[发明专利]室平衡的动态真空系统及物料干燥方法有效

专利信息
申请号: 201911382221.9 申请日: 2019-12-28
公开(公告)号: CN110926120B 公开(公告)日: 2023-05-12
发明(设计)人: 韩荣献 申请(专利权)人: 韩荣献
主分类号: F26B5/04 分类号: F26B5/04;F26B21/08;F22B31/08;F22G3/00;F28B1/00
代理公司: 衢州维创维邦专利代理事务所(普通合伙) 33282 代理人: 龚洋洋
地址: 361000 福*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 平衡 动态 真空 系统 物料 干燥 方法
【说明书】:

发明涉及室平衡的动态真空系统及物料干燥方法。动态真空系统,包括真空工作室、辅助换热器、冷凝热交换器和真空平衡室,真空工作室中放置待干物料,真空工作室上设有介质入口和蒸汽出口,真空工作室中安装辅助换热器,真空工作室通过蒸汽出口和蒸汽出口阀门与真空平衡室连通;真空平衡室与真空泵连接,真空平衡室底部设有排水口;冷凝热交换器将从真空工作室中流入的混合有水蒸气的介质蒸汽降温后在真空平衡室中将水蒸气冷凝相变为冷凝水,冷凝水汇聚在真空平衡室底部通过排水口排出。本发明是有水蒸气做导热介质的真空干燥、热处理及蒸发系统,用以物料的真空干燥、蒸发和真空热处理,改变了对传统的真空环境的改造利用和使用效率。

技术领域

本发明涉及一种真空系统,具体涉及一种有可控导热介质的室平衡的动态真空系统及物料干燥方法。

背景技术

干燥的需求几乎遍布绝大多数的工业领域,在不断进行干燥技术研发的同时,更应该注重提高效率、有效地利用能源,减少对环境的不利影响。与常规干燥技术相比真空干燥有着效率高、节省能源、排放少的诸多优点,公知的真空环境下没有导热介质,也就无法在真空环境进行热交换。在真空环境里,水的沸点随真空度的上升而持续下降,根据水蒸气饱和温度和压力关系数据,相对真空度40kpa水的沸点是85.5℃,相对真空度60kpa水的沸点是75℃,相对真空度80kpa时,水的沸点60.1℃,相对真空度90kpa时,水的沸点只有45.3℃。如果真空状态下可以有导热介质,那么就可以把热传导到被干燥物料,不但节省能源,还可使得物料的干燥效率得到极大的提高。

传统的干燥方法大都是采用在常压下的热风对流干燥,周期长、效率低、能耗高,这里对传统的干燥方式就不过多赘述。目前较先进干燥技术是真空干燥,以木材干燥为例:目前大多采用的是真空高频干燥、真空热板干燥、间歇式或脉冲式真空干燥,间歇式或者脉冲式真空干燥是一种真空对流干燥。但是由于目前所有的真空干燥的真空都需要由真空泵的持续运行来维持,真空泵抽真空必然会抽排了干燥室的水蒸气,水蒸气是导热介质,是干燥过程所需要的热量的载体,真空泵抽真空就无法使导热介质和真空同时共存,对蒸汽的抽排不仅造成导热介质的缺失浪费了大量能源,而且也无法建立热力学平衡从而导致对热量无法进行科学计算和对干燥过程合理控制,这也就决定了目前所有的真空干燥技术都不是一个科学合理的真空干燥技术,至今国内外干燥行业以及一些使用真空系统的行业都没有解决真空系统能够科学合理地使用和控制导热介质的问题。

对于真空干燥的定义以及权威理论解释和理论计算可参考:普通高等教育“十一五”国家级规划教材、高等院校木材科学与工程专业规划教材《木材加工工艺学》作者:张炼百;《木材真空干燥设备加热系统理论计算的探讨》,伊松林、张璧光、何正斌、苑青微,化工机械,2010,37(3):312~315;《真空条件下木材表面水分蒸发速率模型及应用初探》,何正斌、李帆、伊松林、张璧光,北京林业大学学报,2010,32(6):105~108。在国家高等院校教材《木材加工工学》中,作者南京林业大学张炼百教授对于木材真空干燥给出了权威定义和解释,所用的方法也是由真空泵与冷凝器连接,直接排出木材干燥产生的湿水蒸气以维持系统真空度;论文作者张壁光尹松林等北京林业大学几位教授都是国内著名干燥学专家,在其论文中也是用真空泵连接冷凝器,直接抽排水蒸气维持真空的真空干燥模式作为真空干燥技术在做理论研究,并给出了理论计算模型。所以,现有真空干燥技术的定义,都是用真空泵直接排除物料所蒸发的水蒸气,使用真空泵维持真空。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供室平衡的动态真空系统,以解决在真空状态下可控导热介质的真空干燥的问题。在这前文技术背景下,发明室平衡动态真空系统是对真空干燥技术做出创新性改变,可实现真正有可控导热介质的真空干燥系统,不用真空泵而是用系统本身水蒸气的热量传递构建平衡,从而保有了稳定且可控的导热介质,极大地提高了干燥的效率和产品质量稳定性,节省大量能源,为整个干燥行业开辟了一个新的局面。

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