利用谷物余熱的立式氣固直接換熱裝置及換熱方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種利用谷物余熱的立式氣固直接換熱設(shè)備及換熱方法。換熱裝置由兩個(gè)換熱筒體組成；換熱筒體內(nèi)設(shè)置有向下傾斜的換熱板，換熱板上設(shè)置有換熱孔；換熱筒體上部設(shè)置有谷物進(jìn)料管，換熱筒體底部設(shè)置有斗式谷物收集器，換熱筒體下部與部谷物進(jìn)料管同側(cè)設(shè)置有氣體出口管；高溫谷物進(jìn)入換熱筒體的為谷物降溫設(shè)備；低溫谷物進(jìn)入換熱筒體的為谷物預(yù)熱設(shè)備；降溫設(shè)備的出氣口與預(yù)熱設(shè)備進(jìn)氣口連接。對(duì)高溫谷物顆粒利用其余熱進(jìn)行氣固換熱，依靠谷物自身的重力在自上而下的流動(dòng)過(guò)程中與空氣進(jìn)行換熱，回收甑桶出口熱谷物的能量，給未進(jìn)入甑桶的冷谷物提供預(yù)熱；實(shí)現(xiàn)能量的綜合利用。節(jié)約了能源，縮短了整個(gè)工藝流程。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用谷物余熱的立式氣固直接換熱裝置及換熱方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于糧食酒產(chǎn)業(yè)余熱利用領(lǐng)域，尤其涉及一種利用谷物余熱的立式氣固直接換熱裝置及換熱方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在糧食酒的生產(chǎn)過(guò)程中，谷物在發(fā)酵池完成發(fā)酵，其溫度大致為室溫或室溫以下，完成發(fā)酵工序的谷物進(jìn)入甑桶中，進(jìn)行蒸酒工序。大量蒸汽需將甑桶中的谷物加熱到一定溫度，將其中的營(yíng)養(yǎng)成分帶出，產(chǎn)生糧食酒。同時(shí)在甑桶中，谷物被上升的水蒸氣加熱至一定溫度。當(dāng)蒸出的酒酒精度足夠低后，即停止蒸餾，將帶有熱量的谷物倒出甑桶，由空氣自然冷卻，再對(duì)谷物進(jìn)行發(fā)酵，二次使用。
[0003]目前，酒廠對(duì)于甑桶中蒸完的谷物進(jìn)行自然晾曬，而這部分谷物含有大量熱量。這些熱量如果能得到合理利用，即可變廢為寶，在經(jīng)濟(jì)效益和能源效益上達(dá)到雙贏。現(xiàn)有的白酒產(chǎn)業(yè)將此部分能源白白浪費(fèi)，若能將進(jìn)行過(guò)蒸酒工序的熱谷物本身存在的熱量用于發(fā)酵后冷谷物的預(yù)熱，使谷物與蒸汽達(dá)到平衡的時(shí)間縮短。即減少了蒸酒過(guò)程的蒸汽用量，節(jié)約了能源；又省去了谷物自然晾干的工序，縮短了整個(gè)工藝流程，進(jìn)而提高了單位時(shí)間產(chǎn)酒率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置及換熱方法，所述換熱裝置針對(duì)高溫谷物顆粒利用其余熱進(jìn)行氣固換熱，主要依靠谷物自身的重力在自上而下的流動(dòng)過(guò)程中與空氣進(jìn)行換熱，采用本發(fā)明所述技術(shù)方案可以回收甑桶出口熱谷物的能量，實(shí)現(xiàn)能量的高度利用；同時(shí)既省去了谷物散熱的中間環(huán)節(jié)，又可給未進(jìn)入甑桶的冷谷物提供預(yù)熱作用。此換熱設(shè)備及換熱方法的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了能量的綜合利用，系統(tǒng)的高度集成化，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]一種利用谷物余熱的氣固換熱方法，對(duì)高溫谷物顆粒利用其余熱進(jìn)行氣固換熱，依靠谷物自身的重力在自上而下的流動(dòng)過(guò)程中與空氣進(jìn)行換熱，回收甑桶出口熱谷物的能量，給未進(jìn)入甑桶的冷谷物提供預(yù)熱；實(shí)現(xiàn)能量的綜合利用。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置，由兩個(gè)換熱筒體組成；換熱筒體內(nèi)設(shè)置有向下傾斜的換熱板，換熱板上設(shè)置有換熱孔；換熱筒體上部設(shè)置有谷物進(jìn)料管，換熱筒體底部設(shè)置有斗式谷物收集器，換熱筒體下部與部谷物進(jìn)料管同側(cè)設(shè)置有氣體出口管；高溫谷物進(jìn)入換熱筒體的為谷物降溫設(shè)備；低溫谷物進(jìn)入換熱筒體的為谷物預(yù)熱設(shè)備；降溫設(shè)備的出氣口與預(yù)熱設(shè)備進(jìn)氣口連接。
[0008]所述的換熱板傾斜的角度為10 -80度。所述的換熱孔直徑應(yīng)在0.1 -2.5mm之間。
[0009]所述的斗式谷物收集器位于最后一塊換熱板下端10 -1OOcm之下；其形狀為漏洞狀。
[0010]所述的換熱筒體外部設(shè)有保溫層。
[0011]所述的氣體進(jìn)口管處設(shè)有溫度檢測(cè)器，氣體出口管處設(shè)有溫度檢測(cè)器，所述谷物出料管處設(shè)有出料溫度檢測(cè)器。所述的檢測(cè)器均為熱電偶檢測(cè)器。
[0012]在降溫設(shè)備的進(jìn)口管設(shè)置有補(bǔ)充進(jìn)口管和流量調(diào)節(jié)閥。
[0013]下面根據(jù)具體圖1和圖2，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0014]利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置，它包括1-換熱筒體，2 -循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管，3 -流量調(diào)節(jié)閥，4 -斗式谷物收集器，5 -完成蒸酒工序的谷物出料管，6 -完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管，7 -換熱板，8 -循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管，9 -氣體補(bǔ)充進(jìn)口管，10 -谷物降溫設(shè)備，11 -谷物預(yù)熱設(shè)備，12 -換熱孔，13 -發(fā)酵后谷物進(jìn)料管，14 -循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管，15 -發(fā)酵后谷物出料管，16 -循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管。
[0015]換熱筒體(I)外部設(shè)有保溫層，以減少整個(gè)系統(tǒng)熱量的散失；換熱板(7)位于筒體內(nèi)部，每個(gè)換熱板帶有多個(gè)換熱孔(12)，換熱板(7)具有一定角度α，α范圍為100 - 170度，換熱孔(12)直徑應(yīng)在0.1 - 2.5mm之間；谷物自上而下均勻地流過(guò)換熱板(7)，氣體自下而上從換熱孔(12)穿過(guò)換熱板(7)與谷物進(jìn)行逆流換熱；完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管(6)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)位于換熱筒體(I)最上端，位于循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管
(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)正上方，所述完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管(6)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)設(shè)有蝶閥。當(dāng)進(jìn)行氣固換熱時(shí)將蝶閥打開(kāi)；斗式谷物收集器(4)位于最后一塊換熱板(7)下端10 -1OOcm之下；其形狀為漏洞狀，角度β范圍為100 -170度。完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)處設(shè)有蝶閥，進(jìn)行氣固換熱時(shí)打開(kāi)蝶閥；循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)位于筒體下部，其高度與最后一塊換熱板(7)等高；氣體補(bǔ)充進(jìn)口管(9)位于氣體進(jìn)口管(2)支路上，其上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥(3)，用以調(diào)節(jié)進(jìn)氣量；循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管
[16]位于換熱筒體(I)上部，其高度與第一塊換熱板(7)等高。從而實(shí)現(xiàn)氣體下進(jìn)上出，與谷物形成完全逆流換熱。
[0016]所述完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管￠)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。
[0017]所述完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。
[0018]所述循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。
[0019]所述循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。
[0020]所述換熱板(7)與換熱筒體⑴之間采用焊接，左右關(guān)于中軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。
[0021]所述完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)直徑應(yīng)大于50mm。
[0022]所述循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)均設(shè)有溫度檢測(cè)器，循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)處均設(shè)有溫度檢測(cè)器，所述完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)處均設(shè)有出料溫度檢測(cè)器，所述檢測(cè)器均為熱電偶檢測(cè)器，均與主控制器相連。
[0023]本發(fā)明還提供了利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置的換熱方法，所述方法包括以下內(nèi)容:
[0024]本發(fā)明的換熱系統(tǒng)包括谷物降溫設(shè)備(10)和谷物預(yù)熱設(shè)備(11)，其主體為兩個(gè)相同的立式氣固換熱裝置；其中谷物降溫設(shè)備(10)實(shí)現(xiàn)將熱谷物儲(chǔ)存的熱量移出，其內(nèi)部進(jìn)行冷氣體與熱谷物換熱，冷氣體經(jīng)過(guò)換熱成為熱氣體，熱氣體經(jīng)通道進(jìn)入谷物預(yù)熱設(shè)備。谷物預(yù)熱設(shè)備(11)實(shí)現(xiàn)將冷谷物升溫預(yù)熱，其內(nèi)部進(jìn)行熱氣體與冷谷物換熱。熱氣體經(jīng)過(guò)換熱成為冷氣體，再流經(jīng)管道進(jìn)入谷物降溫設(shè)備(10)中進(jìn)行換熱。
[0025]在谷物降溫設(shè)備(10)內(nèi)，其換熱過(guò)程包括以下內(nèi)容:
[0026]依據(jù)空氣流量計(jì)的示數(shù)控制流量調(diào)節(jié)閥(3)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。
[0027]打開(kāi)完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管(6)處的蝶閥，使谷物由進(jìn)料口進(jìn)入換熱筒體
(I)進(jìn)行換熱。
[0028]谷物與氣體的換熱過(guò)程如下:谷物在甑桶中經(jīng)過(guò)蒸酒工序后，具有一定的熱量。此部分高溫谷物進(jìn)入換熱筒體(I)后，落下至第一塊換熱板(7)上。高溫谷物沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，與通過(guò)換熱孔(12)向上流動(dòng)的低溫氣體進(jìn)行換熱。流至第一塊換熱板(7)最下端后，落至下一塊換熱板(7)，繼續(xù)在此塊換熱板(7)上向下流動(dòng)。以此方式，高溫谷物一直沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，流過(guò)最后一塊換熱板(7)后進(jìn)入斗式谷物收集器(4)，最后從完成蒸酒工序的谷物出料管(5)流出換熱筒體(I)，進(jìn)入下一工序。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，打開(kāi)氣體補(bǔ)充進(jìn)口管(9)上的流量調(diào)節(jié)閥(3)，向系統(tǒng)內(nèi)部通入一定量氣體，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥(3)，停止通氣體。低溫氣體從循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)進(jìn)入換熱筒體(1)，自下而上流動(dòng)，流過(guò)換熱板(7)上的換熱孔(12)與高溫谷物進(jìn)行逆流換熱。經(jīng)過(guò)換熱的高溫空氣由換熱筒體(I)上部循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)進(jìn)入氣體輸送管道，進(jìn)入谷物預(yù)熱設(shè)備，繼續(xù)換熱。
[0029]在谷物預(yù)熱設(shè)備(11)內(nèi)，其換熱過(guò)程包括以下內(nèi)容:
[0030]依據(jù)空氣流量計(jì)的示數(shù)控制流量調(diào)節(jié)閥(3)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。
[0031]打開(kāi)發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)處的蝶閥，使谷物由進(jìn)料口進(jìn)入換熱筒體⑴換熱。
[0032]谷物與氣體的換熱過(guò)程如下:谷物在發(fā)酵池中經(jīng)過(guò)發(fā)酵工序后，其表面溫度約為室溫。此部分低溫谷物進(jìn)入換熱筒體(I)后，落下至第一塊換熱板(7)上。低溫谷物沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，與通過(guò)換熱孔(12)向上流動(dòng)的高溫空氣進(jìn)行換熱。流至第一塊換熱板(7)最下端后，落至下一塊換熱板(7)，繼續(xù)在此塊換熱板(7)上向下流動(dòng)。以此方式，低溫谷物一直沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，流過(guò)最后一塊換熱板(7)后進(jìn)入斗式谷物收集器(4)，最后從發(fā)酵后谷物出料管(15)流出換熱筒體(I)，進(jìn)入下一工序。高溫空氣從循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)進(jìn)入換熱筒體(1)，自下而上流動(dòng)，流過(guò)換熱板(7)上的換熱孔(12)與低溫谷物進(jìn)行逆流換熱。經(jīng)過(guò)換熱的低溫氣體由換熱筒體(I)上部循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)進(jìn)入氣體輸送管道，重新流回谷物降溫設(shè)備(10)，繼續(xù)換熱。
[0033]本發(fā)明以此方式，氣體與谷物之間不斷換熱，將熱谷物中的能量經(jīng)中間媒介空氣傳遞給冷谷物。此換熱系統(tǒng)的發(fā)明，即減少了蒸酒過(guò)程的蒸汽用量，節(jié)約了能源；又省去了谷物自然晾干的工序，縮短了整個(gè)工藝流程，進(jìn)而提高了單位時(shí)間產(chǎn)酒率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1:，換熱系統(tǒng)示意總圖；
[0035]圖2:換熱板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]其中:1 -換熱筒體，2 -循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管，3 -流量調(diào)節(jié)閥，4 -斗式谷物收集器，5 -完成蒸酒工序的谷物出料管，6 -完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管，7 -換熱板，8 -循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管，9 -氣體補(bǔ)充進(jìn)口管，10 -谷物降溫設(shè)備，11 -谷物預(yù)熱設(shè)備，12 -換熱孔，13 -發(fā)酵后谷物進(jìn)料管，14 -循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管，15 -發(fā)酵后谷物出料管，16 -循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管。

【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明提供了一種利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置及換熱方法，所述換熱裝置針對(duì)高溫谷物顆粒利用其余熱進(jìn)行氣固換熱，采用本發(fā)明所述技術(shù)方案回收了甑桶出口熱谷物的能量，具體實(shí)施列如圖1圖2所示:
[0038]利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置，它包括1-換熱筒體，2 -循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管，3 -流量調(diào)節(jié)閥，4 -斗式谷物收集器，5 -完成蒸酒工序的谷物出料管，6 -完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管，7 -換熱板，8 -循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管，9 -氣體補(bǔ)充進(jìn)口管，10 -谷物降溫設(shè)備，11 -谷物預(yù)熱設(shè)備，12 -換熱孔，13 -發(fā)酵后谷物進(jìn)料管，14 -循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管，15 -發(fā)酵后谷物出料管，16 -循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管。
[0039]換熱筒體(I)外部設(shè)有保溫層，以減少整個(gè)系統(tǒng)熱量的散失；換熱板(7)位于筒體內(nèi)部，每個(gè)換熱板帶有多個(gè)換熱孔(12)，換熱板(7)具有一定角度α，α范圍為100 - 170度，換熱孔(12)直徑應(yīng)在0.1 - 2.5mm之間；谷物自上而下均勻地流過(guò)換熱板(7)，氣體自下而上從換熱孔(12)穿過(guò)換熱板(7)與谷物進(jìn)行逆流換熱；完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管(6)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)位于換熱筒體(I)最上端，位于循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管
(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)正上方，所述完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管(6)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)設(shè)有蝶閥。當(dāng)進(jìn)行氣固換熱時(shí)將蝶閥打開(kāi)；斗式谷物收集器(4)位于最后一塊換熱板(7)下端10 -1OOcm之下；其形狀為漏洞狀，角度β范圍為100 -170度。完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)處設(shè)有蝶閥，進(jìn)行氣固換熱時(shí)打開(kāi)蝶閥；循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)位于筒體下部，其高度與最后一塊換熱板(7)等高；氣體補(bǔ)充進(jìn)口管(9)位于氣體進(jìn)口管(2)支路上，其上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥(3)，用以調(diào)節(jié)進(jìn)氣量；循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)位于換熱筒體(I)上部，其高度與第一塊換熱板(7)等高。從而實(shí)現(xiàn)氣體下進(jìn)上出，與谷物形成完全逆流換熱。
[0040]所述完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管￠)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。
[0041]所述完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。
[0042]所述循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。
[0043]所述循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。
[0044]所述換熱板(7)與換熱筒體(I)之間采用焊接，左右關(guān)于中軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。
[0045]所述完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)直徑為60_。
[0046]所述循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)均設(shè)有溫度檢測(cè)器，循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)處均設(shè)有溫度檢測(cè)器，所述完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)處均設(shè)有出料溫度檢測(cè)器，所述檢測(cè)器均為熱電偶檢測(cè)器，均與主控制器相連。
[0047]本發(fā)明還提供了利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置的換熱方法，包括以下內(nèi)容:
[0048]本發(fā)明的換熱系統(tǒng)包括谷物降溫設(shè)備(10)和谷物預(yù)熱設(shè)備(11)，其主體為兩個(gè)相同的立式氣固換熱裝置；其中谷物降溫設(shè)備(10)實(shí)現(xiàn)將熱谷物儲(chǔ)存的熱量移出，其內(nèi)部進(jìn)行冷氣體與熱谷物換熱，冷氣體經(jīng)過(guò)換熱成為熱氣體，熱氣體經(jīng)通道進(jìn)入谷物預(yù)熱設(shè)備。谷物預(yù)熱設(shè)備(11)實(shí)現(xiàn)將冷谷物升溫預(yù)熱，其內(nèi)部進(jìn)行熱氣體與冷谷物換熱。熱氣體經(jīng)過(guò)換熱成為冷氣體，再流經(jīng)管道進(jìn)入谷物降溫設(shè)備(10)中進(jìn)行換熱。
[0049]在谷物降溫設(shè)備(10)內(nèi)，其換熱過(guò)程包括以下內(nèi)容:
[0050]依據(jù)空氣流量計(jì)的示數(shù)控制流量調(diào)節(jié)閥(3)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。
[0051]打開(kāi)完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管(6)處的蝶閥，使谷物由進(jìn)料口進(jìn)入換熱筒體(I)進(jìn)行換熱。
[0052]谷物與氣體的換熱過(guò)程如下:谷物在甑桶中經(jīng)過(guò)蒸酒工序后，具有一定的熱量。此部分高溫谷物進(jìn)入換熱筒體(I)后，落下至第一塊換熱板(7)上。高溫谷物沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，與通過(guò)換熱孔(12)向上流動(dòng)的低溫氣體進(jìn)行換熱。流至第一塊換熱板(7)最下端后，落至下一塊換熱板(7)，繼續(xù)在此塊換熱板(7)上向下流動(dòng)。以此方式，高溫谷物一直沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，流過(guò)最后一塊換熱板(7)后進(jìn)入斗式谷物收集器(4)，最后從完成蒸酒工序的谷物出料管(5)流出換熱筒體(I)，進(jìn)入下一工序。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，打開(kāi)氣體補(bǔ)充進(jìn)口管(9)上的流量調(diào)節(jié)閥(3)，向系統(tǒng)內(nèi)部通入一定量氣體，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥(3)，停止通氣體。低溫氣體從循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)進(jìn)入換熱筒體(1)，自下而上流動(dòng)，流過(guò)換熱板(7)上的換熱孔(12)與高溫谷物進(jìn)行逆流換熱。經(jīng)過(guò)換熱的高溫空氣由換熱筒體(I)上部循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)進(jìn)入氣體輸送管道，進(jìn)入谷物預(yù)熱設(shè)備，繼續(xù)換熱。
[0053]在谷物預(yù)熱設(shè)備(11)內(nèi)，其換熱過(guò)程包括以下內(nèi)容:
[0054]依據(jù)空氣流量計(jì)的示數(shù)控制流量調(diào)節(jié)閥(3)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。
[0055]打開(kāi)發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)處的蝶閥，使谷物由進(jìn)料口進(jìn)入換熱筒體⑴換熱。
[0056]谷物與氣體的換熱過(guò)程如下:谷物在發(fā)酵池中經(jīng)過(guò)發(fā)酵工序后，其表面溫度約為室溫。此部分低溫谷物進(jìn)入換熱筒體(I)后，落下至第一塊換熱板(7)上。低溫谷物沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，與通過(guò)換熱孔(12)向上流動(dòng)的高溫空氣進(jìn)行換熱。流至第一塊換熱板(7)最下端后，落至下一塊換熱板(7)，繼續(xù)在此塊換熱板(7)上向下流動(dòng)。以此方式，低溫谷物一直沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，流過(guò)最后一塊換熱板(7)后進(jìn)入斗式谷物收集器(4)，最后從發(fā)酵后谷物出料管(15)流出換熱筒體(I)，進(jìn)入下一工序。高溫空氣從循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)進(jìn)入換熱筒體(1)，自下而上流動(dòng)，流過(guò)換熱板(7)上的換熱孔(12)與低溫谷物進(jìn)行逆流換熱。經(jīng)過(guò)換熱的低溫氣體由換熱筒體(I)上部循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)進(jìn)入氣體輸送管道，重新流回谷物降溫設(shè)備(10)，繼續(xù)換熱。
[0057]利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置，它包括
[0058]1-換熱筒體，2 -循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管，3 -流量調(diào)節(jié)閥，4 -斗式谷物收集器，5 -完成蒸酒工序的谷物出料管，6 -完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管，7 -換熱板，8 -循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管，9 -氣體補(bǔ)充進(jìn)口管，10 -谷物降溫設(shè)備，11 -谷物預(yù)熱設(shè)備，12 -換熱孔，13 -發(fā)酵后谷物進(jìn)料管，14 -循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管，15 -發(fā)酵后谷物出料管，16 -循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管。
[0059]換熱筒體(I)外部設(shè)有5_的保溫層，以減少整個(gè)系統(tǒng)熱量的散失；換熱板(7)位于筒體內(nèi)部，每個(gè)換熱板帶有多個(gè)換熱孔(12)，換熱板(7)的角度為與水平方向成25度角，換熱孔(12)直徑應(yīng)在0.15mm之間；谷物自上而下均勻地流過(guò)換熱板(7)，氣體自下而上從換熱孔(12)穿過(guò)換熱板(7)與谷物進(jìn)行逆流換熱；完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管￠)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)位于換熱筒體(I)最上端，位于循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)正上方，所述完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管(6)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管
(13)設(shè)有蝶閥。當(dāng)進(jìn)行氣固換熱時(shí)將蝶閥打開(kāi)；斗式谷物收集器(4)位于最后一塊換熱板(7)下端15cm之下；其形狀為漏洞狀，角度α范圍為125度。完成蒸酒工序的谷物出料管
(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)處設(shè)有蝶閥，進(jìn)行氣固換熱時(shí)打開(kāi)蝶閥；循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)位于筒體下部，其高度與最后一塊換熱板(7)等高；氣體補(bǔ)充進(jìn)口管(9)位于氣體進(jìn)口管(2)支路上，其上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥(3)，用以調(diào)節(jié)進(jìn)氣量；循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)位于換熱筒體(I)上部，其高度與第一塊換熱板(7)等高。從而實(shí)現(xiàn)氣體下進(jìn)上出，與谷物形成完全逆流換熱。
[0060]完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管￠)/發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)與換熱筒體(I)之間采用完全密封焊接。換熱板(7)與換熱筒體(I)之間采用焊接，左右關(guān)于中軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)直徑為60_。循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)/循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)均設(shè)有溫度檢測(cè)器，循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)/循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管(16)處均設(shè)有溫度檢測(cè)器，完成蒸酒工序的谷物出料管(5)/發(fā)酵后谷物出料管(15)處均設(shè)有出料溫度檢測(cè)器，檢測(cè)器均為熱電偶檢測(cè)器，均與主控制器相連。
[0061]本發(fā)明還提供了利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置的換熱方法，所述方法包括以下內(nèi)容:
[0062]本發(fā)明的換熱系統(tǒng)包括谷物降溫設(shè)備(10)和谷物預(yù)熱設(shè)備(11)，其主體為兩個(gè)相同的立式氣固換熱裝置；其中谷物降溫設(shè)備(10)實(shí)現(xiàn)將熱谷物儲(chǔ)存的熱量移出，其內(nèi)部進(jìn)行冷氣體與熱谷物換熱，冷氣體經(jīng)過(guò)換熱成為熱氣體，熱氣體經(jīng)通道進(jìn)入谷物預(yù)熱設(shè)備。谷物預(yù)熱設(shè)備(11)實(shí)現(xiàn)將冷谷物升溫預(yù)熱，其內(nèi)部進(jìn)行熱氣體與冷谷物換熱。熱氣體經(jīng)過(guò)換熱成為冷氣體，再流經(jīng)管道進(jìn)入谷物降溫設(shè)備(10)中進(jìn)行換熱。
[0063]在谷物降溫設(shè)備(10)內(nèi)，其換熱過(guò)程包括以下內(nèi)容:
[0064]依據(jù)空氣流量計(jì)的示數(shù)控制流量調(diào)節(jié)閥(3)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。
[0065]打開(kāi)完成蒸酒工序的谷物進(jìn)料管(6)處的蝶閥，使谷物由進(jìn)料口進(jìn)入換熱筒體
(I)進(jìn)行換熱。
[0066]谷物與氣體的換熱過(guò)程如下:谷物在甑桶中經(jīng)過(guò)蒸酒工序后，具有一定的熱量。此部分高溫谷物進(jìn)入換熱筒體(I)后，落下至第一塊換熱板(7)上。高溫谷物沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，與通過(guò)換熱孔(12)向上流動(dòng)的低溫氣體進(jìn)行換熱。流至第一塊換熱板(7)最下端后，落至下一塊換熱板(7)，繼續(xù)在此塊換熱板(7)上向下流動(dòng)。以此方式，高溫谷物一直沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，流過(guò)最后一塊換熱板(7)后進(jìn)入斗式谷物收集器(4)，最后從完成蒸酒工序的谷物出料管(5)流出換熱筒體(I)，進(jìn)入下一工序。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，打開(kāi)氣體補(bǔ)充進(jìn)口管(9)上的流量調(diào)節(jié)閥(3)，向系統(tǒng)內(nèi)部通入一定量氣體，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥(3)，停止通氣體。低溫氣體從循環(huán)低溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(2)進(jìn)入換熱筒體(1)，自下而上流動(dòng)，流過(guò)換熱板(7)上的換熱孔(12)與高溫谷物進(jìn)行逆流換熱。經(jīng)過(guò)換熱的高溫空氣由換熱筒體(I)上部循環(huán)高溫氣體二級(jí)出口管(8)進(jìn)入氣體輸送管道，進(jìn)入谷物預(yù)熱設(shè)備，繼續(xù)換熱。
[0067]在谷物預(yù)熱設(shè)備(11)內(nèi)，其換熱過(guò)程包括以下內(nèi)容:
[0068]依據(jù)空氣流量計(jì)的示數(shù)控制流量調(diào)節(jié)閥(3)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。
[0069]打開(kāi)發(fā)酵后谷物進(jìn)料管(13)處的蝶閥，使谷物由進(jìn)料口進(jìn)入換熱筒體(I)換熱。
[0070]谷物與氣體的換熱過(guò)程如下:谷物在發(fā)酵池中經(jīng)過(guò)發(fā)酵工序后，其表面溫度約為室溫。此部分低溫谷物進(jìn)入換熱筒體(I)后，落下至第一塊換熱板(7)上。低溫谷物沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，與通過(guò)換熱孔(12)向上流動(dòng)的高溫空氣進(jìn)行換熱。流至第一塊換熱板
(7)最下端后，落至下一塊換熱板(7)，繼續(xù)在此塊換熱板(7)上向下流動(dòng)。以此方式，低溫谷物一直沿?fù)Q熱板(7)向下流動(dòng)，流過(guò)最后一塊換熱板(7)后進(jìn)入斗式谷物收集器(4)，最后從發(fā)酵后谷物出料管(15)流出換熱筒體(I)，進(jìn)入下一工序。高溫空氣從循環(huán)高溫氣體二級(jí)進(jìn)口管(14)進(jìn)入換熱筒體(1)，自下而上流動(dòng)，流過(guò)換熱板(7)上的換熱孔(12)與低溫谷物進(jìn)行逆流換熱。經(jīng)過(guò)換熱的低溫氣體由換熱筒體(I)上部循環(huán)低溫氣體二級(jí)出口管
(16)進(jìn)入氣體輸送管道，重新流回谷物降溫設(shè)備(10)，繼續(xù)換熱。
[0071]以此方式，氣體與谷物之間不斷換熱，將熱谷物中的能量經(jīng)中間媒介空氣傳遞給冷谷物。利用此套系統(tǒng)將蒸酒過(guò)程中的蒸汽用量降低了 15%。熱谷物經(jīng)過(guò)此套系統(tǒng)，可直接進(jìn)入發(fā)酵池進(jìn)行發(fā)酵，省去了谷物自然晾干的工序；同時(shí)此套系統(tǒng)對(duì)進(jìn)料的冷谷物進(jìn)行了預(yù)熱，縮短了工藝流程。
【權(quán)利要求】
1.一種利用谷物余熱的氣固換熱方法，其特征是對(duì)高溫谷物顆粒利用其余熱進(jìn)行氣固換熱，依靠谷物自身的重力在自上而下的流動(dòng)過(guò)程中與空氣進(jìn)行換熱，回收甑桶出口熱谷物的能量，給未進(jìn)入甑桶的冷谷物提供預(yù)熱；實(shí)現(xiàn)能量的綜合利用。
2.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1的利用谷物余熱的立式氣固換熱裝置，其特征是由兩個(gè)換熱筒體組成；換熱筒體內(nèi)設(shè)置有向下傾斜的換熱板，換熱板上設(shè)置有換熱孔；換熱筒體上部設(shè)置有谷物進(jìn)料管，換熱筒體底部設(shè)置有斗式谷物收集器，換熱筒體下部與部谷物進(jìn)料管同側(cè)設(shè)置有氣體出口管；高溫谷物進(jìn)入換熱筒體的為谷物降溫設(shè)備；低溫谷物進(jìn)入換熱筒體的為谷物預(yù)熱設(shè)備；降溫設(shè)備的出氣口與預(yù)熱設(shè)備進(jìn)氣口連接。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是所述的換熱板傾斜的角度為10- 80度。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是所述的換熱孔直徑應(yīng)在0.1 - 2.5mm之間。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是所述的斗式谷物收集器位于最后一塊換熱板下端10 -1OOcm之下；其形狀為漏洞狀。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是所述的換熱筒體外部設(shè)有保溫層。
7.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是所述的氣體進(jìn)口管處設(shè)有溫度檢測(cè)器，氣體出口管處設(shè)有溫度檢測(cè)器，所述谷物出料管處設(shè)有出料溫度檢測(cè)器。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征是所述的檢測(cè)器均為熱電偶檢測(cè)器。
9.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是降溫設(shè)備的進(jìn)口管設(shè)置有補(bǔ)充進(jìn)口管和流量調(diào)節(jié)閥。
【文檔編號(hào)】F28F3/00GK104457319SQ201410538663
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】劉春江, 李敬楠, 劉輝, 張婷 申請(qǐng)人:天津大學(xué)