專利名稱：利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝的制作方法
利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝
所屬技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種物料干燥的工藝，特別涉及一種利用熱管及熱泵技術(shù)對 食品、飼料、化工、醫(yī)藥、制鹽、陶乾、木材等領(lǐng)域物料進行干燥的工藝。
背景技術(shù)：
目前，食品、飼料、化工、醫(yī)藥等加工業(yè)用于物料的干燥的設(shè)備通常由 一個燃燒爐及一個噴霧干燥器構(gòu)成。其加工工藝非常簡單，即將用于干燥的 空氣或其它氣體經(jīng)過燃燒爐加熱到一定溫度后進入噴霧干燥器，對噴霧干燥 器中的物料進行干燥。干燥完的混合著相當(dāng)大比例的物料顆粒的熱蒸汽直接 排出，不^叉造成熱能損失嚴(yán)重，其燃燒爐產(chǎn)生大量的C02、 S02氣體及干燥
完排出的熱蒸汽對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料 的工藝，可實現(xiàn)冷水及熱能的回收再利用，是一種高效、節(jié)能、無污染的物 料干燥的工藝。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，包括如下 步驟
(1) 、構(gòu)建用于干燥的密閉的氣體循環(huán)回路；
(2) 、在氣體循環(huán)回路上并聯(lián)一回收熱量的熱管及加熱及冷凝用的熱泵
系統(tǒng)；
(3) 、利用熱管對所述氣體循環(huán)回路中的氣體預(yù)熱；
(4) 、利用熱泵系統(tǒng)對預(yù)熱后的氣體加熱升溫；
(5) 、將加熱升溫后的氣體進行物料干燥；
(6) 、接收產(chǎn)品、凈化氣體；
(7) 、回收氣體及熱能并回收水份及有機溶劑，進入下一次循環(huán)。上述步驟(l)中所述的氣體循環(huán)回路是由噴霧干燥器、除塵器組、風(fēng)機 用導(dǎo)氣管連接構(gòu)成。
上述步驟(2)中所述熱管及熱泵系統(tǒng)并聯(lián)在所述風(fēng)機的兩端，其中熱管 的熱端連接熱泵系統(tǒng)中的冷凝器再連接至所述噴霧干燥器的進氣口 ，熱泵系 統(tǒng)中的蒸發(fā)器連接熱管的冷端再連接至噴霧干燥器的出氣口。
上述步驟(3)中熱管將其冷端的熱量傳給熱端將對所述氣體預(yù)熱。
上述步驟(5)中所述的物料干燥在所述噴霧干燥器中進行，所得產(chǎn)品從 噴霧干燥器的出料口排出。
上述步驟(6)中所述凈化氣體、回收熱能及水份是將噴霧干燥器的出氣 口排出物料混合高溫氣體通過一設(shè)在噴霧千燥器和熱管的冷端之間的氣體循 環(huán)回路上的除塵器組，實現(xiàn)物料、氣體的凈化及分離。
上述除塵器組由三個除塵器組成，在第一、二除塵器中除塵沉淀分離物 料及氣體后，最后在第三除塵器中通入水蒸汽進行凝結(jié)剩余物料，并回收到 一疏水器，所述氣體則進入熱管的冷端。
上述步驟(7)中氣體、熱能和水份的回收是將第三除塵器中排出的氣體 回收至熱管的冷端進行降溫進一步回收熱量及水4分。
所述水份經(jīng)過濾器過濾后收集。所述工藝用太陽能驅(qū)動。 本發(fā)明所述的物料干燥工藝，其利用熱泵系統(tǒng)將氣體加熱，再采用熱管 作為傳熱元件，為熱能及水份設(shè)置循環(huán)回路，可實現(xiàn)冷水及熱能的回收再利 用。由于熱管是利用工質(zhì)相變的物理過程來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性和 良好的等溫性，且具備低噪聲、高效能的技術(shù)優(yōu)勢，是一種高效的強化傳熱 元件。熱泵技術(shù)是全世界近年來倍受關(guān)注的一項新型能源技術(shù)，其基本原理 基于逆卡諾循環(huán)，采用低溫?zé)嵩粗形崃浚⑵鋫鬏斀o高溫?zé)嵩匆怨┦?用，傳輸?shù)礁邷責(zé)嵩粗械臒崃坎粌H大于所消耗的能量，而且大于從低溫?zé)嵩?中吸收的能量，在標(biāo)準(zhǔn)工況下，系統(tǒng)消耗一個單位的能量，從低溫?zé)嵩粗刑?取0.4 7個單位的能量，合在一起輸出1.4 8個單位的能量。另外，在噴霧干 燥器的出氣口設(shè)置除塵器組，可將混有物料顆粒的熱蒸汽進一步凈化，將物 汽分離，既提高成品產(chǎn)量又無污染排放。其與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明真下做到節(jié)能、節(jié)水、無污染，且對于長期生產(chǎn)而言可實現(xiàn)真正意義上的節(jié)約成 本。


下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
圖l是本發(fā)明物料干燥工藝流程示意圖。
圖2是本發(fā)明物料干燥工藝工作原理示意圖。
具體實施方式
請參考圖l所示，本發(fā)明物料干燥工藝流程包括如下步驟(1)、構(gòu)建用 于干燥的密閉的氣體循環(huán)回^ 各；(2)、在氣體循環(huán)回i 各上并4關(guān)一回收熱量的熱 管及加熱及冷凝用的熱泵系統(tǒng)；(3)、利用熱管對所述氣體循環(huán)回路中的氣體 預(yù)熱；(4)、利用熱泵系統(tǒng)對預(yù)熱后的氣體加熱升溫；(5)、將加熱升溫后的 氣體進行物料干燥；(6)、接收產(chǎn)品、凈化氣體；(7)、回收氣體及熱能并回 收水份，進入下一次循環(huán)。
再如圖2所示，用于構(gòu)建本發(fā)明中用于干燥的密閉的氣體循環(huán)回路所用 的設(shè)備，主要包括噴霧干燥器l、熱管2、熱泵系統(tǒng)3、除塵器組4、疏水器 5以及風(fēng)機6。所述噴霧干燥器l、除塵器組4、風(fēng)機6用導(dǎo)管連接構(gòu)成一密 閉的氣流循環(huán)回路，所述熱管和熱泵系統(tǒng)并聯(lián)式連接在氣流循環(huán)回路上風(fēng)機 2的兩端。
其中，所述熱管2包括冷端21及熱端22;可將熱量源源不斷地從冷端 21傳到熱端22。本實施例中的熱管為分體式熱管，即熱端和冷端一高一低分 置，并用兩根管連接，管內(nèi)充滿工質(zhì)。當(dāng)熱管的冷端受熱時(即兩端出現(xiàn)溫 差時)， 一根管內(nèi)的液體工質(zhì)蒸發(fā)汽化，蒸汽在壓差之下流向熱端放出熱量并 凝結(jié)成液體從另一#>管利用自身重力回流，如此循環(huán)不已，熱量得以沿?zé)峁?迅速傳遞。
其中，所述熱泵系統(tǒng)3可以根據(jù)具體情況選4奪為一級，二級或三級熱泵 系統(tǒng)，本實施中為二級熱泵系統(tǒng)，包括一級、二級工質(zhì)回3各31、 32。其一級 工質(zhì)回路31由第一蒸發(fā)器311、第一壓縮機312、第二蒸發(fā)器321、第一冷凝器313,和第一彭脹機314連接構(gòu)成；所述二級工質(zhì)回路32由第二蒸發(fā)器 321、第二壓縮機322、第二冷凝器323和第二彭脹積J24連接構(gòu)成。 一級工 質(zhì)回路31將溫度升到一個高溫值，經(jīng)過第二蒸發(fā)器321與二級工質(zhì)回路32 交換熱量后，二級工質(zhì)回路32在一級工質(zhì)回路31的高溫值的基礎(chǔ)上進一步 升溫，直到最終所需溫度；而一、二級工質(zhì)回路31、 32中的工質(zhì)在第二蒸發(fā) 器311、第二冷凝器323交換熱量后溫度降低再經(jīng)第一冷凝器313及第一、 二彭脹機314、 324進一步冷凝降溫進入下一循環(huán)。
所述除塵器組4由第一除塵器41、第二除塵器42、第三除塵器43用導(dǎo) 氣管順次連接組成；其中第一、二除塵器41、 42均包括一進氣口、出氣口及 出料口，所述進氣口、出氣口分別設(shè)有送風(fēng)、抽風(fēng)機構(gòu)，使除塵器內(nèi)部產(chǎn)生 微負壓，以降低沸點，防止有機溶劑爆炸等。本發(fā)明中的第三除塵器43的結(jié) 構(gòu)與第一除塵器41、第二除塵器42稍有不同，可以用文丘里管實現(xiàn)，包括 一進氣口、出氣口、進汽口及出水口；其主要作用是將經(jīng)第一、二除塵器41、 42凈化后的高溫混合氣體通以水蒸汽進一步除塵。
本實用新型具體的連接關(guān)系為熱泵系統(tǒng)3的第二冷凝器323 —端與熱 管2的熱端22相連接,另一端連接至噴霧干燥器1的進氣口；所述熱泵系統(tǒng) 3中的第一蒸發(fā)器311與熱管2的冷端21相連。除塵器組4中第一除塵器41 進氣口連接噴霧干燥器1的出氣口，出氣口連接第二除塵器42的進氣口；第 二除塵器42的出氣口連接第三除塵器43的進氣口；第三除塵器43的出氣口 連接熱管2的冷端21，進汽口再連接一蒸汽發(fā)生器7,出水口 631則連接一 疏水器5，所述疏水器5的出水端還連接一過濾器8。
再結(jié)合圖1和圖2所示，其工作原理為；首先熱泵系統(tǒng)3中的第一蒸發(fā) 器311處的位置的空氣是整個氣流循環(huán)回路的起點，其溫度較低，可達-10 。C，在風(fēng)機6的作用下，空氣流到熱管2的熱端22,熱管2的冷端21將熱 量傳至熱端22對空氣先進行預(yù)熱，此時溫度可達50°C;此時熱泵系統(tǒng)3經(jīng) 過兩級工質(zhì)回路升溫后在第二冷凝器323的溫度已達200。C左右，最后到達 噴霧干燥器l內(nèi)對物料(根據(jù)需要可能混合有有機溶劑)進行快速干燥。當(dāng) 干燥結(jié)束后，絕大部分產(chǎn)品直接從噴霧干燥器1的出料口排出，而少部分顆粒較小的物料混合高溫氣體從噴霧干燥器1的出氣口進入第一除塵器41的進
氣口，經(jīng)過第一除塵器41除塵沉淀后再產(chǎn)出一部分產(chǎn)品經(jīng)由出料口排出，剩 下的物料混合高溫氣體則由出氣口進入第二除塵器42的進氣口進一步除塵 沉淀，同理，又產(chǎn)出一部分產(chǎn)品經(jīng)由出料口排出，此時，所得到的干燥物料 產(chǎn)品已達99.9%,物料含量已經(jīng)很低的物料混合高溫氣體從出氣口再進入第 三除塵器43,此時，蒸汽發(fā)生器1產(chǎn)生大量的水蒸汽從第三除塵器43的進 汽口噴入，第三除塵器43中的高溫混合氣體中的物料Y更迅速與水蒸汽結(jié)合凝 結(jié)成水滴最終從出水口排出，并收集至疏水器5,經(jīng)過過濾器8過濾過成清 水后可進行收集以循環(huán)利用，如回到蒸汽發(fā)生器l等。經(jīng)過第三除塵器43除 塵后的高溫氣體已是不含物料的潮濕的高溫氣體，從出氣口排出進入熱管2 的冷端21。其能量則被熱管2的冷端21傳至熱端32，氣溫便迅速下降，接 近30。C左右，與熱泵的第一蒸發(fā)器311即低溫端-20。C的工質(zhì)對接冷熱交換， 潮濕的高溫氣體遇冷凝結(jié)成水滴以干燥氣體，熱泵的第一蒸發(fā)器311內(nèi)-20 。C的工質(zhì)遇熱將熱量傳給下一循環(huán)，這樣既可實現(xiàn)熱能回收，又可將氣體中 的水蒸汽(或有^^溶劑)凝結(jié)成水排出收集到疏水器5中。經(jīng)由熱管2的冷 端21的冷空氣傳至熱泵系統(tǒng)3的第一蒸發(fā)器311，至此完成一個循環(huán)。整個 循環(huán)過程真正做到節(jié)能、節(jié)水、無污染，且對于長期生產(chǎn)而言可實現(xiàn)真正意 義上的節(jié)約成本。
權(quán)利要求
1、一種利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其特征在于包括如下步驟(1)、構(gòu)建用于干燥的密閉的氣體循環(huán)回路；(2)、在氣體循環(huán)回路上并聯(lián)一熱管及熱泵系統(tǒng)；(3)、利用熱管對所述氣體循環(huán)回路中的氣體預(yù)熱；(4)、利用熱泵系統(tǒng)對預(yù)熱后的氣體加熱升溫；(5)、將加熱升溫后的氣體進行物料干燥；(6)、接收產(chǎn)品、凈化氣體；(7)、回收氣體及熱能并回收水份，進入下一次循環(huán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其特征 在于步驟(l)中所述的氣體循環(huán)回路是由噴霧干燥器、除塵器組、風(fēng)機用 導(dǎo)氣管連接構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其特征 在于步驟(2)中所述熱管及熱泵系統(tǒng)并耳關(guān)在所述風(fēng)才幾的兩端，其中熱管的 熱端連接熱泵系統(tǒng)中的冷凝器再連接至所述噴霧干燥器的進氣口 ，熱泵系統(tǒng) 中的蒸發(fā)器連接熱管的冷端再連接至噴霧干燥器的出氣口 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其特征 在于步驟(3)中熱管將其冷端的熱量傳給熱端將對所述氣體預(yù)熱。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其特征 在于步驟(5)中所述的物料干燥在所述噴霧干燥器中進行，所得產(chǎn)品從噴 霧千燥器的出料口排出。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其特征 在于步驟(6)中所述凈化氣體、回收熱能及水份是將噴霧干燥器的出氣口 排出物料混合高溫氣體通過一設(shè)在噴霧干燥器和熱管的冷端之間的氣體循環(huán) 回路上的除塵器組，實現(xiàn)物料、氣體的分離。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其特征在于所述除塵器組由三個除塵器組成，在第一、二除塵器中除塵沉淀分離 物料及氣體后，最后在第三除塵器中通入水蒸汽進行凝結(jié)剩余物料，并回收 到一疏水器，所述氣體則進入熱管的冷端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其特征 在于步驟(7)中氣體、熱能和水份的回收是將第三除塵器中排出的氣體回 收至熱管的冷端進行降溫進一 步回收熱量及水份。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝，其 特征在于所述水y盼經(jīng)過濾器過濾后收集。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用熱管及熱泵技術(shù)干燥物料的工藝。包括:1.構(gòu)建用于干燥的密閉的氣體循環(huán)回路；2.在氣體循環(huán)回路上并聯(lián)一熱管及熱泵系統(tǒng)；3.利用熱管對氣體預(yù)熱；4.利用熱泵系統(tǒng)對預(yù)熱后的氣體加熱升溫；5.將加熱升溫后的氣體進行物料干燥；6.接收產(chǎn)品、凈化氣體；7.回收氣體及熱能并回收水分，進入下一次循環(huán)七個步驟。其利用熱管高效導(dǎo)熱特點，及熱泵升溫技術(shù)進行氣體加熱后對物料干燥。經(jīng)該設(shè)備干燥完的物料可實現(xiàn)最終產(chǎn)品、氣體、水分分離，產(chǎn)品率極高，且可將氣體、水分及能量進行回收再利用。真正實現(xiàn)了高效、節(jié)能、無污染及長遠意義的節(jié)約成本，具有極大的推廣價值。
文檔編號F26B21/06GK101408372SQ20071000965
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者楊蘭欽 申請人:楊蘭欽