[发明专利]一种热泵载气穿流式连续干燥设备

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，特别涉及一种适用于颗粒状或粉末状物料的热泵载气穿流式连续干燥设备。

背景技术

在化工生产中，干燥通常指用热空气、烟道气、微波以及红外线等加热湿固体物料，使其中所含的水分或溶剂汽化而除去，是一种属于热质传递过程的单元操作。干燥操作广泛应用于化工、食品、轻工、纺织、煤炭、农林产品加工和建材等各部门。干燥操作需要很大的能耗，意大利科学家的研究显示，水稻干燥加工的能源消耗占水稻生产加工总能耗的64％。随着全球能源、资源问题的日益严重，对于干燥操作的节能研究越来越受到重视。热泵干燥技术就是在这种背景下发展起来的一种新型干燥技术。

热泵干燥技术和其他干燥技术相比具有显著的节能特性。热泵干燥技术的另外一个显著特点是其干燥温度低，具有独特的低温除湿功能，可以在较低的温度下对物料进行干燥可使物料的最终含水率降到极低的水平，特别适用于一些热敏性产品的干燥加工。专利号ZL200820220667.2的实用新型公开了一种热泵型真空连续干燥设备。该发明将热泵系统用于粮食的连续干燥过程，降低了能耗，实现了干燥过程的连续操作，但是该设计是将热泵的工作介质通过到干燥塔中的盘管中通过接触传热的方式对物料进行干燥操作。这种设计需要使用大量的热泵工作介质，盘管使用量大，结构复杂，不利于设备的维护和维修，同时使干燥器的有效工作体积降低，增加干燥塔的体积。

发明内容

【发明目的】干燥是一种耗能极大的单元操作，为了降低干燥能耗，开发利用新的干燥技术非常必要。热泵技术就是一种很有潜力的节能技术。本发明将热泵技术和干燥工艺通过循环载气巧妙地结合起来，既有效地利用热泵技术的节能优势，又继承传统干燥工艺的特点，使干燥过程达到节能、使用范围广和操作连续的要求。

【本发明的构思】传统的干燥设备一般有厢式干燥器、带式干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、转筒干燥器、喷雾干燥器和滚筒干燥器等。适用于颗粒状物料干燥的干燥器有气流干燥器、转筒干燥器、沸腾床干燥器和厢式干燥器。这些干燥器的干燥效果虽然较好，但是能耗一般偏高。而将热泵技术和干燥工艺相结合则有可能有效的降低干燥的能耗，但是如何将热泵和干燥工艺相结合却是所形成的干燥设备的效率高低的决定性因素。本发明结合了热泵技术、气提蒸馏技术和气流干燥器的优势，使干燥过程连续、可回收挥发性物质，同时节能降耗。

【本发明技术方案】本发明的基本构造如附图1：

待干燥的物料从提升机6提升到进料口1通过高压旋转阀3进入干燥塔中进行干燥，高压旋转阀3安装在干燥塔4的进口和出口，为了保持干燥塔4的气密性，通过串联的方式，可以在进口和出口分别安装两个高压旋转阀3，所安装的高压旋转阀3保持适当的转速以保证进料速度和出料速度的协调。物料进入干燥塔4中后，受到折流板5的控制而在干燥塔中进行z形流动，从塔顶流到塔底，在流动的过程中从热泵冷凝器9输送过来加热载气将物料加热，使物料中所含有的水分蒸发，从而干燥物料。湿度增加的载气从干燥塔4的顶部被罗茨风机7抽走并送入热泵蒸发器8中进行冷却，载气中的水分和其他易挥发性成分在热泵蒸发器8中冷却得到冷却液12，根据冷却液12的成分，冷却液12可以被作为干燥的副产品或者被排放。冷却后的载气随后进入热泵冷凝器9进行加热，而又循环进入干燥塔4的底部用于物料的干燥。根据物料的热敏性和含水量的多少，通过调节热泵压缩机10和节流阀11的工作参数来调节载气的温度，通过调节罗茨风机7来调节载气的流量，通过这些调节就可以很好的适应不同的物料。

本发明具有以下特点和优势：

1.干燥塔结构简单，内部不存在机械运动部件，增加了设备的整体可靠性，通过串联的高压旋转阀进料和出料，真正实现了干燥过程的连续性；

2.干燥塔中通过折流板的设计，使物料在干燥塔中的流动过程中和载气的接触更为均匀，同时干燥介质(载气)直接在待干燥物料中流动的设计使两者的传热系数更大，增加了传热效率，载气的温度可以在较大的范围内自由调节，从而可以适应多种物料的干燥；

3.通过热泵技术、气提蒸馏技术和干燥工艺的耦合使干燥过程实现了连续、节能和高效，气体蒸馏概念的引入使干燥过程兼负高价挥发性物质回收的作用，进一步降低了干燥操作的操作成本，干燥过程中只使用电能，整个过程中无污染物释放，改善了过程的经济性，对环境的影响极小。

附图说明