[发明专利]基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统

说明书

一种基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，包括冷凝塔，跨临界二氧化碳热泵，循环水泵，辅助冷却器，通过辅助冷却器出水管道与辅助冷却器相连接的喷淋器，安装在冷凝塔顶部上的不凝结气体管道，安装在不凝结气体管道上的真空泵，设有物料入口与物料出口并通过干燥高温空气管道与跨临界二氧化碳热泵相连接的带式干燥机，位于跨临界二氧化碳热泵与带式干燥机之间并安装在干燥高温空气管道上的循环风机，通过湿热空气管道与带式干燥机相连接、通过干热空气管道与跨临界二氧化碳热泵相连接、并通过蒸汽管道与冷凝塔相连接的膜分离装置。本发明泵制冷剂友好，收水品质高，无异味排放，高效节能。可广泛应用于物料干燥领域中。

技术领域

本发明涉及一种基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，可广泛应用于物料干燥领域中。

背景技术

物料干燥是工业领域常用的生产工艺，同时也是能耗较大的生产环节。传统的跨临界二氧化碳热泵带式干燥设备存在以下问题：（1）为了分离出循环空气中的水蒸气，需要把带式干燥设备出口的湿热空气降低到水露点以下，循环空气的显热会增加压缩机耗功，或者通过换热器加热冷凝器出口的冷空气此种技术措施增加设备复杂程度及风机电耗；（2）带式干燥设备出口的湿热空气冷凝水中含有较多杂质，纯度不高；（3）跨临界二氧化碳热泵制冷剂臭氧消耗势ODP高或者温室效应势GWP高，污染大。（4）跨临界二氧化碳热泵出口循环空气温度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种跨临界二氧化碳热泵制冷剂友好、收水品质高、无异味排放、高效节能的基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统。

为了达到上述目的，本发明基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，包括底部侧面设有排水口的冷凝塔，通过冷凝塔出水管道与冷凝塔相连接的跨临界二氧化碳热泵，位于冷凝塔与跨临界二氧化碳热泵之间并安装在冷凝塔出水管道上的循环水泵，设有空气入口与空气出口并通过跨临界二氧化碳热泵出水管道与跨临界二氧化碳热泵相连的辅助冷却器，通过辅助冷却器出水管道与辅助冷却器相连接的喷淋器，安装在冷凝塔顶部上的不凝结气体管道，安装在不凝结气体管道上的真空泵，设有物料入口与物料出口并通过干燥高温空气管道与跨临界二氧化碳热泵相连接的带式干燥机，位于跨临界二氧化碳热泵与带式干燥机之间并安装在干燥高温空气管道上的循环风机，通过湿热空气管道与带式干燥机相连接、通过干热空气管道与跨临界二氧化碳热泵相连接、并通过蒸汽管道与冷凝塔相连接的膜分离装置；所述的跨临界二氧化碳热泵，包括安装在冷凝塔出水管道末端上并通过跨临界二氧化碳热泵出水管道与辅助冷却器相连接的主冷却器，分别通过用于输送跨临界二氧化碳热泵制冷剂的跨临界二氧化碳热泵制冷剂输出管道及跨临界二氧化碳热泵制冷剂输入管道与主冷却器相连接、通过干热空气管道与膜分离装置相连接、通过干燥高温空气管道与带式干燥机相连接的加热器，位于主冷却器与加热器之间、安装在跨临界二氧化碳热泵制冷剂输出管道上并且入口为二氧化碳过热蒸汽、出口为超临界二氧化碳的压缩机，位于主冷却器与加热器之间、安装在跨临界二氧化碳热泵制冷剂输入管道上并且入口为温度降低的超临界二氧化碳、出口为低温低压气液两相混合物的膨胀阀。

本发明基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，所述的跨临界二氧化碳热泵制冷剂，为二氧化碳，二氧化碳的臭氧消耗潜值ODP为0，二氧化碳的物质产生温室效应指数GWP为1。

本发明基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，所述的膜分离装置，包括位于上部的空气室，位于中部只允许空气室中的水蒸汽通过的渗透膜，位于下部的蒸汽室。

本发明基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，所述的主冷却器，为管壳式换热器或者板式换热器。

本发明基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，所述的循环风机，能够变频控制，调整循环空气量。

本发明基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，所述的喷淋器，能够雾化循环水，使之与蒸汽接触，降低蒸汽温度，使蒸汽凝结成水。

本发明基于跨临界二氧化碳热泵的物料干燥系统，所述的真空泵，能够抽取冷凝塔顶部的不凝结气体。