CN114984600B - 一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置及干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置及干燥方法，属于工业干燥技术领域。所述干燥装置包括柱形的机体，所述机体的内部为干燥室，所述干燥室的上部均布有多个雾化喷头，所述雾化喷头连接有进料管线和压缩空气管线，所述干燥室的底部设置有送风室，所述送风室有多个均压风室构成，所述均压风室的上表面封有一层均风板，所述均风板上均布有多个出风孔，所述雾化喷头对应设置在均压风室的正上方，所述机体的顶部开有多个排风口，所述排风口管道连接有旋风分离器，所述机体的侧面下部开有粗料出口。本发明设计的干燥装置干燥强度大，效率高，处理能力强。

Description

一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置及干燥方法
技术领域
本发明涉及工业干燥技术领域，具体涉及一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置及干燥方法。
背景技术
目前浆状物料或溶液的干燥基本采用喷雾干燥技术，现有的喷雾干燥技术基本采用塔式结构，但喷雾干燥技术干燥强度小，导致设备体积庞大，从而导致占地面积及空间均较大，设备投资额巨大，而且容易在设备的内壁形成物料粘结，造成浪费；而离心喷雾干燥技术采用的动设备较多，故障率高，日常应用维护的成本较高。
在目前现有的干燥技术中对撞流干燥技术也有着较为广泛的应用，但是对撞流干燥技术多用于谷物、粮食、木屑等的干燥过程，对浆状物料或溶液的干燥并不适用。现有的对撞流干燥机处理浆状物料或溶液时，干燥室壁面易粘壁，不能长时间稳定运行，易积料且布风不均，单机处理能力小；而且，当前的对撞流干燥技术只能用于初步干燥，不适合深度干燥（干燥产品含水率≤5%）。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明专利设计了一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置，以解决现有干燥设备占地面积大，建设、使用成本高等问题。
本发明专利所采用的技术方案为：所述干燥装置包括柱形的机体，所述机体的内部为干燥室，所述干燥室的上部均布有多个雾化喷头，所述雾化喷头连接有送料管线和压缩空气管线，雾化喷头的喷口朝下，所述干燥室的底部设置有送风室向上吹风，所述送风室由一个或多个均压风室构成，所述均压风室的上表面封有一层均风板，所述均风板上均布有多个出风孔，所述雾化喷头对应设置在均压风室的正上方，所述机体的顶部开有多个排风口，所述排风口管道连接有旋风分离器，所述机体的侧面下部开有粗料出口。
进一步的，所述均风板的中心正对上方雾化喷头的位置开有大孔径的湍流强化风口，所述湍流强化风口连接独立的送风管线。
进一步的，所述机体的内壁在干燥室上侧位置设置有吹扫管，所述吹扫管下侧设置有一排吹扫支管，吹扫支管的出风方向朝向机体的内壁，所述吹扫管上的各吹扫支管的朝向角度交替存在差异，出风能够覆盖整个干燥室的内壁。
进一步的，所述旋风分离器的排风口通过管线依次连接有布袋除尘器和引风机。
进一步的，引风机的出风端通过管线连接有两台换热器，两台换热器分别设置于雾化喷头的送料管线和压缩空气管线上。
进一步的，所述送风室的各均压风室分别通过送风管线连接送风装置，所述送风装置包括鼓风机和空气加热器。
进一步的，所述均压风室的底面从其进风口向内呈逐渐向上倾斜状，所述均风板由多层孔板构成，且相邻两层孔板上的出风孔错位设置。
进一步的，所述均风板由两层孔板构成，其中下层孔板的开孔率在15%˜40%，增加布风阻力，更好的实现风室的均压目的；上层孔板开孔率在2%~15%，增加小孔气速，更好的增加对撞湍流程度，强化干燥过程的传热传质。
进一步的，所述雾化喷头与底部的送风室的均风板之间的间距离为500 mm~3000mm。
同时，本发明专利公开了一种上述适用于浆状或溶液物料的干燥装置的干燥方法，所述干燥方法的步骤为，
（1）浆状或溶液物料由物料泵加压经送料管线输送至雾化喷头，在压缩空气的作用下雾化成小液滴，向下高速喷洒到干燥室中，干燥空气由干燥室底部的送风室经均风板向上高速喷入到干燥室中，与上部的物料小液滴发生对撞，形成湍流区，物料在此进行高强度的传质传热，被干燥；
（2）干燥后的物料和热空气在引风机的作用下进入旋风分离器进行气固分离，干燥物料主要在旋风分离器底部收集，分离后的尾气进入布袋除尘器进一步除尘后部分排空，布袋除尘器7底部收集少量颗粒较细的产品，部分分离的尾气通过换热器分别在压缩空气管线和送料管线与压缩空气和物料进行换热，预热压缩空气和物料，干燥室底部根据不同的物料特性，会产生极少量的较大颗粒物料，由粗料出口排出；
其中，物料到达雾化喷头处的压力为0.05MPa~0.6MPa；压缩空气为常温压缩空气或经加热后的压缩空气，加热后的压缩空气温度在120℃~250℃，压力为0.05MPa~0.8MPa；进入雾化喷头的物料和压缩空气的体积比为1:20~1:500；喷头的雾化角度为15°~120°；喷头雾化出的小液滴直径在5μm~1000μm；来自干燥室底部送风室的干燥空气的风速为0.5m/s~10 m/s，温度根据物料性质可调，为120℃~350℃。
相对于现有技术，本发明专利设计的一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置的进步之处在于，干燥装置的顶部设置了雾化喷头，底部设置了送风室，雾化喷头将液体物料雾化后向下高速喷入干燥室，送风室将加热后的干燥风向上喷入到干燥室中，物料和干燥风在干燥室中高速对撞，形成湍流区并进行热交换，干燥强度、深度大；采用本发明后，容积传热系数高达600~45000 kw/(m3 ▪K)，在同样的脱水量情况下，干燥设备的体积可以极大的减小，进而减小占地面积；通过引入喷雾技术，将进料料浆雾化为细小液滴后，增大了料浆与热风的接触面积，极大的提高了干燥效率，可将干燥产品含水率干燥至≤2%；单台设备布置有多个喷头，单台设备处理量大；
设置均压风室，保证了干燥室内风压稳定，布风均匀，保证干燥产品均匀稳定，送风室的表面封有均风板，均风板可以使送风室均匀出风，使干燥室产生均匀稳定的干燥气流；均风板的中部开有大口径的湍流强化风口，强化风口正对雾化喷头设置，连接独立的送风管线，可以提供更强大的干燥风强化湍流，提高干燥的强度和效率；
干燥装置连接旋风分离器进行物料分离，收集干燥的物料，分离的尾气经布袋除尘器处理后可以收集其中的细颗粒物料，处理后的部分尾气经换热器对压缩空气管线和送料管线进行加热，实现余热利用；机体的内壁设置有吹扫管，工作时对干燥室内壁持续进行吹扫，避免干燥室内对撞湍流的小液滴因未彻底干燥而粘附在壁面上，保证干燥***长周期稳定运行。
附图说明
图1是本发明适用于浆状或溶液物料的干燥装置的结构示意图。
图2是本发明的均压风室的切面结构示意图。
图3是本发明的布风板的俯视结构示意图。
图4是本发明的布风板的切面结构示意图。
图5是本发明的吹扫风管的切面结构示意图。
图6是本发明的第二种实施例的布风板的俯视结构示意图。
图7是本发明的第二种实施例的布风板的切面结构示意图。
附图标记说明，
1机体、2干燥室、3雾化喷头、4送风室、5旋风分离器、6布袋除尘器、7引风机、8第一换热器、9第二换热器、10物料罐、11物料泵、12鼓风机、13空气加热器、14排风口、15粗料出口、16吹扫风管、31压缩空气管线、32送料管线、41均压风室、42均风板、43孔板、44出风孔、45湍流强化风口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1至5所示，本发明专利公开了一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置的第一种实施例，在该实施例中干燥装置包括方形的柱状机体1，机体1的内部为干燥室2。干燥室2的上部均布有4个雾化喷头3，雾化喷头3连接有送料管线32和压缩空气管线31，雾化喷头3的喷口朝下。雾化喷头3为二流体喷头，根据被干燥物料的性质，可选的为内混形式喷头或外混形式喷头。送料管线32连接物料罐10，并设置有物料泵11进行物料加压输送。物料经物料泵11输送到达雾化喷头3处的压力设计为控制在0.05MPa~0.6MPa，压缩空气为常温压缩空气或经加热后的压缩空气，加热后的压缩空气温度设计为120℃~250℃，输出的压力控制在0.05MPa~0.8MPa；进入雾化喷头3的物料和压缩空气的体积比为1:20~1:500。雾化喷头3的雾化喷射角度为15°~120°，雾化出的小液滴直径在5μm~1000μm。以上参数针对不同的物料干燥需要进行调整选择即可。
干燥室2的底部设置有送风室4向上吹风。送风室由4个均压风室41构成，4个均压风室41并排设置，位置与干燥室2上部的雾化喷头3一一对应。每个均压风室41的上表面均封有均风板42，均风板42与雾化喷头3之间的距离为2000mm，该距离在雾化喷头的喷射范围之内。均风板42由两层孔板43构成。孔板43上均布有多个出风孔44，且两层孔板43上的出风孔44错位设置。均压风室41的底面从其进风口向内呈逐渐向上倾斜状，送风室4的各均压风室41分别通过送风管线连接送风装置，送风装置包括鼓风机12和空气加热器13。鼓风机12将空气引入，经空气加热器13加热后送入均压风室41，送风室的干燥空气的风速为0.5m/s~10 m/s，干燥空气的温度根据物料性质可调，为120℃~350℃。
机体1的侧面下部开有粗料出口15，粗料出口15的内侧端位于均风板的上侧。机体1的顶部开有3个排风口14，3个排风口14管道连接有旋风分离器5。旋风分离器5的出气端通过管道依次连接布袋除尘器6和引风机7。引风机7的出风端通过管线连接有第一换热器8和第二换热器9，第一换热器8设置于雾化喷头的送料管线32上，第二换热器9设置于雾化喷头3的压缩空气管线31上。经布袋除尘器6除尘的尾气部分排空，部分进入第一换热器8和第二换热器9，利用尾气的余热对进料和压缩空气进行加热，然后排空。
另外，在机体1的4侧内壁上分别设置有吹扫风管16，吹扫风管16的安装位置略高于雾化喷头3，吹扫风管16连接外部气源，其上连接有一排吹扫支管161，吹扫支管161的吹风方向均朝向机体的内壁。同时，各吹扫分管161的朝向角度每3根根交替式的存在差异，保证一侧内壁上的吹扫风管16的出风能够覆盖整个干燥室的内壁。在工作时吹扫风管连接气源，持续对机体内壁进行吹扫，避免雾化的物料液滴粘附在机体内壁上。
实施例2
本发明专利公开了一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置的第二种实施例，该实施例与实施例1的区别在于均风室的均风板42，如图6、7所示，两层孔板43的中心处正对上方雾化喷头3的位置开有大孔径的湍流强化风口45，湍流强化风口45连接独立的送风管线。通过设置湍流强化风口45单独吹风，起到强化雾化液滴湍流的作用。
本发明公开的上述适用于浆状或溶液物料的干燥装置的干燥工艺为，
（1）浆状或溶液物料由物料泵加压经送料管线输送至雾化喷头，在压缩空气的作用下雾化成小液滴，向下高速喷洒到干燥室中，干燥空气由干燥室底部的送风室经均风板向上喷入到干燥室中，与上部的物料小液滴发生高速对撞，形成湍流区，物料在此进行高强度的传质传热，被干燥；
（2）干燥后的物料和热空气在引风机的作用下进入旋风分离器进行气固分离，干燥物料主要在旋风分离器底部收集，分离后的尾气进入布袋除尘器进一步除尘后部分排空，布袋除尘器底部收集少量颗粒较细的产品；部分分离的尾气通过换热器分别在压缩空气管线和送料管线与压缩空气和物料进行换热，预热压缩空气和物料；干燥过程中，在干燥室底部由于不同的物料特性，会产生极少量的较大颗粒物料，由粗料出口排出。
上述内容仅为本发明创造的较佳实施例而已，不能以此限定本发明创造的实施范围，即凡是依本发明创造权利要求及发明创造说明内容所做出的简单的等效变化与修饰，皆仍属于本发明创造涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置，其特征在于，所述干燥装置包括柱形的机体，所述机体的内部为干燥室，所述干燥室的上部均布有多个雾化喷头，所述雾化喷头连接有送料管线和高压的压缩空气管线，所述雾化喷头的喷口朝下，能够向下高速喷洒物料；
所述干燥室的底部设置有向上高速吹风的送风室，所述送风室由一个或多个均压风室构成，所述均压风室的上表面封有一层均风板，所述均风板上均布有多个出风孔，所述均压风室的底面从其进风口向内呈逐渐向上倾斜状，所述均风板由两层孔板构成，且两层孔板上的出风孔错位设置，两层孔板之间留有间隙，其中下层孔板的开孔率在15%˜40%，增加布风阻力，更好的实现风室的均压目的，上层孔板开孔率在2%~15%，增加小孔气速，更好的增加对撞湍流程度，强化干燥过程的传热传质；
所述雾化喷头一一对应的设置在均压风室的正上方，浆状或溶液物料由物料泵加压经送料管线输送至雾化喷头，在压缩空气的作用下雾化成小液滴，向下高速喷洒到干燥室中，干燥空气由干燥室底部的送风室经均风板向上高速喷入到干燥室中，与上部的物料小液滴发生对撞，形成湍流区，物料在此进行传质传热，被干燥；
所述机体的顶部开有多个排风口，所述排风口管道连接有旋风分离器，所述机体的侧面下部开有粗料出口。
2.根据权利要求1所述的一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置，其特征在于，所述均风板的中心正对上方雾化喷头的位置开有大孔径的湍流强化风口，所述湍流强化风口连接独立的送风管线。
3.根据权利要求2所述的一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置，其特征在于，所述机体的内壁在干燥室上侧位置设置有吹扫管，所述吹扫管下侧设置有一排吹扫支管，吹扫支管的出风方向朝向机体的内壁，所述吹扫管上的各吹扫支管的朝向角度交替存在差异，出风能够覆盖整个干燥室的内壁。
4.根据权利要求2所述的一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置，其特征在于，所述旋风分离器的排风口通过管线依次连接有布袋除尘器和引风机。
5.根据权利要求4所述的一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置，其特征在于，引风机的出风端通过管线连接有两台换热器，两台换热器分别设置于雾化喷头的送料管线和压缩空气管线上。
6.根据权利要求1所述的一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置，其特征在于，所述送风室的各均压风室分别通过送风管线连接送风装置，所述送风装置包括鼓风机和空气加热器。
7.根据权利要求6所述的一种适用于浆状或溶液物料的干燥装置，其特征在于，所述雾化喷头与底部的送风室的均风板之间的间距离为500mm~3000mm。
8.一种如权利要求7所述适用于浆状或溶液物料的干燥装置的干燥方法，其特征在于，所述干燥方法的步骤为，
（1）浆状或溶液物料由物料泵加压经送料管线输送至雾化喷头，在压缩空气的作用下雾化成小液滴，向下高速喷洒到干燥室中，干燥空气由干燥室底部的送风室经均风板向上高速喷入到干燥室中，与上部的物料小液滴发生对撞，形成湍流区，物料在此进行传质传热，被干燥；
（2）干燥后的物料和热空气在引风机的作用下进入旋风分离器进行气固分离，干燥物料主要在旋风分离器底部收集，分离后的尾气进入布袋除尘器进一步除尘后部分排空，布袋除尘器底部收集少量颗粒较细的产品，部分分离的尾气通过换热器分别在压缩空气管线和送料管线与压缩空气和物料进行换热，预热压缩空气和物料，干燥室底部根据不同的物料特性，会产生极少量的较大颗粒物料，由粗料出口排出；
其中，物料到达雾化喷头处的压力为0.05MPa~0.6MPa；压缩空气为常温压缩空气或经加热后的压缩空气，加热后的压缩空气温度在120℃~250℃，压力为0.05MPa~0.8MPa；进入雾化喷头的物料和压缩空气的体积比为1:20~1:500；喷头的雾化角度为15°~120°；喷头雾化出的小液滴直径在5μm~1000μm；来自干燥室底部送风室的干燥空气的风速为0.5m/s~10m/s，温度根据物料性质进行调整，为120℃~350℃。
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