于干燥物料的有效热量不大于其所处环境压力下的过热蒸汽与饱和蒸汽之焓差，事实上，在过热蒸汽温度为200°C，绝对压力为0. IMPa的条件下，二者之间的焓差仅为其过热蒸汽焓值的6. 86%，由于这部分热量在过热蒸汽焓值中所占的比例太小，它会直接影响到干燥介质的工作能力和干燥装置的工作效率，考虑其比热容的条件，过热蒸汽并不是一种十分理想的干燥介质。换句话说，在相同工作压力条件下，饱和蒸汽的特性使其不适于作为干燥介质，过热蒸汽与饱和蒸汽相比具有更高的过热温度和不饱和度，故其具有更高的传热驱动力和携带水分的能力，但因其在过热条件下的比热容较小，不能依靠自身的携热能力在干燥过程中为物料提供足够的干燥所需有效热量，这是过热蒸汽干燥技术存在的一个需要解决大问题。依据传热学原理，温差是传热过程的驱动力，通过提高或保持干燥介质与物料之间的适当温差，可使干燥过程的效率和能力得到提高。作为干燥介质，在传热过程中过热蒸汽的比热容小也有其优势的作用，即当过热蒸汽失去热量时会快速降低温度，但当其获得热量时也会快速升高温度，如果在干燥过程中能够及时对因失去热量而降温的过热蒸汽补充热量，则能够使其在获得热量补充时提高其温度。为了防止干燥介质的干燥能力在某一干燥阶段明显减低，可向干燥装置内部引入一种具有更高工作温度并能携带更多热量的传热介质，由该传热介质及时对干燥介质进行加热并为其提供足够热量，即可通过二者之间的间接换热达到提高或保持干燥介质工作温度的目的，同时，由于在干燥过程中能够对过热蒸汽的降温和升温变化加以控制，则干燥装置内部的工艺过程即成为一个可控制的动态平衡过程。根据湿物料干燥过程的干燥特性和传热理论分析，干燥过程可分为三个阶段，即预热阶段、恒速蒸发阶段和降速蒸发阶段。因物料的性质及含水率不同，不同条件的物料在同一干燥过程中所处的某个阶段，通常以其干燥速率的变化状况界定，各阶段之间并无一个明确的分界点，但在三个阶段中干燥介质与物料之间的加热条件和干燥特性具有很大差异，其差异的结果表现在干燥介质与物料之间的温差和所能提供的有效热量对物料的干燥速率及干燥装置工作效率的影响是不同的。如果过热蒸汽干燥装置按照干燥过程三阶段所需要的不同传热条件及干燥特点设计，根据不同物料条件并在其干燥过程中的不同阶段， 提供最佳干燥速率条件下的相应温差并适时为其提供足够的有效热量，同时通过对干燥介质操作条件的适度调控，以满足物料性质及其含湿量的变化，则干燥装置的热效率和干燥能力即可达到最佳状态。专利号为0^27235. 8的专利技术专利“利用过热蒸汽干燥颗粒制品的设备”披露了一种过热蒸汽干燥装置，该装置由一个水平安置的干燥腔、一个垂直安置的热交换器及一个用于分离蒸汽和被干燥颗粒制品的装置组成。其特征在于圆筒形容器干燥腔的内部安装有转动的提升导流板，可将干燥腔下部的物料提升或搅动，使其与通过干燥腔的过热蒸汽充分接触并被干燥，该装置通过所配置的外置式热交换器对循环蒸汽加热并使其变为过热蒸汽，再次送入干燥腔作为干燥介质工作。但由于过热蒸汽在干燥腔内无法得到适时的加热升温和热量补充，在干燥过程中过热蒸汽的温度及其干燥能力会出现明显降低。由美国专利号为5，357，686中已知的是，在立式的圆形流化床干燥室内使颗粒状物料与过热蒸汽充分接触，通过设置在干燥室中心处的一台管壳式过热蒸汽换热器将干燥过程中产生的低温蒸汽再加热，使其变为过热蒸汽，并将其一部分过热蒸汽送入流化床干燥室再循环干燥物料。流化床干燥装置具有较高的干燥效率，但其所用过热蒸汽及干燥室内的工作压力需要在0. 3MPa之上。由申请号为200910045134.4的专利技术专利“带有内加热器的可重复利用的增压过热蒸汽干燥方法及装置”中已知的是，该干燥装置是由多级带有内加热器的流化床干燥机组成，其特征是，第一级干燥机内加热器的加热介质是由外部供应的过热蒸汽，在该级干燥机内物料被干燥过程中产生的过热蒸汽经过增压，作为本级干燥介质循环使用和后一级干燥机内加热器的加热介质，而由后一级干燥机产生的过热蒸汽被用于本级干燥介质的循环和下一级干燥机的加热，直至最后一级干燥机将本级循环使用的干燥介质除外的剩余蒸汽排出系统，以期获得更高的系统能源利用效率。但是该方法涉及的干燥系统在利用前一级干燥机产生的过热蒸汽作为下一级干燥机加热介质时，并未能确定该级过热蒸汽所具有的温度及其携带热量能否在下一级干燥机内继续加热并产生过热蒸汽或蒸汽。由申请号为200920318687.8的技术专利“一种间接换热回转类过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李树田，
申请(专利权)人：李树田，
类型：发明
国别省市：
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