CN116123859A - 一种物料干燥热量回收*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物料干燥***热量回收***,涉及药物或其他物品或物料干燥技术领域,包括蒸发腔、冷凝腔、干燥塔,所述蒸发腔的进口处设置有增压风机一,所述蒸发腔出口与冷凝腔的入口连接,且蒸发腔和冷凝腔之间设置有减压风阀,所述冷凝腔的出口与干燥塔的入口连接,所述冷凝腔与干燥塔之间设置有增压风机二;还包括与蒸发腔连接的冷凝循环回路,所述冷凝循环回路还与增压循环回路连接,所述增压循环回路还与冷凝腔连接。本申请把湿空气中的低品位水蒸汽几乎全部冷凝;通过风机和热泵供热的几次补能,不需要外加热源,节能效果达到70%以上。
Description
技术领域
本发明涉及物料干燥技术领域,具体涉及一种物料干燥用热量回收***。
背景技术
物料干燥工段,由于水蒸气的焓值很高,大约是25万大卡(潜热),受,到热泵输出的温度限高,不能全部蒸汽(潜热)提供给干燥用风,能源约有12万大卡的放弃。经过研究,可采用水作为工质,1.0MPa左右的压缩机,提高蒸汽压力,同时提升饱和蒸汽温度约(160~170℃),把热量传递给100℃左右的干燥风,因此设计一种物料干燥用热量回收***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种物料干燥用热量回收***,解决以下技术问题:物料干燥工段,由于水蒸气的焓值很高,大约是25万大卡(潜热),受,到热泵输出的温度限高,不能全部蒸汽(潜热)提供给干燥用风,能源约有12万大卡的放弃。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种物料干燥用热量回收***,包括蒸发腔、冷凝腔、干燥塔,所述蒸发腔的进口处设置有增压风机一,所述蒸发腔出口与冷凝腔的入口连接,且蒸发腔和冷凝腔之间设置有减压风阀,所述冷凝腔的出口与干燥塔的入口连接,所述冷凝腔与干燥塔之间设置有增压风机二;
还包括与蒸发腔连接的冷凝循环回路,所述冷凝循环回路还与增压循环回路连接,所述增压循环回路还与冷凝腔连接;
所述蒸发腔、冷凝腔、冷凝循环回路和增压循环回路之间形成二次蒸汽热交换循环回路。
作为本发明进一步的方案:所述冷凝循环回路用于将蒸发腔内水蒸汽温度从101-105℃降低到96-100℃。
作为本发明进一步的方案:所述增压循环回路用于将冷凝循环回路中产生的蒸汽温度从100-102℃提高到150-180℃,所述增压循环回路还用于将冷凝腔中的水蒸汽温度从90-95℃加热至115-120℃。
作为本发明进一步的方案:所述增压风机一用于将进入的水蒸汽温度从65-70℃提高至101-105℃,所述减压风阀用于将蒸发腔内的水蒸汽温度从96-100℃降低至90-95℃,所述增压风机二用于将冷凝腔中的水蒸汽温度从115-120℃提高至130-150℃。
作为本发明进一步的方案:所述冷凝循环回路包括冷却水箱,所述冷却水箱通过水平衡管与蒸发水箱连接,所述冷却水箱上的循环水管穿过蒸发腔与蒸发水箱连接,且所述循环水管上且位于冷却水箱和蒸发腔之间设置有水工质热泵。
作为本发明进一步的方案:所述增压循环回路包括回流管,所述回流管的一端与蒸发水箱连接,所述回流管的另一端穿过冷凝腔与蒸发水箱连接,且所述回流管上且位于发水箱和冷凝腔之间设置有蒸汽压缩机。
作为本发明进一步的方案:所述蒸发腔和增压循环回路上均设置有排水管。
作为本发明进一步的方案:所述回流管上设置有节流阀。
作为本发明进一步的方案:包括以下步骤:
步骤一、水蒸汽通过引风机引入到蒸发腔中,并通过增压风机一将输送的65-70℃水蒸汽加热至101-105℃;
步骤二、水工质热泵将冷却水箱中95℃的水吸入到循环水管中,对蒸发腔中的水蒸汽进行降温,蒸发腔内水蒸汽温度从101-105℃降低至96-100℃,而冷凝水和物料通过排水管排出;
步骤三、蒸发腔内的蒸汽通过减压风阀将蒸发腔内的水蒸汽温度从96-100℃降低至90-95℃输送至冷凝腔中;
步骤四、蒸发水箱内产生的水蒸汽通过蒸汽压缩机将其加热到150-180℃,并对冷凝腔的水蒸汽进行加热,将水蒸汽温度从90-95℃加热至115-120℃;
步骤五、增压风机二将冷凝腔的水蒸汽进行加压至130-150℃输送至干燥塔。
本发明的有益效果:
(1)把湿空气中的低品位水蒸汽几乎全部冷凝;
(2)通过风机和热泵供热的几次补能,不需要外加热源,节能效果达到70%以上。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明热量回收***的整体结构示意图。
图中:1、蒸发腔;2、冷凝腔;3、冷却水箱;4、蒸发水箱;5、干燥塔;6、水工质热泵;7、蒸汽压缩机;8、循环水管;9、水平衡管;10、回流管;11、排水管;12、节流阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示,本发明为一种物料干燥用热量回收***,包括蒸发腔1、冷凝腔2、干燥塔5,所述蒸发腔1的进口处设置有增压风机一,所述蒸发腔1出口与冷凝腔2的入口连接,且蒸发腔1和冷凝腔2之间设置有减压风阀,所述冷凝腔2的出口与干燥塔5的入口连接,所述冷凝腔2与干燥塔5之间设置有增压风机二;
还包括与蒸发腔1连接的冷凝循环回路,所述冷凝循环回路还与增压循环回路连接,所述增压循环回路还与冷凝腔2连接;
所述蒸发腔1、冷凝腔2、冷凝循环回路和增压循环回路之间形成二次蒸汽热交换循环回路(即热泵凝结换热器)。
所述冷凝循环回路用于将蒸发腔1内水蒸汽温度从105℃降低到100℃。
所述增压循环回路用于将冷凝循环回路中产生的蒸汽温度从102℃提高至180℃,所述增压循环回路还用于将冷凝腔2中的水蒸汽温度从95℃加热至120℃。
所述增压风机一用于将进入的水蒸汽温度从70℃提高至105℃,所述减压风阀用于将蒸发腔1内的水蒸汽温度从100℃降低至95℃,所述增压风机二用于将冷凝腔2中的水蒸汽温度从120℃提高至150℃。
所述冷凝循环回路包括冷却水箱3,所述冷却水箱3通过水平衡管9与蒸发水箱4连接,所述冷却水箱3上的循环水管8穿过蒸发腔1与蒸发水箱4连接,且所述循环水管8上且位于冷却水箱3和蒸发腔1之间设置有水工质热泵6。
所述增压循环回路包括回流管10,所述回流管10的一端与蒸发水箱4连接,所述回流管10的另一端穿过冷凝腔2与蒸发水箱4连接,便于热量的循环,重复使用,且所述回流管10上且位于发水箱4和冷凝腔2之间设置有蒸汽压缩机7。
所述蒸发腔1和增压循环回路上均设置有排水管11。
所述回流管10上设置有节流阀12,可以控制高温蒸汽的输出。
实施例2
包括以下步骤:
步骤一、水蒸汽通过引风机引入到蒸发腔1中,并通过增压风机一将输送的65℃水蒸汽加热至101℃;
步骤二、水工质热泵6将冷却水箱3中95℃的水吸入到循环水管8中,对蒸发腔1中的水蒸汽进行降温,蒸发腔1内水蒸汽温度从101℃降低至96℃,而冷凝水和物料通过排水管11排出;
步骤三、蒸发腔1内的蒸汽通过减压风阀将蒸发腔1内的水蒸汽温度从96℃降低至90℃输送至冷凝腔2中;
步骤四、蒸发水箱4内产生的水蒸汽通过蒸汽压缩机7将其加热到150℃,并对冷凝腔2的水蒸汽进行加热,将水蒸汽温度从90℃加热至115℃;
步骤五、增压风机二将冷凝腔2的水蒸汽进行加压至130-150℃输送至干燥塔5。
实施例3
包括以下步骤:
步骤一、水蒸汽通过引风机引入到蒸发腔1中,并通过增压风机一将输送的70℃水蒸汽加热至105℃;
步骤二、水工质热泵6将冷却水箱3中95℃的水吸入到循环水管8中,对蒸发腔1中的水蒸汽进行降温,蒸发腔1内水蒸汽温度从105℃降低至100℃,而冷凝水和物料通过排水管11排出;
步骤三、蒸发腔1内的蒸汽通过减压风阀将蒸发腔1内的水蒸汽温度从100℃降低至95℃输送至冷凝腔2中;
步骤四、蒸发水箱4内产生的水蒸汽通过蒸汽压缩机7将其加热到180℃,并对冷凝腔2的水蒸汽进行加热,将水蒸汽温度从95℃加热至120℃;通过回流管上的排水管将冷凝水排出;
步骤五、增压风机二将冷凝腔2的水蒸汽进行加压至150℃输送至干燥塔5。
实施例4
由于干燥工艺中,热风含湿量超过400kg/h,潜热经空气压缩,全热热释放只占蒸汽潜热的一半,即200kg/h左右,继续加热压缩,导致风机的能耗会急剧增长,因此考虑用水工质热泵作为热量传递的中间环节,进一步使热风中蒸汽全部凝结,并进一步提高后续干空气的温度到140-150℃。
为了使后续干空气温度提升,必须让热泵凝结换热器(采用50kW机械热泵)的温度达到160-170℃左右;在初段风机压缩段,风压(表压)达到10kPa以上,故水蒸汽于105℃左右凝结,经过计算,热风达到105℃,大约需要200kg/h蒸汽潜热的释放,因此,还剩余200kg/h蒸汽需要在105℃左右,等温放热,潜热约12万大卡/h;
因此,选用2倍系数的水工质热泵(留有足够余量),热泵蒸发段采用强制循环工艺,降低蒸发段饱和蒸汽和进风段的温差,几乎控制5℃平均温差;
蒸发段产生200kg/h以上的100℃,1个大气压蒸汽加压到7kg/cm2(表压),饱和蒸汽温度约为170℃,功率:
W=70米*200kg/h/3600/60%(效率)*9.8/102=0.7kW/h;
时饱和蒸汽焓值170℃时,2700kJ/kg,100℃时,2500kJ/kg;
ΔW=(2700-2500)*200=40000kJ/h;
折合11kW,不用考虑蒸汽升压释放潜热的话,W+ΔW=0.7+11=11.7kW/h;
假如考虑部分蒸汽前热释放,假如10%,则有20kg/h蒸汽,按均值135℃潜热计算焓值按2600kJ/kg2600*20=52000kJ/h,约15kW,因此,压缩过程蒸汽凝结量在3%-5%。
因此,得出结论,热泵大部分做工是提高了蒸汽焓值,使水蒸气于更高温度等温放热,传递给热风。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,包括蒸发腔(1)、冷凝腔(2)、干燥塔(5),所述蒸发腔(1)的进口处设置有增压风机一,所述蒸发腔(1)出口与冷凝腔(2)的入口连接,且蒸发腔(1)和冷凝腔(2)之间设置有减压风阀,所述冷凝腔(2)的出口与干燥塔(5)的入口连接,所述冷凝腔(2)与干燥塔(5)之间设置有增压风机二;
还包括与蒸发腔(1)连接的冷凝循环回路,所述冷凝循环回路还与增压循环回路连接,所述增压循环回路还与冷凝腔(2)连接;
所述蒸发腔(1)、冷凝腔(2)、冷凝循环回路和增压循环回路之间形成二次蒸汽热交换循环回路。
2.根据权利要求1所述的一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,所述冷凝循环回路用于将蒸发腔(1)内水蒸汽温度从101-105℃降低到96-100℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,所述增压循环回路用于将冷凝循环回路中产生的蒸汽温度从100-102℃提高到150-180℃,所述增压循环回路还用于将冷凝腔(2)中的水蒸汽温度从90-95℃加热至115-120℃。
4.根据权利要求1所述的一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,所述增压风机一用于将进入的水蒸汽温度从65-70℃提高至101-105℃,所述减压风阀用于将蒸发腔(1)内的水蒸汽温度从96-100℃降低至90-95℃,所述增压风机二用于将冷凝腔(2)中的水蒸汽温度从115-120℃提高至130-150℃。
5.根据权利要求1所述的一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,所述冷凝循环回路包括冷却水箱(3),所述冷却水箱(3)通过水平衡管(9)与蒸发水箱(4)连接,所述冷却水箱(3)上的循环水管(8)穿过蒸发腔(1)与蒸发水箱(4)连接,且所述循环水管(8)上且位于冷却水箱(3)和蒸发腔(1)之间设置有水工质热泵(6)。
6.根据权利要求5所述的一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,所述增压循环回路包括回流管(10),所述回流管(10)的一端与蒸发水箱(4)连接,所述回流管(10)的另一端穿过冷凝腔(2)与蒸发水箱(4)连接,且所述回流管(10)上且位于发水箱(4)和冷凝腔(2)之间设置有蒸汽压缩机(7)。
7.根据权利要求6所述的一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,所述蒸发腔(1)和增压循环回路上均设置有排水管(11)。
8.根据权利要求6所述的一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,所述回流管(10)上设置有节流阀(12)。
9.根据权利要求8所述的一种物料干燥用热量回收***,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、水蒸汽通过引风机引入到蒸发腔(1)中,并通过增压风机一将输送的65-70℃水蒸汽加热至101-105℃;
步骤二、水工质热泵(6)将冷却水箱(3)中95℃的水吸入到循环水管(8)中,对蒸发腔(1)中的水蒸汽进行降温,蒸发腔(1)内水蒸汽温度从101-105℃降低至96-100℃,而冷凝水和物料通过排水管(11)排出;
步骤三、蒸发腔(1)内的蒸汽通过减压风阀将蒸发腔(1)内的水蒸汽温度从96-100℃降低至90-95℃输送至冷凝腔(2)中;
步骤四、蒸发水箱(4)内产生的水蒸汽通过蒸汽压缩机(7)将其加热到150-180℃,并对冷凝腔(2)的水蒸汽进行加热,将水蒸汽温度从90-95℃加热至115-120℃;
步骤五、增压风机二将冷凝腔(2)的水蒸汽进行加压至130-150℃输送至干燥塔(5)。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant |