一种带式低压过热蒸汽干燥装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种使用低压过热蒸汽干燥物料的带式干燥装置，是一种具有加热干燥介质和干燥物料双重功能的卧式气流干燥装置。所述带式低压过热蒸汽干燥装置采用内部加热的方式，对在其内部循环流动的低压过热蒸汽连续加热，并将其作为干燥介质循环使用，干燥介质在干燥装置内部强制流动中与随着内置带式输送机作水平移动的湿物料直接接触，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。

【技术实现步骤摘要】
一种带式低压过热蒸汽干燥装置
本专利技术属于工业干燥的
，涉及一种使用低压过热蒸汽干燥物料的带式干燥装置，其工作原理是采用干燥装置内部加热方式，对循环流动的低压过热蒸汽连续加热，并以其作为干燥介质循环使用；在干燥装置内部强制流动的干燥介质与随着内部设置的带式输送机作水平移动的湿物料直接接触，经由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，同时通过对干燥介质工作参数及物料处理量的调节，实现对干燥过程的自主控制，获得物料干燥质量好、安全、高效、节能和环境友好的综合效果。技术背景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。间接加热的气流干燥方式利用加热的气体作为干燥介质，在加热设备和被干燥物料之间流动，由加热设备对干燥介质进行加热，流动的干燥介质与被干燥物料相对运动并直接接触，通过二者之间的对流传热和传质扩散，干燥介质将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，并由干燥介质将其携带走，达到干燥物料的目的。利用低压过热蒸汽作为干燥介质，通过干燥介质对含湿物料进行干燥，是一种无空气的间接加热气流干燥方法。将过热的水蒸汽作为干燥和传热介质对物料进行干燥，与使用热风和高温烟气作为干燥介质相比，过热蒸汽具有传热系数大、传质阻力小、经再加热后可循环使用、热能利用效率高、干燥后物料质量高、无氧化和燃烧危险、排放蒸汽中的热量及冷凝水易于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，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，使得混合后过热蒸汽的过热程度降低；随着物料中更多水分被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对温度更低的物料实施加热，但此时对其汽化潜热的利用即会产生一定数量的凝结水，因此其实际上已失去了对湿物料进行干燥的能力，甚至还可能降低前期已实施的干燥工作效果。在过热蒸汽干燥物料的过程中，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，影响其干燥强度的主要因素是二者间的相对流速和干燥介质的不饱和程度。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，故通过加热的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状态下的比热容很小，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，考虑其比热容的条件，过热蒸汽并不能算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程度，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所需有效干燥热量，这是过热蒸汽干燥技术存在的一个需要解决大问题。作为干燥介质，过热蒸汽的比热容小是一个缺点，但在传热过程中也有其优势的另一个方面，即当过热蒸汽失去热量时会快速降低温度，当其获得热量时也会快速提升温度，如果仅仅将其作为在干燥过程中用于传热和传质的中间工作介质，能够及时对因失去热量而降温的过热蒸汽补充具有更高温度的热量，则能够使其在获得热量补充的同时提高其温度。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够携带更多热量的传热介质，由该传热介质在干燥过程中及时对干燥介质进行加热并提供足够热量，即通过传热介质与干燥介质二者之间的适时热量传递，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通过干燥装置内部的连续加热对干燥介质适时补充热量，即可实现对其工作温度的精确控制，则该干燥工艺的换热和传质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及传质理论分析，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，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的干燥特性及所需要的不同传热和传质条件进行设计，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ZL 02827235.8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ZL 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ZL 200920318687.8的技术专利“一种间接换热回转类过热蒸汽褐煤干燥系统”中已知的是，采用饱和蒸汽为传热介质，通过在回转式干燥机内设置的内置换热管加热褐煤，用于产生蒸汽并干燥褐煤，一部分排放蒸汽经由循环风机加压和加热成为过热蒸汽，然后进入干燥机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带式低压过热蒸汽干燥装置，所述装置通过内部设置的卧式加热盘管对在其内部循环流动的蒸汽连续加热并保持过热状态，加热后的低压过热蒸汽在流动过程中与所述装置内部的带式输送机运送的待干燥物料直接接触，通过二者之间的对流传热和传质扩散作用，对物料实施加热和干燥。

【技术特征摘要】
1.一种带式低压过热蒸汽干燥装置，所述装置通过内部设置的卧式加热盘管对在其内部循环流动的蒸汽连续加热并保持过热状态，加热后的低压过热蒸汽在流动过程中与所述装置内部的带式输送机运送的待干燥物料直接接触，通过二者之间的对流传热和传质扩散作用，对物料实施加热和干燥。2.按照权利要求1所述的装置，所述装置具有加热干燥介质和干燥物料双重功能，是一种卧式气流干燥装置，包括卧式盘管干燥器(I)、循环蒸汽增压风机(2)、蒸汽冷凝器(3)及其抽真空风机(4)、和蒸汽发生器(5)及其给水泵(6);上述各部件的连接顺序如下:循环蒸汽增压风机(2)的蒸汽入口和出口分别与卧式盘管干燥器(I)的循环蒸汽外加热通道出口和循环蒸汽进口连接；蒸汽冷凝器(3)的蒸汽进口与卧式盘管干燥器(I)的蒸汽排汽口连接，抽真空风机(4)与蒸汽冷凝器(3)的顶部排汽口连接；蒸汽发生器(5)的蒸汽出口与卧式盘管干燥器(I)的循环蒸汽进口连接，给水泵(6)的进出口分别与蒸汽冷凝器(3)和蒸汽发生器(5)连接。3.按照权利要求2所述的装置，其中卧式盘管干燥器(I)包括加热干燥室(7)、前端箱(8)和后端箱(9);加热干燥室(7)是卧式盘管干燥器(I)的主体和中间部分，用于对在其内部循环流动的干燥介质进行连续加热，并通过干燥介质对装置内部的物料进行干燥；前端箱(8)是卧式盘管干燥器(I)的前端部分，用于接收和转送由外部供入卧式盘管干燥器(O的待干燥物料和对其预热，并且用于将所述装置的带式输送机(15)的驱动装置及给料器(24)与加热干燥室(7)分隔；后端箱(9)是卧式盘管干燥器(I)的后端部分，用于将干燥后的物料送出卧式盘管干燥器(1)，并且用于将所述装置的卸料器(27)与加热干燥室(7)分隔。4.按照权利要求3所述的装置，其中加热干燥室(7)包括导热油加热盘管组(11)及其钢制外壳(12)、导热油进出口管组(20，21)、设置在导热油加热盘管组(11)内腔中的带式输送机(15)和输送机机架(16)及其滑轨(17)、循环蒸汽进口管组(18)、干燥介质分配管(19)、进出口蒸汽温度测量装置(22，23)和其它内部附件；导热油加热盘管组(11)是加热干燥室(7)的加热部件，由钢管弯制成螺旋状的单层盘管或同心双层盘管构成，其外形是卧式圆柱体或卧式矩形柱体，被安装在钢制外壳(12)的内部；同心双层盘管结构的导热油加热盘管组(11)，其外层盘管组(Ila)和内层盘管组(Ilb)之间保持有一定的间隔，形成一个环形或矩形截面的 通道，该通道为干燥介质的内循环加热通道(14);同心双层盘管结构的外层盘管组(Ila)的外侧管壁，或单层盘管结构的导热油加热盘管组(Ila)的外侧管壁，与其钢制外壳(12)之间都具有一定间隔，形成一个环形或矩形截面的夹套结构，该夹套的前端是开放的，作为循环干燥介质的入口，其末端是封闭的，在靠近该封闭端处设置一个干燥介质的出口，该夹套是干燥介质的外循环加热通道(13);加热干燥室(7)的前端和后端部各设置有蒸汽温度测量的装置(22，23)。5.按照权利要求4所述的装置，其中所述带式输送机(15)是在加热干燥室(7)内水平移动待干燥物料的输送设备；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈南岭，
申请(专利权)人：北京康威盛热能技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：