CN101876503A - 一种物料的顺流干燥装置及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种物料的顺流干燥装置及工艺方法,可广泛应用于化工、煤炭、建材和冶金等领域。该干燥装置由裹着隔热保温层的壳体,安装在壳体上的进料斗、卸料斗、热气流进气口、热气流出气口、导流块或导流条和导流板组成。该工艺主要为待干燥物料在送入装置后,立即与从热气流进气口送入的热气流相遇,并在布有导流块或导流条的区域发生热交换,水分蒸发,气流温度降低。接下来在导流板形成的物料瀑布处继续进行热交换,直到物料达到干燥标准后,物料和气流都在***底部离开***。整个装置处于负压状态。本发明采用顺流干燥,具有出力大、效率高、污染小、能耗低的特点。并且解决了小颗粒过干燥和出料温度过高容易自然的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种物料的干燥设备和工艺,可广泛的应用于化工、煤炭、建材、冶金等领域。
背景技术
干燥技术从干燥的机理上来看,分为直接加热、间接加热两类。而直接加热分为物理干燥和化学改性两类。
直接干燥中,目前最成熟的技术是回转管式干燥技术,但是其能耗高、占地面积大,并且由于物料和干燥介质接触不均匀,常常会引起传热的问题。由于干燥机理上的限制,该类装置的单机出力很难扩大。采用热风作为干燥介质的流化床干燥技术虽大大提高了热能的利用效率,提高了单机出力,但是能耗高,进入干燥器的原料粒度要求严格,否则会引起流化控制的问题,限制了流化床干燥技术的发展。
间接干燥主要是采用低压蒸汽作为热源,在流化床中以埋管的形式间接加热物料。但是物料的粒度同样有着严格的要求,而流化能耗并未改善。
另外一些机械脱水、热压脱水、高温高压脱水等工艺方法,目前还很不成熟,处在实验室阶段。从干燥介质来看,使用含氧高的干燥介质,容易在局部过热的情况下发生自燃的危险。而使用水蒸汽作为干燥介质,又需要克服水的气化潜热,造成巨大的能源浪费。
近些年来一种振动混流干燥方法引起了人们的关注。该方法主要为物料由锁气式给料机送入振动混流干燥器***,之后物料在向下运动的过程中与向上的热气流进行热交换和水分蒸发。物料送入***后落在振动干燥床上,通过振动床的振动和向上流动的热气流的作用下被反复洒落流化干燥。上层床的颗粒落入下层床后又被热气流进一步干燥,直至达到合格水分再由锁气式卸料器排出。这种方法具有一定得优势,但是由于振动干燥板上的物料流化控制的难度很大,振动床物料层的压降大,物料扬起所需要的动力很大,带来了很大的能耗。另外,由于设计原理的原因,小颗粒被向上的气流不断抬起,在***内停留时间长,过干燥的问题不能得到很好的解决,控制不当容易带来安全隐患。并且由于此***采用物料和气流逆流的方式,物料出口处气流和物料都处于最高温度,控制不当有发生自然的危险,这便限制了干燥气流的温度,使得干燥的效果受到不良影响。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的是提供一种能耗小,效率高,可避免小颗粒过干燥和物料出口温度过高的顺流干燥装置和工艺方法。
本发明的技术方案如下:
一种物料的顺流干燥装置,该装置包括壳体,包裹在壳体外的密封保温层,设置在壳体内的导流板,热气流进气口和热气流出气口,在所述壳体顶部设有一个以上的进料斗,在壳体底部设有卸料斗,其特征在于:所述的热气流进气口布置在壳体的侧上部,热气流出气口布置在壳体的侧下部,在所述壳体的内上部叉排分布着导流块或导流条,在壳体的中下部安装有交错向下倾斜的导流板,每层导流板的三个边与壳体固定,且整体呈“Z”形。
上述物料的顺流干燥装置,所述的导流板向下倾斜与水平面的夹角为25°~70°。所述的卸料斗为料封式卸料斗。
本发明基于上述装置提供了一种物料的顺流干燥工艺方法,包括如下步骤:
1)将待干燥的物料从干燥装置顶部的进料斗送入装置内,在重力的作用下下落,进入布置有导流块或导流条的区域,同时,热气流从装置侧上部的热气流进气口横送入装置内,在布置有导流块或导流条的区域与物料相遇,使物料在此区域中反复反弹和碰撞,并与热气流发生换热,之后在热气流带动下,物料落到第一层导流板上;
2)物料在重力作用下沿导流板下滑,在导流板的前边缘形成瀑布,落在第二层导流板上,夹带着部分小颗粒物料的热气流绕过导流板向下蛇形运动,在导流板物料层表面和物料瀑布处发生换热;
3)以此类推,在每一层导流板物料层表面和物料瀑布处都发生相似的换热过程,直到物料经最后一次瀑布换热后落入卸料斗排出干燥装置,热气流在引风机的作用下从热气流出气口排出干燥装置,并使装置内整体呈负压状态。
上述干燥工艺方法中,所述的热气流可采用热烟气,热气流宏观向下的速度为0.2m/s~5.6m/s,温度范围为100℃~300℃,含氧量范围为0%~13.4%。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及突出效果:
①壳体内上部的导流块或导流条延长了物料在壳体内上部的停留时间,在此区域换热剧烈,热气流温度显著下降,物料中水分大量蒸发。
②导流板固定,无需消耗能量,大大减少了装置的能耗。
③采用顺流方式,热气流温度最高处恰好是物料温度最低处,而卸料斗处物料温度虽然最高,但此处气流的温度最低,壳体内底部物料和热气流都可维持在78℃~100℃,因此解决了出料温度过高的问题。
④顺流也使得小颗粒在***内的停留时间减少,解决了小颗粒的过干燥问题,有效地防止了***内的自燃和***的倾向。
⑤由于本***采用封闭式负压的结构,装置内的气体无法外泄,有效地减少了对环境的污染。
综上所述,本发明是一种较好的物料干燥装置和工艺方法,使用本***通常可使含水量降低15%以上,具有良好的干燥效果,尤其适宜煤炭行业的干燥脱水。
附图说明
图1为本发明提供的顺流干燥装置的结构示意图。
图2为图1中A-A截面示意图。
图3为图1中B-B截面示意图。
图中:1-壳体;2-密封保温层;3-热气流进气口;4-进料斗;5-导流块或导流条;6-导流板;7-导流板支架;8-热气流出气口;9-卸料斗;10-物料流行进路线;11-热气流行进路线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体结构、工作过程和具体实施方式作进一步的描述。图1是整个顺流干燥装置的结构示意图。该装置含有壳体1,包裹在壳体外的密封保温层2,设置在壳体内的导流板6和导流板支架7,热气流进气口3和热气流出气口8,在所述壳体顶部设有一个以上的进料斗4,在壳体底部设有卸料斗9,卸料斗9为料封式卸料斗。热气流进气口3布置在壳体1的侧上部,热气流出气口8布置在壳体1的侧下部,壳体1的内上部叉排分布着导流块或导流条5,在壳体1的中下部安装有交错向下倾斜的至少一层导流板6,每层导流板6的三个边与壳体1固定,且整体呈“Z”形。导流板6向下倾斜与水平面的夹角为25~70°。
图2是A-A截面示意图,图中表明导流块或导流条5叉排布置,两端与壳体1固定。
图3是B-B截面示意图,图中表明导流板6三边与壳体1固定。
本发明的工作过程如下:
物料从进料斗4进入到装置,在重力的作用下下落,进入布置有导流块或导流条5的区域。与此同时,温度为100℃~300℃、含氧量0%~13.4%的热气流从***侧上部的热气流进气口3送入***,与物料相遇,并发生强烈的换热过程。物料在重力和热气流的共同作用下,在此区域中物料反复的反弹碰撞,停留时间延长,水分剧烈蒸发,热气流的温度也迅速下降。在重力和热气流的共同作用下,物料落在第一层导流板6上。在重力和热气流的作用下,导流板6上的物料缓缓下滑,从导流板6的前边缘落下。这样,在第一层和第二层导流板6之间形成物料瀑布。热气流绕过导流板6向下蛇形运动,与堆积在导流板上的物料层的表面发生换热,也在物料瀑布处发生换热。以此类推,物料在每两层导流板6之间形成了物料瀑布,在每层导流板6物料层表面和物料瀑布处都发生类似的换热过程。直到物料与气流在最后一层导流板6下发生最后一次瀑布换热后,物料由卸料斗9排出装置,气流在引风机的作用下由热气流出气口8送出装置。控制风机的出力使得***整体上处于负压。整体上物料的运动路线见图1中10所示,整体上气流运动路线见图1中11所示。气流宏观上向下的速度为0.2m/s~3.5m/s。
使用本发明的顺流干燥装置及工艺方法,效率高出力大。壳体内上部的导流块或导流条延长了物料在壳体内上部的停留时间,在此区域换热剧烈,热气流温度显著下降,物料中水分大量蒸发。导流板固定,无需消耗能量,大大减少了装置的能耗。采用顺流方式,热气流温度最高处恰好是物料温度最低处,而卸料斗处物料温度虽然最高,但此处气流的温度最低,壳体内底部物料和热气流都可维持在78℃~100℃,因此解决了出料温度过高的问题。顺流也使得小颗粒在***内的停留时间减少,解决了小颗粒的过干燥问题,有效地防止了***内的自燃和***的倾向。由于本***采用封闭式负压的结构,装置内的气体无法外泄,有效地减少了对环境的污染。总之,本发明是一种较好的物料干燥装置和工艺方法,使用本***通常可使含水量降低15%以上,具有良好的干燥效果,尤其适宜煤炭行业的干燥脱水。
如上所述,已经清楚详细地描述了本发明的技术方案。对于本发明的实施示例,在不背离本发明所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下,可以在细节处细化和修改。另外,实施示例仅为了描述技术方案,不应认为是对本发明保护范围的具体限制。
Claims (6)
1.一种物料的顺流干燥装置,含有壳体(1),包裹在壳体外的密封保温层(2),设置在壳体内的导流板(6),热气流进气口(3)和热气流出气口(8),在所述壳体顶部设有一个以上的进料斗(4),在壳体底部设有卸料斗(9),其特征在于:所述的热气流进气口布置在壳体的侧上部,热气流出气口布置在壳体的侧下部,在所述壳体的内上部叉排分布着导流块或导流条(5),在壳体的中下部安装有交错向下倾斜的至少一层导流板,每层导流板的三个边与壳体固定,且整体呈“Z”形。
2.按照权利要求1所述的一种物料的顺流干燥装置,其特征在于:所述的每层导流板向下倾斜与水平面的夹角为25~70°。
3.按照权利要求1或2所述的一种物料的顺流干燥装置,其特征在于:所述的卸料斗为料封式卸料斗。
4.采用如权利要求1所述装置的一种物料的顺流干燥工艺方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
1)将待干燥的物料从干燥装置顶部的进料斗送入装置内,在重力的作用下下落,进入布置有导流块或导流条的区域,同时,热气流从装置侧上部的热气流进气口送入装置内,在布置有导流块或导流条的区域与物料相遇,使物料在此区域中反复反弹和碰撞,并与热气流发生换热,之后在热气流带动下,物料落到第一层导流板上;
2)物料在重力作用下沿导流板下滑,在导流板的前边缘形成瀑布,落在第二层导流板上,夹带着部分小颗粒物料的热气流绕过导流板向下蛇形运动,在导流板物料层表面和物料瀑布处发生换热;
3)以此类推,在每一层导流板物料层表面和物料瀑布处都发生相似的换热过程,直到物料经最后一次瀑布换热后落入卸料斗排出干燥装置,热气流在引风机的作用下从热气流出气口排出干燥装置,并使装置内整体呈负压状态。
5.按照权利要求4所述的一种物料的顺流干燥工艺方法,其特征在于:所述的热气流宏观向下的速度为0.2m/s~5.6m/s。
6.按照权利要求4所述的一种物料的顺流干燥工艺方法,其特征在于:所述的热气流采用热烟气,烟气温度为100℃~300℃,含氧量为0%~13.4%。
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Legal Events
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120502 Termination date: 20151203 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |