專利名稱:洞道式內(nèi)熱旋流干燥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型屬干燥設(shè)備。本技術(shù)提供一種主要用于食品的節(jié)能高效的洞道式內(nèi)熱干燥器,因為干燥氣流在洞道內(nèi)既有垂直于小車運動方向的“錯流”,又有與小車運動方向相同及相反的“順流”和“逆流”,故取名為“旋流”。這種干燥器適合于干燥片、條、絲及多種不定形的塊狀等物料,特別適合干燥含水量較高(含水量在50%以上)的物料。
目前與本發(fā)明相近的設(shè)備有洞道式順流、逆流和混流干燥器。這幾種干燥器均由若干個裝有多層物料的小車在洞道內(nèi)連續(xù)移動并通過不同的介質(zhì)流動方式來完成干燥過程。它們目前存在的缺點是1.熱量損失較大,這主要由兩方面造成第一,熱量輸送損失。由于目前這類洞道式干燥器都是外熱式,即提供干燥介質(zhì)的熱風(fēng)爐及其相應(yīng)附屬除塵器和輸送管道全部位于干燥器之外,空氣經(jīng)熱風(fēng)爐單獨換熱后,再輸入干燥器,所以,在換熱及輸送過程中,相當(dāng)一部分熱量散發(fā)到空氣當(dāng)中。第二,由于煙氣排放溫度高而損失了大量熱能。熱風(fēng)爐(以煤、燃油、燃氣為燃料)在燃燒過程中排入大氣的煙氣溫度較高,一般都在150-180℃,這一部分煙氣的熱量也未能有效加以利用。而本發(fā)明的熱風(fēng)煙氣排放溫度僅為50-60℃,相比之下,前者的熱能大量流失。2.無法按照物料干燥進程提供最佳的溫度、濕度等條件。含水量較大的農(nóng)副產(chǎn)品(一般含水量都在50%以上)干燥時間較長,干燥脫水量大,還具有一定的熱敏性,一般要求干燥初期采用較高的運行溫度,以提高干燥速度。隨著干燥進程的延續(xù),在干燥后期隨著物料含水量的降低,干燥介質(zhì)溫度也應(yīng)逐步降低,以保證產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量;同時還要求在干燥的全過程力求保持一種較低的介質(zhì)相對濕度,以利于帶走物料水分。
目前與本法類似的洞道式干燥器有順流式、逆流式以及單純的混流式的流動方式,在介質(zhì)氣體流動方式、熱量及濕度的分布上均不能較好地達到上面所要求的理想干燥條件。
①順流式干燥是洞道內(nèi)熱空氣的流動方向與小車前進方向一致,這種方式的干燥器存在的主要缺點是干燥的空氣介質(zhì)與物料接觸以后,隨著干燥的進程,介質(zhì)空氣濕度不斷升高,導(dǎo)致后期的物料干燥速度很慢,產(chǎn)量下降,成本升高。
②逆流式干燥是洞道內(nèi)熱空氣的流動方向與小車前進方向相反,其主要缺點是干燥的高溫空氣介質(zhì)一開始就與即將完成干燥的含水量低的物料接觸,如果介質(zhì)溫度過高,極易造成物料焦糊,破壞產(chǎn)品質(zhì)量,如果介質(zhì)溫度降得過低,又會使干燥速度大大降低,無法帶走新鮮物料的水分。所以,介質(zhì)溫度不易達到兩兼顧。還有一個缺點就是介質(zhì)吸收的水汽容易冷凝在最初進入干燥器的濕物料上面,影響干燥能力。
③為了克服上述缺點,有時也采用混流式,把洞道分為兩段,一段采用順流式,另一段采用逆流式。但這種方式也僅僅是單純的順流和逆流的組合,沒有按照干燥進程和物料的特性對在不同干燥進程中的溫度和濕度進行調(diào)節(jié),無法同時克服順流和逆流的缺點,比如逆流干燥末期由于溫度造成的焦糊和干燥速度的矛盾問題就沒有解決,處于逆流段的介質(zhì)溫度和濕度也無法實行動態(tài)調(diào)控達到理想水平。
本發(fā)明的目的是提供一種新型干燥器,采用獨特的結(jié)構(gòu)和合理調(diào)配整個干燥過程中干燥介質(zhì)的溫度、濕度和流量,充分利用熱能,提高干燥效率及產(chǎn)量,保證產(chǎn)品質(zhì)量,降低干燥成本。
本發(fā)明的詳細說明和實施例(一)在干燥器內(nèi)的小車、換熱爐和除塵器的總體布局方式在密閉的干燥洞道內(nèi)放置1-3列相互平行、而且前進方向一致的小車,洞長6-40m,一般不超過30m;洞寬3-6m,高1.5-3.5m。小車的列數(shù)和每列的節(jié)數(shù)可以根據(jù)需要而變化,一般為1-3列,每列般為7-20節(jié)。小車設(shè)置若干橫隔架,以分層放置進料盤。在小車旁邊與小車前進相平行的方向上設(shè)置采用煤、油或燃氣的換熱爐,換熱爐和與之相連的除塵器均內(nèi)置。主要通過爐體及周圍與之連接的除塵器以及煙道的熱輻射作用和對流的空氣將熱量傳給干燥室內(nèi)的空氣介質(zhì)。小車的前進方向如
圖1所示。
換熱爐(7)與除塵器(8)有兩種排列方式。第一種,換熱爐與除塵器彼此相連成一條直線,這條直線與小車移動的方向平行,位于干燥室內(nèi)部與循環(huán)風(fēng)機相對應(yīng)的另一側(cè)。
圖1為其平面圖,圖3為其縱剖面圖。第二種,換熱爐與除塵器相連的直線與小車移動方向垂直,每一個換熱爐和一個除塵器組成一組,均在干燥室內(nèi)部與循環(huán)風(fēng)機相對應(yīng)的一側(cè)分布,每一個分布點由1-2組組成。(每組為換熱爐、除塵器各1個),每一個分布點相隔的距離一般不少于1.5m,圖7所示為其平面圖,圖6所示為其橫剖面圖。
在以上兩種方式中,不論采取哪一種方式排列,換熱爐與除塵器均與小車在干燥室內(nèi)處于同一高度,并位于小車旁邊,與循環(huán)風(fēng)扇相對應(yīng)的另一側(cè)。換熱爐、除塵器和附屬煙氣管道均置于干燥器以內(nèi)。
(二)換熱爐的獨特散熱結(jié)構(gòu)1.換熱爐尺寸與空心管結(jié)構(gòu)換熱爐的尺寸、數(shù)目和設(shè)置間距依產(chǎn)量大小而定,爐體直徑一般在0.4m以上,高度一般在1-3m。換熱爐內(nèi)膛做成內(nèi)空圓筒,并在爐體的燃燒室上方嵌入若干個呈水平方向、與小車前進方向垂直、而且彼此平行的的空心管,在爐內(nèi)的燃燒火焰和煙道氣則在空心橫管之外、爐膛之內(nèi)盤繞上升,然后經(jīng)過除塵器(8),再經(jīng)過在水平檔板(14)的上面呈水平分布的煙氣導(dǎo)管(12),最后經(jīng)過豎直分布的煙氣導(dǎo)管和煙囪(22)而排入大氣。空心管徑在100-200mm左右(如
圖13的a所示),從燃料進口(18)上方100mm左右開始排列,一直到爐子頂部,如圖5所示。為了使煙氣順利通過又充分散熱,空心管呈一定距離的密集排列,管壁之間的距離在150-200mm左右(如
圖13中的b所示)。
2.散熱片結(jié)構(gòu)在換熱爐周圍外側(cè)還設(shè)置了長條形散熱片(15),散熱片之間的間距一般為50mm,高度50-100mm,厚度3-8mm。散熱片分布于爐體外側(cè)與燃燒室相對應(yīng)的部位,從比火焰燃燒稍低的爐體位置開始,一直排到頂部。散熱片的設(shè)計如圖4、圖5所示。
通過上述兩種結(jié)構(gòu),使燃燒過程產(chǎn)生的高溫?zé)煔獠粌H通過換熱爐外殼,還通過換熱爐外面的散熱片以及內(nèi)部嵌入的空心管、除塵器外殼及煙氣導(dǎo)管,進一步加大了與干燥器內(nèi)部空氣的間接換熱面積,使燃燒和輸送過程中產(chǎn)生的熱量得到充分散發(fā)利用,這是外置式換熱爐所不及的。
(三)獨特的煙氣和干燥介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)煙氣和干燥器內(nèi)的空氣(干燥介質(zhì))是分開運行的。
(1)煤在換熱爐中燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過空心管外壁,從換熱爐(7)頂部出來,經(jīng)過旋風(fēng)除塵器(8)除塵以后,再依次通過水平放置的煙氣導(dǎo)管(12)、豎直煙氣管道和煙囪(22)而排入大氣。
(2)在空心管中間(管壁內(nèi)側(cè))流動的則是經(jīng)循環(huán)風(fēng)扇吹過來的干燥介質(zhì),通過空心管散熱后,進入干燥室,與煙氣彼此分開。這個系統(tǒng)的運行路線如下在干燥器的橫剖面上,(如圖2,圖3,圖6,
圖10所示)。小車的頂部和與運動方向相平行的兩個側(cè)面均為氣流檔板,分別從進料門(24)和出料門(25)進入的新鮮空氣被位于小車上部的循環(huán)風(fēng)機驅(qū)動,在位于小車之上的水平擋板(14)和豎直隔板(5)之內(nèi)作垂直于小車移動方向的圓周運動,路線先是從風(fēng)機出發(fā),帶走水平煙氣導(dǎo)管(12)輻射出的熱量,到達除塵器及換熱爐時,再帶走除塵器及換熱爐體周圍及其空心管散發(fā)出的熱量,受熱的空氣再通過豎直擋板(4)下面的空檔進入排列著小車的干燥室,對物料進行干燥,然后再經(jīng)過下一個豎直擋板往上回到循環(huán)風(fēng)扇,進入下一個循環(huán),如此反復(fù)進行。在循環(huán)扇的上方即干燥器頂部,每隔一定距離還設(shè)有排氣孔9.10,通過調(diào)節(jié)安在排氣孔管道上的各個排氣流量調(diào)節(jié)閥(分閥門為26,總閥門為20)可以決定排氣量的多少與位置,將干燥器內(nèi)的潮濕空氣排入大氣。排氣量大的孔即為主排氣孔,主排氣孔的位置就決定了順流或逆流的組合方式及區(qū)段,使干燥氣流在作垂直于小車運動方向的圓周運動的司時,也作平行于小車移動方向的順向和逆向流動。本發(fā)明采用的是混流式,小車進入干燥器以后,先進入1/4運行長度的順流階段,其余3/4為逆流。所以,主要排氣孔也將位于小車剛進入干燥器時算起,占運行總長度1/4的位置。干燥氣流的運動方向如
圖10所示。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果1.采用了獨特的結(jié)構(gòu),使本專利干燥器熱利用率比一般的外置熱風(fēng)爐式洞道干燥器提高了30%以上;經(jīng)換熱爐和管道,最后排出的煙氣溫度也僅為50-60℃,而一般熱風(fēng)爐高達150-180℃。本發(fā)明的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下三個方面①由于換熱爐體及其附屬的旋風(fēng)除塵器,煙氣管道的大部分(占總長度的3/4)全部置于干燥器內(nèi)部,形成了一套獨特的內(nèi)部換熱體系,一方面使燃燒過程產(chǎn)生的熱量直接通過換熱爐而散發(fā)到干燥器中,完全避免了外置換熱器而造成的輸送熱量損失;另一方面也使煙氣的熱量被充分利用。
②由于換熱爐體采用了獨特的散熱片結(jié)合內(nèi)空管道的散熱結(jié)構(gòu),進一步提高了換熱爐的熱量置換率。
③由于采用了獨特的循環(huán)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了合理的介質(zhì)循環(huán)方式,合理的溫度、濕度調(diào)控方式和排氣方式,主要體現(xiàn)出以下優(yōu)點a.獨特的介質(zhì)錯流運動。在本干燥器中,干燥介質(zhì)受循環(huán)風(fēng)(2)驅(qū)使,在循環(huán)風(fēng)扇-換熱爐-物料-循環(huán)風(fēng)扇之間做垂直于小車運動方向的循環(huán)流動,使物料表面各部分都與干燥介質(zhì)接觸并做強烈的相對運動,加快了干燥速度,如圖3、
圖10所示。
b.獨特的順、逆流結(jié)合和溫度、濕度調(diào)控體系。干燥介質(zhì)在進行錯流的同時還沿小車運動方向做逆流和順流運動,形成了獨特的錯、順、逆流結(jié)合的方式,氣流呈螺旋式順流和螺旋式逆流前進。在物料剛進入干燥器1/4順流區(qū)段,從進料門進入的高溫低濕空氣能快速使物料升溫和排出水分;在這以后3/4的逆流區(qū)段,介質(zhì)則以中低溫和低濕的形式從出料門進入,使干燥后期的物料不至于受高溫而焦糊并進一步干燥至要求的低水分。隨著干燥介質(zhì)的逆流推進,介質(zhì)接觸含水量更高的物料時,通過溫度自動感應(yīng)系統(tǒng)和與小車平行的諸個爐體可對介質(zhì)進行分段加溫,并通過排風(fēng)機適當(dāng)排出廢氣,使介質(zhì)在溫度升高的同時,濕度也始終保持在低水平,繼續(xù)具有高載濕能力,這樣,在整個干燥過程中的溫度和濕度始終處于理想的狀態(tài),完全克服了過去洞式干燥器的缺點。高水分物料干燥過程對介質(zhì)的要求見表1.(干燥高水分物料對介質(zhì)的一般要求),本法設(shè)計干燥器的特性見表2.(不同干燥器在干燥過程中介質(zhì)溫、濕度的表現(xiàn))。
c.通過以上獨特的結(jié)構(gòu)和干燥介質(zhì)的獨特循環(huán)運動方式以及進氣排氣的配合,使介質(zhì)在不同階段的溫度、濕度達到科學(xué)的調(diào)控,不僅形成了一整套合理的干燥條件,克服了以往洞道干燥器不能進行動態(tài)調(diào)溫調(diào)濕和介質(zhì)流動方式不同所具有的缺點,也大大提高了換熱率、干燥效率和產(chǎn)量,降低了干燥成本。
2.根據(jù)發(fā)明的要求設(shè)計、制做了相應(yīng)的干燥設(shè)備,得出運行結(jié)果對比如下新型干燥器的干燥室(洞道)尺寸為5.5m×18m×3m,內(nèi)裝小推車40個,配置換熱爐(熱風(fēng)爐)6臺×15萬大卡/臺=90萬大卡,被干燥物料的鮮料含水量為70%、干料含水量為10%時,產(chǎn)量達到7200公斤/24小時,耗煤量為5280公斤/24小時。噸產(chǎn)品耗煤量則為733公斤/噸。
原來的舊型洞道式干燥器(共6個,每1個各配置一臺15萬大卡換熱爐,用舊式運行方法進行了同等物料的干燥對比),每24小時產(chǎn)量為5460公斤,24小時總耗煤量為6900公斤。則噸產(chǎn)品耗煤量為1264公斤/噸。
1.產(chǎn)量比較新型干燥器(按1臺15萬大卡換熱爐的產(chǎn)量計)每小時產(chǎn)量為50公斤,而舊型為每小時37.9公斤。新型比舊型干燥器提高產(chǎn)量31.9%。
2.干燥同類物料每噸成品耗煤量比較新型為733公斤/噸,舊型為1264公斤/噸。新型比舊型節(jié)煤42%。由此看出,本設(shè)計干燥器提高產(chǎn)量和節(jié)能效果十分顯著。
表1.干燥高水分物料對介質(zhì)的一般要求
表2.不同干燥器在干燥過程中介質(zhì)溫、濕度的表現(xiàn)
由表2可以看出,本發(fā)明設(shè)計的干燥條件最為理想。
圖1干燥器平面圖圖2干燥器縱剖面圖圖3干燥器橫剖面圖圖4換熱爐俯視圖圖5換熱爐正面視圖圖6換熱爐及除塵器局部圖圖7干燥器平面圖圖8換熱爐內(nèi)部空心管排列圖圖9 煙氣排放路徑圖
圖10干燥介質(zhì)流動圖
圖11干燥器平面圖(省略煙囪)
圖12干燥器平面圖(省略循環(huán)電機)
圖13空心管尺寸圖
圖14空心管局部放大
圖1.小推車 14.水平擋板2.循環(huán)風(fēng)扇15.散熱片3.導(dǎo)軌16.換熱器煙氣導(dǎo)管4.豎直擋板17.空心管5.豎直隔板18.燃料進口(煤)6.循環(huán)電機19.排渣口7.換熱爐 20.
排氣流量調(diào)節(jié)閥(總閥8.除塵器 21.導(dǎo)軌車9.排氣孔 22.煙氣導(dǎo)管(含煙囪)10.排氣孔 23.引風(fēng)機11.小車推進器 24.門(進料)12.煙氣導(dǎo)管 25.門(出料)13.廢氣導(dǎo)管 26.排氣流量調(diào)節(jié)閥(分閥)
權(quán)利要求1.洞道式內(nèi)熱旋流干燥器,其特征是密閉的干洞前后有進料門24和出料門25,道內(nèi)放置1-3列相互平行與前進方向一致的小車1數(shù)量為7-20節(jié),洞道外有導(dǎo)軌3,導(dǎo)軌車21,洞內(nèi)有小車推進器11,在小車旁邊與小車前進平行的方向設(shè)置換熱爐7和除塵器8,換熱爐與除塵器與小車處于同一高度,并位于小車旁邊;換熱爐內(nèi)膛做成內(nèi)空圓筒;并在爐體的燃燒室上方嵌入呈水平方向與小車前進方向垂直,而且彼此平行的空心管17,在換熱爐周圍外側(cè)還設(shè)置了長條形散熱片15,散熱片分布于爐體外側(cè)與燃燒室相對應(yīng)的部位,換熱爐頂部有一換熱器煙氣導(dǎo)管16與除塵器相連,除塵器頂部有一煙氣導(dǎo)管12,與豎直煙氣管道和煙囪22相連,在煙氣導(dǎo)管的末端有循環(huán)風(fēng)扇2和循環(huán)電機6,循環(huán)風(fēng)扇的上方有排氣孔9,10,排氣孔的末端接廢氣導(dǎo)管13,在相應(yīng)排氣孔道上有排氣流量調(diào)節(jié)閥分閥26,總閥20和引風(fēng)機23,小車的頂部和與運動方向相平行的兩個側(cè)面有水平檔板14和堅直檔板4,在小車之上還有堅直隔板5。
2.如權(quán)利要求1所述的干燥器,其特征在于換熱爐和除塵器的位置可以彼此相連成一直線,這條直線與小車移動的方向平行,位于干燥器內(nèi)部與循環(huán)風(fēng)機相對應(yīng)的另一側(cè),或者換熱爐與除塵器相連的直線與小車移動方向垂直,每一個換熱爐和一個除塵器組成一組,均在干燥室內(nèi)部與循環(huán)風(fēng)機相對應(yīng)的一側(cè)分布。
專利摘要洞道式內(nèi)熱旋流干燥器屬干燥設(shè)備,是在密閉的干燥洞內(nèi)設(shè)有1—3列小車7—20節(jié),在小車旁邊有換熱爐和除塵器,換熱爐內(nèi)腔有內(nèi)腔圓筒,內(nèi)有平行的空心管,外側(cè)有長條形散熱片,在干燥管上方有循環(huán)風(fēng)扇;換熱爐、物件、循環(huán)風(fēng)扇之間循環(huán)流動,合理的溫度,濕度調(diào)控和排氣方式,這樣大大提高了換熱率、干燥效率和產(chǎn)量,降低了干燥成本。
文檔編號F26B3/14GK2330953SQ9820454
公開日1999年7月28日 申請日期1998年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者謝江 申請人:四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所