一种热平衡式烘干机的制作方法

xiaoxiao2021-3-5  113

一种热平衡式烘干机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及造纸、酿造、污泥处理工业设备制造领域,具体是指将含水较高的物料 进行干燥的一种热平衡式烘干机。
【背景技术】
[0002] 造纸、酿造、污泥处理等相关行业的将含水较高的物料进行脱水干燥,一直以来是 工业生产和废渣、污泥处理的一大难题,传统的固液分离主要是用离心脱水机、带式压滤 机、板框压滤机、真空压滤机等过滤设备从液体中将固体过滤出来,从而达到固液分离的目 的,由于受设备和工艺的限制,这些设备工作效率低,容易堵塞,清理十分困难。 据了解,仅生活污泥一项,全国每年产生量约6000万吨,传统的技术方案是离心机或带 式压滤机来处理,它们产生的污泥含水率80%_85%,呈流质泥状,难以运输,堆存易发臭,后 处理成本很高,目前以填埋处理为主。
[0003] 本申请人已经研发成功了一种列管式浓缩装置,并且获得了中国发明专利授权, 专利号201410333199X,公告号CN 104056479 B,采用的技术方案:(1)在筒体内的直管上端 部连接振动器,脱饼时振动,加快滤饼脱落;(2)直管圆周上设有进气口,脱饼时以压缩空气 反吹,滤饼脱落快;(3)滤管外表包覆筛网,筛网上再套上滤袋,筛网在滤管外表形成滤液导 流层,将滤液导流至就近的通孔排出,提高过滤速度,保护滤袋不破损。以上方案解决了现 有技术中存在的以上难题。滤饼过滤后的含水率从原来的95-99%,降低到80%左右。
[0004] 上述含水80%左右的滤饼需要继续烘干,降低水份至30%以下,才能达到再回收利 用的目的。目前的做法是使用烘干机进行加热烘干,烘干机的种类主要有如下两种: 1、滚筒烘干机:一种卧式回转滚筒烘干机,是常见的一种烘干设备,价格便宜,但是能 耗高,烘干机的热源来自燃烧装置,回转滚筒呈倾斜安装,滚筒内设螺旋抄板,热气体从滚 筒高端进入,低端出来,物料从滚筒低端进入,被螺旋抄板反复抄起,在重力和螺旋抄板的 作用下,物料在筒内形成均匀的幕帘,充分与筒内的热气流进行热交换,由于物料反复扬 撒,所含的水分逐渐被烘干,从而达到烘干的目的。主要用来烘干机煤泥、粉煤灰、沙子、石 英砂、鸡粪等含水量不是很高的物料。
[0005] 2、网带式烘干机:利用钢网作为传输带运载物料进行连续烘干的干燥设备,适宜 烘干规则或不规则各种块状物,如:煤块、矿粉、食品、蔬菜等。
[0006] 经过多年的实践证明,上述两种烘干机均无法胜任含水分80%滤饼有烘干,烘干过 程滤饼容易粘附在回转滚筒内壁,也容易粘附在钢网上,非常难以清理。
[0007] 从国家知识产权局网站可以了解到多个已经公开的,与本申请相关度较高的专 利。
[0008] 专利1:新型工业污泥烘干机,公告号CN 201901628 U,技术方案:在回转滚筒内壁 设置抄板,在回转滚筒轴线处设置转轴,转轴上设有链条,抄板可以防止物料粘附在筒体内 壁并使物料产生滚动,链条可打碎烘干过程形成的块状物料,增加物料受热面积。工作时滚 筒转动,转轴也转动,这是滚筒烘干机的改进版本,目的是提高效率,其烘干使用的热源还 是外部进来的热气体,本质上与传统滚筒烘干机一样。
[0009] 专利2:污泥烘干机,公告号CN 104710096 A,技术方案:在回转滚筒轴线处设置转 轴,转轴表面设有若干螺旋状布置的散热盘,转轴和散热盘均为空心且相互连通,散热盘的 圆周上还设有挡板,转轴一边为蒸汽进口,另一边为疏水阀,即出水口。工作时,回转滚筒不 动,转轴和散热盘转动,热源为进入转轴的蒸汽。这是间接烘干,即靠蒸汽而不是热气体直 接烘干,这一专利有一定节能效果,但是加热蒸汽也需要大量能源,加热后排出的热水中的 热量没有利用,浪费。
[0010] 上述两个专利是在传统滚筒烘干机上的一些改进,有技术进步,但是,其本质没有 改变,能耗还是比较高,还是不符合节能环保要求,需要进一步改进。

【发明内容】

[0011] 为了解决上述现有技术存在的问题,本发明提供简单高效的一种热平衡式烘干 机。
[0012] 本发明使用的技术方案如下: 一种热平衡式烘干机,包括一密封箱体,在箱体的一端上部设置进料口,在箱体的另一 端下部设置出料口,所述箱体中设置回转输送钢带,在回转输送钢带内部设置换热冷凝器, 换热冷凝器连通蒸汽压缩机出汽口,蒸汽压缩机的进汽口连通箱体;所述换热冷凝器的另 一端连通冷凝水栗。
[0013] 在所述换热冷凝器和蒸汽压缩机出汽口之间,设有辅助加热装置;在所述换热冷 凝器和冷凝水栗之间,设有不凝气真空栗;所述回转输送钢带由电机驱动,所述蒸汽压缩机 为离心式蒸汽压缩机;所述进料口和出料口安装有带锁气功能和进料阀和出料阀。
[0014] 辅助加热装置优选电加热装置,开机之初,蒸汽温度比较低时使用,正常运行时, 蒸汽冷凝所放出的热量和蒸汽压缩机所带入的能量足以维持系统的运行,无需辅助加热。 不凝气真空栗即为空气真空栗,抽走空气,保证箱体内处于负压状态。
[0015] 本发明启发于众所周知的原理,中小学课本提及,当水在负压下蒸发,所需要的温 度较低,负压蒸发即降低了水表面的蒸汽压,使水容易沸腾蒸发。例如在西藏等高原地区, 由于大气压低,加热水至90°C即开始沸腾,沸腾后蒸发大大加快。由于沸点降低,使被烘物 料与冷凝器产生较大的温差,有利于物料从换热器吸热,因此本发明以负压蒸发为主。另 外,水蒸汽所含的热能很大,如果直接排放,浪费能源。本发明正是把这部分能源回收,用于 加热物料。即既让物料升温,又使物料表面的蒸汽压降低,双管齐下,大大加快了物料中的 水分的蒸发,而且达到显著的节能目的。
[0016] 本发明的工作过程是:物料自进料阀进入到烘干机的箱体,由输送钢带向出口端 缓慢输送,在输送过程,输送钢带将冷凝器产出的热量传递给物料,使物料温度上升,同时, 由于蒸汽压缩机的抽吸作用,在箱体内产生一定的负压,使钢带上物料的水份在较低温度 下进行蒸发,蒸发出来的蒸汽经压缩机压缩后,温度升高,压缩后的高温高压蒸汽经换热冷 凝器冷凝成常温下的水,并释放出大量的热,这些热量又传回给钢带上的物料,蒸发物料的 水分,如此循环工作。
[0017] 自进料阀进入的物料中的水,最终全部经冷凝水栗排出,达到烘干的目的,余下的 固体干料,由钢带输送到出口端,经出料阀排出烘干机箱体。
[0018] 系统在工作过程中,进料阀和排料阀都会有少量空气进入,这些空气也会被蒸汽 压缩机抽出,形成不凝气体,因此本发明加装一台小型真空栗 ,抽吸这些不凝气体。本发明 配套的辅助加热装置,可用电、煤、气、油或蒸汽对压缩机出来的气体或冷凝水进行加热,该 装置只在系统启动初期使用。
[0019] 本发明的有益效果是: (1)本发明所投入的物料是固体和水,所排出的也是固体和水,所输入的能量只是将物 料温度提升了几十度,节能效果明显。传统的烘干机,进去的物料也是固体和水,排出的是 固体和水蒸汽,能耗的80%以上消耗在水变成蒸汽上,本发明正是把这80%以上的能耗节省 下来,达到节能目的。
[0020] (2)本发明烘干过程是在完全密封的箱体中进行的,杜绝了粉尘的排出,也极大减 少了烘干物料中可能产生的臭气对工作环境和社会环境的影响。传统的烘干机,烘干过程 伴随着水蒸汽排出,有大量的粉尘排出,即使安装了除尘装置,仍会有一定的微细粉尘排 出,这是PM2.5的来源之一。且大量蒸汽带出的高温高湿臭气处理成本很高。
【附图说明】
[0021 ]图1为一种热平衡式烘干机示意图。
[0022] 图中,1一不凝气真空栗,2-箱体,3-带锁气功能进料阀,4 一输送钢带,5-离心 式蒸汽压缩机振动器,6-辅助加热装置,7-带锁气功能出料阀,8-换热冷凝器,9一冷凝 水栗。
【具体实施方式】
[0023] 图1为一种热平衡式烘干机,包括一密封箱体2,在箱体设置带锁气功能的进料阀3 和出料阀7,在箱体中设置回转输送钢带4,回转输送钢带内部设置换热冷凝器8,换热冷凝 器连通离心式蒸汽压缩机5出汽口,蒸汽压缩机的进汽口连通箱体,换热冷凝器的另一端连 通冷凝水栗9。
[0024] 在换热冷凝器和蒸汽压缩机出汽口之间,设有电加热辅助加热装置6;在换热冷凝 器和冷凝水栗之间,设有不凝气真空栗1。回转输送钢带由电机驱动(图中未示出)。
[0025] 本发明工作时的参数为:物料进入箱体后,由输送钢带向出口端输送,冷凝器产出 的热量通过输送钢带传递给物料,物料温度上升,物料中的水分在40_100°C之间蒸发。同 时,由于蒸汽压缩机的抽吸作用,烘干机箱体内产生一定的负压,也有助于物料中水份的蒸 发。钢带上的物料蒸发产出的蒸汽,经压缩机压缩后,温度升高为70_150°C,蒸汽压力为0-0.5MPa,压缩后的高温高压蒸汽经换热冷凝器冷凝成常温下的水,并释放出大量的热,这些 热量又传回给钢带上的物料,蒸发物料中的水分。经换热冷凝器冷凝成常温下的水,由冷凝 水栗排出箱体外。不凝气真空栗则将从进料阀和出料阀进入的少量空气排出箱体外,保持 箱体内处于负压状态,如此循环往复工作。
[0026] 本发明所投入的物料是固体和水,所排出的也是固体和水,只是进去时是水和固 体是混合的,但出来时,水是从冷凝水栗出来的,固体干料是从出料阀出来的。在烘干过程 中不发生其它能量的改变,所输入的能量只是将投入的物料温度提升了几十度。它就象水 是被过滤出来一样,而不是被蒸发。
[0027]传统的各种烘干机,进去的物料是固体和水的混合作,排出的是固体和水蒸汽,物 料中的水由液态变成气态,吸收了大量的能量,因此传统的烘干能耗都很高,这些能耗的 70%-90%是消耗在水分变成蒸汽的环节上,10%-30%是用在物料温升上,而本发明正是把这 70%-90%的能耗节省下来了,因此节能效果明显。
[0028]举例来讲,传统的烘干机,如用电来提供烘干热源,每烘干1吨含水率80%的污泥, 烘干至含水率20%,耗电约420kw. h,而本发明只需要60kw. h,能耗仅为传统烘干机的七分之 〇
[0029] 本装置与现行的市面上较为先进的烘干装置对比如下:
本发明是由申请人和发明人,历时多年的研发,花费大量人力物力,不断攻关,先后攻 克多项涉及机械、液压、自动控制、工程材料等多专业、多学科的技术难关,终于研发成功。 目前在广东屹峰环保科技有限公司已经投入批量生产,之前的样机经过多家用户试用,普 遍反映节能效果良好,也改善了作业环境,有多家客户已经下了订单,用户反馈回来的特点 总结如下: 一、 能耗低,将1吨含水率80%的生活污泥脱水至10%的含水率,仅耗电70KW. H左右,综合 成本约60元/吨左右; 二、 处理后含水率可以按需要任意设定在0-40%,可以做到含水率低于5%,甚至可以达 到0%,为生活污泥的回收再利用提供更多渠道; 三、 自动化程度高,本发明全自动连续生产,连续进泥,连续出干料,无人值守。
[0030] 无二次污染,本发明在全封闭的环境下工作,不会向外排放任何有异味气体,80% 含水率的污泥无需加水稀释,也不需要加任何调理剂,不带入任何新的化学污染; 四、 维护简单,无滤布等耗材,因此,工人不需要在脏臭的环境下更换滤布等配件。
【主权项】
1. 一种热平衡式烘干机,包括一密封箱体,在箱体的一端上部设置进料口,在箱体的另 一端下部设置出料口,其特征在于:所述箱体中设置回转输送钢带,在回转输送钢带内部设 置换热冷凝器,换热冷凝器连通蒸汽压缩机出汽口,蒸汽压缩机的进汽口连通箱体;所述 换热冷凝器的另一端连通冷凝水栗。2. 根据权利要求1所述的一种热平衡式烘干机,其特征在于:在所述换热冷凝器和蒸汽 压缩机出汽口之间,设有辅助加热装置;在所述换热冷凝器和冷凝水栗之间,设有不凝气真 空栗;所述回转输送钢带由电机驱动,所述蒸汽压缩机为离心式蒸汽压缩机;所述进料口和 出料口安装有带锁气功能的进料阀和出料阀。
【专利摘要】本发明涉及造纸、酿造、污泥处理工业设备制造领域的一种热平衡式烘干机,包括一密封箱体,在箱体设置带锁气功能的进料阀和出料阀,在箱体中设置回转输送钢带,回转输送钢带内部设置换热冷凝器,换热冷凝器连通离心式蒸汽压缩机出汽口,蒸汽压缩机的进汽口连通箱体,换热冷凝器的另一端连通冷凝水泵;在换热冷凝器和蒸汽压缩机出汽口之间,设有电加热辅助加热装置,在换热冷凝器和冷凝水泵之间,设有不凝气真空泵;本发明所投入物料是固体和水的混合物,所排出的是固体和水的分离物,在烘干过程中不发生其它能量的改变,所输入的能量只是将投入的物料温度提升,非常节能;烘干过程是在完全密封的箱体中进行的,杜绝了粉尘的排出,不污染环境。
【IPC分类】F26B23/10, F26B25/00, F26B17/04, C02F11/12
【公开号】CN105486065
【申请号】CN201610036375
【发明人】辛后安, 程国钟
【申请人】辛后安
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月20日

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