專利名稱：一種混合干燥裝置及干燥處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)材料干燥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合干燥裝置及干燥處理方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)加工領(lǐng)域，眾多工業(yè)材料都需進行干粉處理。如水泥，石灰，石膏，砂， 礫石建筑材料；如礦物填料，著色劑，增塑劑，涂料添加劑；如氮化肥，石灰材料，腐殖酸肥料；食品，如水果和蔬菜粉，谷物和根粉，肉和骨粉；如膠囊和片劑藥品，美容產(chǎn)品；如填料， 染料，礦物或蔬菜；如垃圾和污泥廢棄物處理；等等。在這些行業(yè)中，獲得干粉的主要步驟包括①干磨，②精細水研磨，③與添加劑或佐劑混合，④機械脫水，⑤干燥。干燥的技術(shù)手段和方式多種多樣，包括①冷流動空氣干燥，②加熱空氣或使用熱氣體干燥，③熱傳導干燥，④混合集成對流和傳導干燥，⑤“快速”干燥，對流干燥派生的技術(shù)，⑥采用了前太陽能干燥技術(shù)，⑦真空干燥，⑧高壓干燥。干燥效果最好的為真空干燥， 但其投資和經(jīng)營成本造價太高，不適宜推廣。另一個很好而且價格便宜的干燥技術(shù)是通過傳導干燥，一般采用間接加熱的干燥技術(shù)，該干燥技術(shù)的效果與熱效率有很大的關(guān)系(熱量/水蒸發(fā)量)，并受現(xiàn)有熱效率技術(shù)水平的制約。為了提高干燥技術(shù)的效果，國內(nèi)外更多采用混合干燥技術(shù)，此混合干燥技術(shù)采用一種回(旋)轉(zhuǎn)干燥機?；?旋)轉(zhuǎn)式干燥機是一個緩慢旋轉(zhuǎn)的金屬圓筒，同時加入了熱氣體和需要干燥的物質(zhì)進行干燥。熱氣體可以是空氣或其他氣體，如尾氣或其他氣體等。圓柱體的旋轉(zhuǎn)導致被干燥物的混合。熱氣體將水蒸汽連續(xù)地帶入一個圓柱體，從而在圓柱體的進口和出口之間形成熱氣流，從而達到直接干燥。熱氣體也將一部分熱量傳遞給金屬圓柱體，圓柱體又將這些熱量通過金屬的桶壁返還給接觸它的產(chǎn)品，從而產(chǎn)生了傳導干燥，旋轉(zhuǎn)主要是水平軸向的但也存在垂直軸向的系統(tǒng)。已知的改進做法主要是在內(nèi)部通過材料來增加換熱面積，或者是增加產(chǎn)品與干燥系統(tǒng)之間的接觸時間。另一項已知的改進是在系統(tǒng)中增加一個內(nèi)桶，但同時使外筒完全固定，形成雙層的桶壁，并在雙層桶壁之間通入熱傳熱流體。該系統(tǒng)降低了圓柱體的長度，但不提高熱效率?？偟膩碚f，這類技術(shù)涉及的金屬圓柱體長度長，重量重，造價昂貴，而且需要一個強大的電機轉(zhuǎn)動沉重的金屬圓柱體，這就需要很高能量驅(qū)動器。當需要干燥具有膠體性質(zhì)的產(chǎn)品時，膠體物質(zhì)干燥包括有機物和分散性和懸浮的礦物質(zhì)，有熱粘合傾向，將會有斑塊形成和粘附或粘結(jié)干燥機的表面上，從而降低了散熱性能，并被迫在干燥機出口處增加研磨設(shè)備或破碎機。這種粘結(jié)現(xiàn)象也意味著需要維護清潔的交換表面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為克服現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備投資大、熱效率低下、維護工作量大的缺陷，提供一種混合干燥裝置及干燥處理方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種混合干燥裝置，其特征在于包括，導熱性材料制作的卷筒，所述卷筒壁為篩孔或篩網(wǎng)狀，位于卷筒外部的旋轉(zhuǎn)動力機構(gòu)連接所述卷筒， 帶動所述卷筒繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，所述卷筒內(nèi)設(shè)有金屬球接收和輸出裝置，所述金屬球接收和輸出裝置包括金屬球入口和輸出口，所述金屬球入口和輸出口分別位于所述金屬球接收和輸出裝置的上、下部，所述金屬球接收和輸出裝置內(nèi)放置若干金屬球，所述篩孔或篩網(wǎng)的孔徑小于所述金屬球的直徑；所述卷筒內(nèi)壁安裝金屬球提取裝置，所述金屬球提取裝置用于將所述金屬球接收和輸出裝置輸出的所述金屬球，提升到所述金屬球接收和輸出裝置的金屬球入口，金屬球加熱系統(tǒng)的供熱輸出端口安裝在所述金屬球接收和輸出裝置內(nèi)，待干化物投入裝置的投入口安裝在所述金屬球接收和輸出裝置內(nèi)，干粉末接收裝置安裝在所述卷筒下方。作為改進，本發(fā)明裝置還包括水蒸汽和氣體提取裝置，水蒸汽和氣體提取裝置環(huán)繞安裝在在所述卷筒外部，用于收集和提取所述卷筒內(nèi)的水蒸汽和氣體。優(yōu)選的，所述金屬球接收和輸出裝置的垂直截面為漏斗形。制作卷筒的所述導熱性材料為金屬材料。再優(yōu)選的，所述金屬球提取裝置為彎折形擋板，所述彎折形擋板的一邊沿所述卷筒長度方向固定連接在所述卷筒壁上，且該邊的邊長大于所述金屬球直徑，另一邊彎折，其彎折方向朝所述卷筒的旋轉(zhuǎn)方向。所述金屬球提取裝置的數(shù)量為一個或多個，其數(shù)量和尺寸根據(jù)所需金屬球的流量和所述卷筒的轉(zhuǎn)速來確定。再優(yōu)選的，所述金屬球加熱系統(tǒng)為熱氣體噴射系統(tǒng)，該噴射系統(tǒng)的供熱輸出端口尺寸通過計算加熱金屬球所需要的熱氣體來確定。最優(yōu)的，所述金屬球為鋼球?；谏鲜龈稍镅b置，本發(fā)明還提供一種干燥處理方法，其特征在于，包括以下步驟
啟動所述卷筒旋轉(zhuǎn)，所述金屬球加熱系統(tǒng)的供熱輸出端口輸出熱氣流，所述金屬球接收和輸出裝置輸出的所述金屬球，所述金屬球提取裝置在所述卷筒的旋轉(zhuǎn)帶動下，將所述金屬球提升到所述金屬球接收和輸出裝置的金屬球入口，所述金屬球在重力在落入所述金屬球接收和輸出裝置，如此往返，所述卷筒內(nèi)形成循環(huán)連續(xù)的熱金屬球流；
通過所述待干化物投入裝置的投入口輸入含有待干化物的膠體溶液，膠體溶液混入熱金屬球流中，所述金屬球提取裝置提升熱金屬球的同時，攪拌熱金屬球與膠體溶液，使熱金屬球表面與膠體溶液充分熱交換，膠體溶液的水分被迅速帶走，在金屬球表面形成粉末狀干化物，金屬球在攪拌時相互碰撞摩擦，脫離金屬球表面，在重力下通過所述卷筒的篩孔或篩網(wǎng)，落入所述干粉末接收裝置。上述干燥方法進一步還包括步驟所述水蒸汽和氣體提取裝置收集和提取所述卷筒內(nèi)的水蒸汽和氣體。有益效果本發(fā)明采用熱的金屬球流與含有待干化物的膠體溶液充分混合后熱交換，使熱交換面積相比現(xiàn)有技術(shù)具有多個數(shù)量級的提升，因此極大提高了干燥過程的熱交換效率。
同時，本裝置不僅避免了現(xiàn)有技術(shù)靠加大加長卷筒，提高換熱面積的老路，相反能夠縮減卷筒長度、體積，這樣，一方面節(jié)約了卷筒制造成本，另一方面，由于卷筒質(zhì)量的減輕，也降低了為卷筒旋轉(zhuǎn)提供動力的電機功率和能量消耗。進而的，金屬球表面形成的待干化物在金屬球的相互摩擦碰撞下，易于自然脫落， 大大減低了本裝置的維護工作量和維護成本。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體說明。圖1為本發(fā)明裝置主視狀態(tài)下的主要部件結(jié)構(gòu)關(guān)系圖。圖2為帶有鋼球提取裝置的卷筒垂直截面示意圖。圖3為帶有鋼球提取裝置的卷筒與外部旋轉(zhuǎn)動力機構(gòu)連接側(cè)視圖。圖4為膠體溶液混入循環(huán)熱鋼球流的示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，并結(jié)合圖2、3，以斷續(xù)線繪制的金屬卷筒7，表示金屬卷筒7壁為篩孔或篩網(wǎng)狀，位于卷筒7外部的旋轉(zhuǎn)動力機構(gòu)9連接卷筒7，帶動卷筒7繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，水平軸線如圖3的虛線所示。卷筒7內(nèi)設(shè)有鋼球接收和輸出裝置，鋼球接收和輸出裝置的垂直截面為漏斗形。鋼球接收和輸出裝置的鋼球入口和輸出口分別位于漏斗的上、下部，鋼球接收和輸出裝置內(nèi)充盈放置若干鋼球，金屬卷筒7的篩孔或篩網(wǎng)的孔徑小于鋼球的直徑。卷筒內(nèi)壁安裝鋼球提取裝置8，鋼球提取裝置8為彎折形擋板，彎折形擋板的一邊沿卷筒長度方向固定連接在卷筒7壁上，且該邊的邊長B大于鋼球直徑，另一邊彎折，其彎折方向朝向卷筒的旋轉(zhuǎn)方向。鋼球提取裝置的尺寸設(shè)計為A C。鋼球提取裝置用于將鋼球接收和輸出裝置輸出的鋼球，提升到鋼球接收和輸出裝置的鋼球入口，鋼球提取裝置的數(shù)量為一個或多個，其數(shù)量和尺寸根據(jù)所需鋼球的流量和所述卷筒的轉(zhuǎn)速來確定。鋼球加熱系統(tǒng)的供熱輸出端口 10安裝在鋼球接收和輸出裝置內(nèi)，鋼球加熱系統(tǒng)為熱氣體噴射系統(tǒng)，該噴射系統(tǒng)的供熱輸出端口尺寸通過計算加熱鋼球所需要的熱氣體來確定。待干化物投入裝置的投入口 11位于供熱輸出端口 10之下安裝在鋼球接收和輸出裝置內(nèi)，干粉末接收裝置12安裝在所述卷筒下方。水蒸汽和氣體提取裝置14環(huán)繞安裝在卷筒7外部，用于收集和提取卷筒內(nèi)的水蒸汽和氣體。圖1中，數(shù)字標號5、13代表水蒸氣蒸發(fā)的路徑。上述干燥裝置的干燥處理方法，包括以下步驟
啟動金屬卷筒旋轉(zhuǎn)，鋼球加熱系統(tǒng)的供熱輸出端口輸出熱氣流，鋼球接收和輸出裝置輸出的鋼球，鋼球提取裝置在卷筒的旋轉(zhuǎn)帶動下，將鋼球提升到鋼球接收和輸出裝置的鋼球入口，鋼球在重力在落入鋼球接收和輸出裝置，如此往返，卷筒內(nèi)形成循環(huán)連續(xù)的熱鋼球流；
通過所述待干化物投入裝置的投入口輸入含有待干化物的膠體溶液，膠體溶液混入熱鋼球流中，鋼球提取裝置提升熱鋼球的同時，攪拌熱鋼球與膠體溶液，使熱鋼球表面與膠體溶液充分熱交換，膠體溶液的水分被迅速帶走，在鋼球表面形成粉末狀干化物，鋼球在攪拌時相互碰撞摩擦，脫離鋼球表面，在重力下通過卷筒的篩孔或篩網(wǎng)，落入干粉末接收裝置。圖4更加豐富反映了本發(fā)明的干燥處理方法，圖4中，數(shù)字標號1代表連續(xù)移動的鋼球，2代表需要干化產(chǎn)品的注入，3代表鋼球的連續(xù)提取，4代表鋼球的隨機轉(zhuǎn)動，5代表水蒸氣的排放，6代表粉末形態(tài)的干化產(chǎn)物重力排出。
具體實施例對于干燥參數(shù)如下的膠體物質(zhì)干燥處理
膠體物質(zhì)包括有機物和分散性和懸浮的礦物質(zhì)，有熱粘合傾向，含有80%的水，產(chǎn)品必須達到干燥的粉末，含有15%的水。采用每天干燥120噸，M小時、7天連續(xù)運轉(zhuǎn)工作方式。 或者說，5噸/小時的膠體物質(zhì)干燥量，水的蒸發(fā)量將是3擬4千克/小時，理論計算需要熱量38 X 2257千焦/千克=8630768千焦/ H = 2397千瓦時=約360公斤煤/小時。一、采用現(xiàn)有的工業(yè)用干燥設(shè)備 需要安裝和運轉(zhuǎn)三級聯(lián)回轉(zhuǎn)烘干機， 第一級2200 mm直徑ΧΜ000毫米長度， 第二級1800 mm直徑X 20000毫米長度， 第三級1500毫米直徑X 16000毫米長度，
熱氣體需煤700公斤/小時，大大超出理論計算值。該建筑30米長X寬12米X高15米，三層樓高，每層高5米。二、采用本發(fā)明設(shè)備為
單回轉(zhuǎn)干燥機直徑；3400毫米X 3000 mm長 .熱氣體需煤450公斤/小時，遠接近理論計算值。該建筑將是12米長X 5米寬X 7米高，而不分層。顯然，本發(fā)明和現(xiàn)有的工業(yè)用干燥機相比，熱氣體熱能消耗節(jié)省33. 33%，烘干機制造成本節(jié)省90%，且明顯大大節(jié)約運行及維護成本。最后所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種混合干燥裝置，其特征在于包括，導熱性材料制作的卷筒，所述卷筒壁為篩孔或篩網(wǎng)狀，位于卷筒外部的旋轉(zhuǎn)動力機構(gòu)連接所述卷筒，帶動所述卷筒繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，所述卷筒內(nèi)設(shè)有金屬球接收和輸出裝置，所述金屬球接收和輸出裝置包括金屬球入口和輸出口，所述金屬球入口和輸出口分別位于所述金屬球接收和輸出裝置的上、下部，所述金屬球接收和輸出裝置內(nèi)放置若干金屬球，所述篩孔或篩網(wǎng)的孔徑小于所述金屬球的直徑；所述卷筒內(nèi)壁安裝金屬球提取裝置，所述金屬球提取裝置用于將所述金屬球接收和輸出裝置輸出的所述金屬球，提升到所述金屬球接收和輸出裝置的金屬球入口，金屬球加熱系統(tǒng)的供熱輸出端口安裝在所述金屬球接收和輸出裝置內(nèi)，待干化物投入裝置的投入口安裝在所述金屬球接收和輸出裝置內(nèi)，干粉末接收裝置安裝在所述卷筒下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合干燥裝置，其特征在于，還包括水蒸汽和氣體提取裝置， 水蒸汽和氣體提取裝置環(huán)繞安裝在在所述卷筒外部，用于收集和提取所述卷筒內(nèi)的水蒸汽和氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合干燥裝置，其特征在于，所述金屬球接收和輸出裝置的垂直截面為漏斗形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合干燥裝置，其特征在于，所述金屬球提取裝置為彎折形擋板，所述彎折形擋板的一邊沿所述卷筒長度方向固定連接在所述卷筒壁上，且該邊的邊長大于所述金屬球直徑，另一邊彎折，其彎折方向朝所述卷筒的旋轉(zhuǎn)方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合干燥裝置，其特征在于，制作卷筒的所述導熱性材料為金屬材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合干燥裝置，其特征在于，所述金屬球提取裝置的數(shù)量為一個或多個。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合干燥裝置，其特征在于，所述金屬球加熱系統(tǒng)為熱氣體噴射系統(tǒng)，該噴射系統(tǒng)的供熱輸出端口尺寸通過計算加熱金屬球所需要的熱氣體來確定。
8.—種上述混合干燥裝置的干燥處理方法，其特征在于，包括以下步驟啟動所述卷筒旋轉(zhuǎn)，所述金屬球加熱系統(tǒng)的供熱輸出端口輸出熱氣流，所述金屬球接收和輸出裝置輸出的所述金屬球，所述金屬球提取裝置在所述卷筒的旋轉(zhuǎn)帶動下，將所述金屬球提升到所述金屬球接收和輸出裝置的金屬球入口，所述金屬球在重力在落入所述金屬球接收和輸出裝置，如此往返，所述卷筒內(nèi)形成循環(huán)連續(xù)的熱金屬球流；通過所述待干化物投入裝置的投入口輸入含有待干化物的膠體溶液，膠體溶液混入熱金屬球流中，所述金屬球提取裝置提升熱金屬球的同時，攪拌熱金屬球與膠體溶液，使熱金屬球表面與膠體溶液充分熱交換，膠體溶液的水分被迅速帶走，在金屬球表面形成粉末狀干化物，金屬球在攪拌時相互碰撞摩擦，脫離金屬球表面，在重力下通過所述卷筒的篩孔或篩網(wǎng)，落入所述干粉末接收裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合干燥裝置的干燥處理方法，其特征在于，還包括步驟所述水蒸汽和氣體提取裝置收集和提取所述卷筒內(nèi)的水蒸汽和氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合干燥裝置，其特征在于，所述金屬球為鋼球。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合干燥裝置及其干燥處理方法，包括導熱性材料制作的卷筒，卷筒壁為篩孔或篩網(wǎng)狀，外部動力旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接帶動卷筒繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，卷筒內(nèi)設(shè)有金屬球接收和輸出裝置，金屬球接收和輸出裝置內(nèi)放置若干金屬球，篩孔或篩網(wǎng)的孔徑小于金屬球直徑；卷筒內(nèi)壁安裝金屬球提取裝置，金屬球提取裝置將金屬球接收和輸出裝置輸出的金屬球提升后回到金屬球接收和輸出裝置內(nèi)，金屬球加熱系統(tǒng)的供熱輸出端口安裝在金屬球接收和輸出裝置內(nèi)，待干化物投入裝置的投入口安裝在所述金屬球接收和輸出裝置內(nèi)。本發(fā)明極大提高干燥過程熱交換效率，節(jié)約制造成本，降低能量消耗，易于維護，運行成本低。值得在工業(yè)原材料干粉制備領(lǐng)域推廣使用。
文檔編號B01D1/30GK102489026SQ20111040119
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者余丹, 劉暉, 程建新 申請人:武漢新傲環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司