固體物料干燥裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種固體物料干燥裝置。該固體物料干燥裝置包括：余熱換熱器；氣流干燥器，其熱載體進口與余熱換熱器的熱載體出口相連接；以及熱泵，其載氣進口與氣流干燥器的載氣出口相連接，其載氣出口與氣流干燥器的載氣進口相連接，其熱載體進口與氣流干燥器的熱載體出口相連接，其熱載體出口與余熱換熱器的熱載體進口相連接。本發(fā)明固體物料干燥裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于管理和維修，并且燃料利用效率高。
【專利說明】固體物料干燥裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱能回收利用領(lǐng)域，尤其涉及一種固體物料干燥裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]固體顆粒燃料的干燥與分級是能源化工行業(yè)中重要的預(yù)處理技術(shù)。以煤化工行業(yè)為例，對煤進行氣化處理可以提高煤的綜合利用率，減輕環(huán)境污染，是當前潔凈煤技術(shù)中首選項目之一。高揮發(fā)分的煤種較適用于氣化，如低階煤和中煤階的煙煤，但這類煤種普遍水分較高，如果直接入爐氣化，水分在爐膛中蒸發(fā)會吸收大量熱量，降低爐膛溫度，降低氣化產(chǎn)品熱值，增加CO2排放；而且一旦入爐煤水分高于某臨界值，就會出現(xiàn)進料不暢的問題，使氣化爐存在燃燒和爆炸危險。煤的高含水已經(jīng)嚴重影響了煤的高效利用。因此，在氣化前對入爐煤進行干燥處理十分必要。
[0003]中國實用新型專利ZL 201020131205.0公開了一種利用熱風爐煙氣余熱的高爐鼓風脫濕設(shè)備。如圖1所示，該高爐鼓風脫濕設(shè)備包括至少一臺換熱器、至少一臺熱水型溴化鋰吸收式制冷機組、高爐鼓風脫濕器及空氣過濾器；換熱器通過煙道連接熱風爐煙氣排放管道，熱水型溴化鋰吸收式制冷機組與換熱器通過熱水泵及管道連接，高爐鼓風脫濕器通過冷水泵及管道與熱水型溴化鋰吸收式制冷機組連接，空氣過濾器設(shè)置在高爐鼓風脫濕器的進口處，高爐鼓風脫濕器的出口連接鼓風機。利用熱風爐煙氣余熱作為能源驅(qū)動溴化鋰吸收式冷水機組為高爐鼓風脫濕設(shè)備提供冷水而達到鼓風脫濕的目的。然而，上述高爐鼓風脫濕設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，燃料利用效率偏低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問題
[0005]鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種固體物料干燥裝置，以簡化固體物料干燥裝置的結(jié)構(gòu)，提高燃料利用效率。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種固體物料干燥裝置。該固體物料干燥裝置包括:余熱換熱器；氣流干燥器，其熱載體進口與余熱換熱器的熱載體出口相連接；以及熱泵，其載氣進口與氣流干燥器的載氣出口相連接，其載氣出口與氣流干燥器的載氣進口相連接，其熱載體進口與氣流干燥器的熱載體出口相連接，其熱載體出口與余熱換熱器的熱載體進口相連接。其中，在余熱換熱器中，熱載體與余熱載體進行換熱，吸熱升溫后進入氣流干燥器；在氣流干燥器中，該熱載體在換熱面內(nèi)循環(huán)對待處理物料進行干燥，而后進入熱泵；在熱泵中，利用該熱載體殘余的熱量對熱泵的熱泵工質(zhì)進行加熱，驅(qū)動熱泵循環(huán)，而后該熱載體重新循環(huán)至余熱換熱器。在氣流干燥器中，載氣攜帶由于物料干燥所帶來的水蒸氣進入熱泵，在熱泵中，對該載氣進行降溫冷凝去濕，而后利用熱泵工質(zhì)對載氣進行加熱后重新送入氣流干燥器中。
[0008](三)有益效果
[0009]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明固體物料干燥裝置具有以下有益效果:
[0010](I)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于管理和維修；
[0011](2)熱載體對煙氣余熱回收后，根據(jù)熱量品位實現(xiàn)梯級利用，較高品位的熱量直接用于干燥，再次可以為熱泵提供熱源；實現(xiàn)節(jié)能減排、一機多用的效果，提高燃料利用效率；
[0012](3)以工業(yè)余熱/廢氣作為熱源驅(qū)動熱泵，利用熱泵以I份的高溫余熱為代價獲得大于I份的中溫熱量，利用中溫熱量預(yù)熱/干燥燃料，提升燃料品位，從而優(yōu)化爐內(nèi)燃燒條件；
[0013](4)多余熱量還可以給現(xiàn)場提供工業(yè)熱水；并且能回收濕物料中蒸發(fā)的冷凝水，匯集至蓄水池后可以用于現(xiàn)場其它需水工藝流程，因此該系統(tǒng)尤其適用于缺水的地區(qū)，并且除了產(chǎn)生冷凝水以外，沒有任何排放，非常環(huán)保；
[0014](5)由于載氣在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，可以采用惰性氣氛，以有效避免易燃物料在干燥過程中的燃燒和爆炸隱患；
[0015](6)現(xiàn)有設(shè)備一般都配有余熱換熱器，能夠提供蒸汽、熱水或其它熱載體，因此除需要安裝管道引入上游系統(tǒng)的熱載體外，使用熱泵干燥系統(tǒng)，不用改造現(xiàn)有設(shè)備，系統(tǒng)實現(xiàn)成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)高爐鼓風脫濕設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實施例固體物料干燥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]【本發(fā)明主要元件符號說明】
[0019]
1-氣流干燥器；2-除塵器；
3熱泵；4-余熱換熱器；
31-蒸發(fā)器；32-冷凝器；
33-發(fā)生器；34-工質(zhì)循環(huán)管路。
A-載氣;B-余熱載體；
C-熱載體。

【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現(xiàn)方式，為所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。
[0021]本發(fā)明提供了一種固體物料干燥裝置。該固體物料干燥裝置中，熱載體對煙氣余熱回收后，較高品位的熱量直接用于干燥，再次可以為熱泵提供熱源，從而根據(jù)熱量品位實現(xiàn)梯級利用，提高了燃料效率。
[0022]在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供了一種固體物料干燥裝置。圖2為本發(fā)明實施例固體物料干燥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該固體物料干燥裝置包括:余熱換熱器4 ;氣流干燥器I，其熱載體進口與所述余熱換熱器4的熱載體出口相連接；除塵器2，其載氣進口與所述氣流干燥器I的載氣出口相連接；熱泵3，其載氣進口與所述除塵器2的載氣出口相連接，其載氣出口與所述氣流干燥器I的載氣進口相連接，其熱載體進口與所述氣流干燥器I的熱載體出口相連接，其熱載體出口與所述余熱換熱器4的熱載體進口相連接。
[0023]熱載體C循環(huán)工藝是:在所述余熱換熱器4中，熱載體C與上游工藝的余熱載體B進行換熱，吸熱升溫后進入氣流干燥器；在所述氣流干燥器中，該熱載體C在換熱面內(nèi)循環(huán)對物料進行干燥，而后進入熱泵；在所述熱泵中，利用該熱載體C殘余的熱量對熱泵的熱泵工質(zhì)E進行加熱，驅(qū)動熱泵循環(huán)，而后該熱載體C重新循環(huán)至余熱換熱器。
[0024]其中，余熱載體B為可大量、穩(wěn)定獲得的工程余熱資源，如煙氣、熱水或蒸汽。循環(huán)熱載體C為水/蒸汽或油。當余熱載體B為蒸汽時，可直接作為循環(huán)熱載體C使用。
[0025]載氣A循環(huán)工藝是:在氣流干燥器中，載氣A攜帶由于物料干燥所帶來的水蒸氣進入除塵裝置；除塵裝置對中溫高濕的載氣A進行除塵處理；在熱泵中，對中溫高濕的載氣A進行降溫冷凝去濕，而后利用熱泵工質(zhì)E實現(xiàn)熱量搬運對載氣A進行加熱后重新送入氣流干燥器中。
[0026]其中，載氣A選自于以下群組中的一種:空氣、煙氣、煤氣、氮氣或前述氣體的混合物。優(yōu)選地，載氣A選自氮氣或其他含氧量低或不含氧的氣體，從而避免易燃物料在干燥過程中的燃燒和爆炸隱患。
[0027]在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，圖2所示的余熱換熱器4為間接式換熱器或具有流量分配和調(diào)節(jié)功能的換熱器，從而可以方便的對熱載體C的溫度進行控制，防止其過高或過低而影響物料干燥除濕的效果。
[0028]氣流干燥器I的內(nèi)部布置有間接式換熱面。待處理物料，例如散體顆粒物料放置在該間接式換熱面上，該間接式換熱面的熱載體入口連接至余熱換熱器4的熱載體出口，其熱載體出口連接至熱泵3的熱載體進口。
[0029]雖然在圖2所示的固體物料干燥裝置中具有除塵器2，但除塵器2在本實施例中并不是必須的，在固體物料所產(chǎn)生的灰塵較少的情況下，該除塵器2可以省略。
[0030]請參照圖2，熱泵為吸收式熱泵，包括:蒸發(fā)器31、工質(zhì)循環(huán)管路34、冷凝器32和發(fā)生器33。蒸發(fā)器31，用于對由除塵器2進行除塵后的載氣進行冷凝處理，使部分水蒸氣降溫至露點，析出為冷凝水D，冷凝水D通過管路被排入蓄水池5。冷凝器32，用于對冷凝處理后的載氣進行加熱，將其重新進行氣流干燥器I。熱泵工質(zhì)E在熱泵內(nèi)流動，在發(fā)生器33由熱載體C進行加熱，促使其沿工質(zhì)循環(huán)管路34進行流動，同時，在蒸發(fā)器31出由于載氣冷凝處理所產(chǎn)生的熱量也通過熱泵工質(zhì)循環(huán)，從而在冷凝器32中對載氣進行加熱。
[0031]本實施例固體物料干燥裝置能回收濕物料中蒸發(fā)的冷凝水，匯集至蓄水池后可以用于現(xiàn)場其它需水工藝流程，因此該系統(tǒng)尤其適用于缺水的地區(qū)，并且除了產(chǎn)生冷凝水以外，沒有任何排放，非常環(huán)保。
[0032]現(xiàn)有設(shè)備一般都配有余熱換熱器，能夠提供蒸汽、熱水或其它熱載體，因此除需要安裝管道引入上游系統(tǒng)的熱載體外，使用熱泵干燥系統(tǒng)，不用改造現(xiàn)有設(shè)備，系統(tǒng)實現(xiàn)成本低，非常有利于推廣應(yīng)用。
[0033]綜上所述，本發(fā)明提供一種固體物料干燥裝置。該固體物料干燥裝置中，熱載體對煙氣余熱回收后，根據(jù)熱量品位實現(xiàn)梯級利用，較高品位的熱量直接用于干燥，再次可以為熱泵提供熱源；實現(xiàn)節(jié)能減排、一機多用的效果，提高燃料利用效率。
[0034]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種固體物料干燥裝置，其特征在于，包括: 余熱換熱器； 氣流干燥器，其熱載體進口與所述余熱換熱器的熱載體出口相連接；以及熱泵，其載氣進口與所述氣流干燥器的載氣出口相連接，其載氣出口與所述氣流干燥器的載氣進口相連接，其熱載體進口與所述氣流干燥器的熱載體出口相連接，其熱載體出口與所述余熱換熱器的熱載體進口相連接； 在所述余熱換熱器中，熱載體與余熱載體進行換熱，吸熱升溫后進入所述氣流干燥器；在所述氣流干燥器中，該熱載體在換熱面內(nèi)循環(huán)對待處理物料進行干燥，而后進入所述熱泵；在所述熱泵中，利用該熱載體殘余的熱量對所述熱泵的熱泵工質(zhì)進行加熱，驅(qū)動所述熱泵循環(huán)，而后該熱載體重新循環(huán)至所述余熱換熱器； 在所述氣流干燥器中，載氣攜帶由于物料干燥所帶來的水蒸氣進入所述熱泵，在所述熱泵中，對該載氣進行降溫冷凝去濕，而后利用所述熱泵工質(zhì)對載氣進行加熱后重新送入所述氣流干燥器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，所述熱泵為吸收式熱泵，包括: 蒸發(fā)器，用于對由所述氣流干燥器輸出的載氣進行冷凝處理，使部分水蒸氣降溫至露點，析出為冷凝水； 發(fā)生器，用于利用所述利用熱載體在氣流干燥器對物料進行干燥后殘余的熱量對所述熱泵的熱泵工質(zhì)進行加熱，驅(qū)動所述熱泵在工質(zhì)循環(huán)管路中循環(huán)；以及 冷凝器，用于利用熱泵工質(zhì)的熱量對冷凝處理后的載氣進行加熱，將其重新進行輸入氣流干燥器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，所述熱泵還包括: 蓄水池，通過管路連接至所述蒸發(fā)器，用于收集所述蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，所述余熱載體為煙氣、熱水或蒸汽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，所述余熱換熱器為間接式換熱器或具有流量分配和調(diào)節(jié)功能的換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，所述載氣選自于以下群組中的一種:空氣、煙氣、煤氣、氮氣或前述氣體的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，所述載氣為氮氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，還包括: 除塵器，其載氣進口與所述氣流干燥器的載氣出口相連接，其載氣出口與所述熱泵的載氣進口相連接，用于對所述氣流干燥器輸出的載氣進行除塵處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，所述氣流干燥器的內(nèi)部布置有間接式換熱面，所述待處理物料放置在該間接式換熱面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固體物料干燥裝置，其特征在于，所述待處理物料為散體顆粒物料。
【文檔編號】F26B25/00GK104215058SQ201310208200
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】向飛, 那永潔, 呂清剛, 高鳴 申請人:中國科學院工程熱物理研究所