专利名称：无二次公害的物料干燥制法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明有关一种具有环保效益的干燥制法及其装置，其是有关一种无二次公害的物料干燥制法及其装置。
(2)背景技术由于经济起飞，都市工厂林立，以致空气污染、垃圾废物大量产生，纵使通过垃圾车回收、分类垃圾，也常因量大以及寻找掩埋地等，造成土地污染，以及对山坡林地等滥砍滥伐，致豪大雨时，对山坡地造成山洪、土石流，使杂物等冲入河川，淤塞河床而污染泥土。
因此如何处理污泥或其它物料的方法，可以将之回收而能再利用，减少排入废水处理厂的废水量，减少污泥或其它物料的产生，在一般废水处理系统中，废水中的污染物质经过一系列的处理及反应后，大都形成污泥或其它物料而被移除，污泥或其它物料在进入固液分离系统时含水率仍高达95～99％，纵使经过污泥或其它物料脱水机脱水后，污泥或其它物料含水率仍在70～85％，然而，当污泥或其它物料含水率为80％时，每清运1公斤污泥或其它物料其清运费中，80％是用在水份的清运上，因此，减少污泥或其它物料含水量便可以减少污泥或其它物料的清运费，降低企业成本，尤其是对重金属污泥或其它物料的成本效益将更高。
而目前有几种干燥技术，但是其效果均不十分理想1.「晒干床法」，使用上需要较大的土地面积，且限于日照充足的地方进行，但是在污泥或其它物料的进出料都需要大量的人工或机械处理，阴雨天无法操作，而且曝露在土地上所引起的臭味，使周围民众不堪忍受，尤其在地狭人稠的情形下，前述问题将更为明显。
2.高温烘干法，是利用蒸汽或电热器将空气加热至250～300℃，将此热空气打入污泥或其它物料以烘干水份，但是热空气进入污泥或其它物料中，许多与高温气体接触的材料容易损坏、发生故障，增加维修困扰，而且为避免二次公害，必须搭配废气处理设备，以将高温排气处理成无害气体才排放，因为经高温干燥的污泥或其它物料本身生物质氧化成臭污泥或其它物料，对环境破坏很大，所以需要再次处理，但是增加设备作法，造成投资成本高，操作也复杂。
3.真空干燥法，其是将污泥或其它物料置于密封容器内，由外部附设的加热炉把循环水加热后，泵入物料容室内将污泥或其它物料加热，同时利用真空泵将物料容室抽真空，以移除水份，水份以气态方式离开即导入冷却水塔。但是该技术需要干燥机本体外，还需热媒系统、冷凝系统及真空泵，设备所占面积比前述二种技术为高，设备维修的复杂性也高，且不适用于所有污泥或其它物料的干燥需要，故实务上接受有难题。
(3)发明内容本发明的主要目的是提供一种无二次公害的物料干燥制法及其装置，通过诸如废热的热源加热空气，以提高空气饱含的水份，再配合急速冷却与凝结，借以带走干燥污泥或其它物料中所含的水份，并将污泥或其它物料所含水份凝结为凝结水排出。依据本发明的上述目的，根据本发明一方面的制法包括A将热源引进密闭空间通过引进外来热源，使其热气进入一密闭空间；B加热空气通过热源于密闭空间内对空气加热，使空气中的含水量升至饱和状态；C烘干物料将高温空气吹向物料，并带走物料的水份；D冷却凝结水气使高温空气带走物料的水份，通过急速冷却作用，将空气中所含的水气予以凝结；E排除水份使物料及空气中所含的水份经凝结为水气，形成空气与水分离，并将凝结水排除于外，因此使物料容置处的空气形成为干燥空气，而完成干燥。
根据本发明另一方面的具体实施装置包括一密闭空间，密闭空间的内部分隔出一主机室以及一与主机室相邻的物料容室，其中，该主机室的下方内设有一配备有导流器的热交换器，热交换器一端的入端连接一热源，热交换器外接出一出端，热交换器朝向物料容室形成热气送出部的出气处，主机室上方安装有至少一凝结器，凝结器的输入端连接到一能与凝结器进行热交换的低温源；热源被引进热交换器进行加温，并送到物料容室内，带走物料的水份，再通过凝结器的急速冷却，使低温源进行热交换而使空气中的水份凝结并与空气分离，因此能干燥物料容室内的物料。因此本发明在一密闭空间处理干燥的流程，可另将水份排出，物料的臭味粉尘便不会污染空气，故确保没有二次公害；而且与凝结器进行热交换的低温源可以采用自然空气、水资源，或是冷冻系统的压缩机循环手段或是冷却水塔或是不冻液的组合，因此更降低成本，深具环保效益。
为进一步说明本发明的目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1是本发明的流程示意图。
图2是本发明的第一较佳实施例的装置配置示意平面图。
图3是本发明的第二较佳实施例的装置配置示意平面图。
图4是本发明的第三较佳实施例的装置配置示意平面图。
图5是本发明的第四较佳实施例的装置配置示意平面图。
图6是本发明的第五较佳实施例的装置配置示意平面图。
(5)具体实施方式
本发明是关于一种无二次公害的物料干燥制法及其装置，依本发明的制法，可衍生出多种装置的实施例，为便于了解，请先参看图1说明本发明的制法流程，它包括以下步骤A将热源引进密闭空间使密闭空间分隔出一主机室以及一物料容室，通过诸如热废气或各式燃烧机或电热装置等，将该等外来热源引进密闭空间的主机室内；B加热空气通过热源对空气加热，使空气中的含水量升至饱和状态；C烘干物料使高温空气吹向物料，而将物料的水份带走；
D冷却凝结水气使高温空气带走物料的水份，通过急速冷却、凝结作用，将空气中所含水份予以凝结；E排除水份物料及空气中所含的水份经凝结为水气，形成空气与水分离，并将凝结水排除，因此在物料容室内形成为干燥空气；F干燥完成，并将干燥后的物料进行处理及相关的运输、加工。
以上说明本发明的制法，以下即说明数个实施例，以表示依据本发明制法可得出具体的实施例。
如图2所示，一密闭空间10内分隔出一主机室11以及一相邻的物料容室12，该主机室11的下方内设有一配备有导流器31的热交换器30，导流器31可为风扇或风车，热交换器30一端的入端32供一外来的热源34进入，该热源34即可为烟囱引出的废热，或是燃烧机、电热装置加热的热能等等，热交换器30外接出一出端33，以将污染气体排除于外，热交换器30朝向物料容室12是形成热气送出部35的出气处，主机室11上方安装有一凝结器20，凝结器20设有输入端21以及一输出端22，以及一将凝结水排出的排水端23，凝结器20的输入端21连接到一低温源13，低温源13的组合，可为一送风机15(或水泵)连接到凝结器20的输入端21，送风机15再连接到液源14，液源14在此处可为井水或沟水或河水等自然界水资源，凝结器20的输出端22连接到液源14位置；现结合图1实施例说明使用过程，当热源34被引进热交换器30进行空气加热，经热交换器30热交换后的高温空气，通过导流器31的风力推送到物料容室12内，使热源34送出的热气不会直接接触到物料容室12的物料，污染的空气便由出端33排除于外，由热气送出部35送出的热气是高温高湿气体，并带走物料60的水份，将空气中所含水份提升到饱和状态，再进入凝结器20，经其急速冷却与凝结作用，而让液源14经送风机15送入的水份在此进行热交换，带走凝结器20吸收的热能，并且因低温的冷却，降低气体分子的活动力，据以聚集湿气的气体分子而凝结为水份，当进行热交换后的水由输出端22循环到外界的液源14，借此造成水与空气分离，使物料容室12内形成干燥空气，带走物料60水份，保持干燥，而凝结水由排水端23排除，并在凝结水中带走物料60的臭味粉尘物质，因此不会让臭味粉尘污染到外界空气，让整个密闭空间10不会发生恶臭，避免因设置本发明而造成二次公害及污染。
同理，图3所示实施例，是显示低温源16的实施型态，亦可以是一冷却水塔161与一水泵162，而与凝结器20组合型态；故通过水泵162抽出累积于冷却水塔161的冷水，与凝结器20吸收的热量作热交换，而主机室11其余配置均与图1相同。
图4说明，低温源17的设计也可以考虑到天寒地冻的使用环境，这时将液源171设为水与不冻液的搭配，比如春夏时节是使用水，冬日时节是使用不冻液，以避免长长冬日而结冰，无法循环；故利用液源171连接到一具有风扇的外散热器172、水泵173，水泵173与外散热器172分别连接到凝结器20的输入端21与输出端22，通过水泵173抽取液源171送到凝结器20，以和凝结器20吸收的热量作热交换，再通过具有风扇的外散热器172，吹入外面的冷风、自然风，以将液体热量带走、散热。
图5是说明，本发明的低温源18可配合有压缩机182，为此，压缩机182的输出处连接到一置于主机室11内的热泵37，输入处是一副凝结器25，而外散热器181进入副凝结器25的途径依序连接有一过滤器184与一膨胀阀185，副凝结器25仍然有一排水端251以排出凝结水，而凝结器20的输入端21仍连接到液源183，该液源183可为低温的冷媒，以与凝结器20作热交换；因此，由热交换器30送出的高温高湿空气，经导流器31送入物料容室12，进入凝结器20，进行第一次急速冷却与凝结，再进入到副凝结器25作二次冷却与凝结，其间通过压缩机182通过热泵37的加热而送出高温高压的热媒气体，热媒进入外散热器181，因此让热媒迅速放出热到空气中，然后在低温低压下，又变回液体，通过过滤器184的过滤，以及膨胀阀185让冷媒进入低压、迅速膨胀并予冷却后，循环进入副凝结器25中进行热交换，因此借使二次急速冷却凝结作用，而提供除湿效果，让水份的排除更彻底。
图6所示的实施例与图5很相近，主要是显示了主机室11与物料容室12的另一种配置空间形态；其中，凝结器20与副凝结器25是各组合一冷却水塔41与水泵42，以供给吸热、冷却散热的循环作用，而主机室11与物料容室12分设出二个独立的空间，其中该物料容室12是设在一呈倾斜且于原地可旋转的旋转窑44内部空间，物料容室12内壁延伸数个呈弧爪形的拨板441，旋转窑44在与热交换器30送出高温热气处之间连通一第一通道442，第一通道442处枢设一螺旋杆式的输送器47，输送器47是用以输送出物料容室12内的已干燥的干燥物料65，旋转窑44的另一端相对于主机室11的凝结器20间枢设有一第二通道443，第二通道443一内侧壁枢接入料斗43的呈下斜的一端，使入料斗43内容装待干燥的物料60，并能送入到旋转窑44的物料容室12内以待干燥，第二通道443一侧与入料斗43该端之间距是供高温高湿空气送出的空间；因此热源34加热空气后，由热交换器30将热气由第一通道442送入旋转窑44内以烘干物料60，并带走物料60的水份，提高空气中的含水量，并由相隔于入料斗60第二通道443空间，将高温高湿的热气带往凝结器20、副凝结器25进行二次的急速冷却、凝结，并将物料60夹杂的臭味与粉尘俱凝结于凝结水中予以排出，使旋转窑44物料容室12内干燥，使已干燥的干燥物料65由输送器47依序将此送到运送车48上，直接由运送车48载走，以进行后续的处理加工，由于干燥物料65干燥、排除水份后，体积大幅缩小，因此运送费用成本大幅降低。
经上说明，本发明具有下列优点，可以克服前述所有干燥技术的缺点1.本发明有效而彻底地降低物料含水量。由于本发明是先对空气加热，以提高空气的含水量并带走物料水份，由于热交换器的热交换作用，所以使送入物料容室的空气温度不会过高，呈现较自然的热温，当该空气再通过凝结器予以急速冷却凝结的除湿作用，所以送入的干燥空气是冷热自然循环，因此干燥效果佳，可以有效地将污泥或其它物料的含水量降至最低，保持极自然的干燥效果。
2.本发明是设一密闭空间，再配合冷凝器将物料中所含的臭味、粉尘，通过水份凝结而一起排送出去，所以在处理过程中不会污染空气，与外界空气不互相交搓污染，根本地免于二次污染防治设备投资，确保不会发生二次公害，深具环保效益。
3.操作成本低。本发明的实施例中，可以有旋转窑的设计，也可以设一简单的密闭空间，直接规划密闭空间有一主机室与物料容室即可，所以操作成本十分低廉。
4.在热交换器未引进外来热源的时，物料容室得配合由凝结器的冷却、散热运作，而充当成一冷藏室，提供冷藏功能，因此足见本发明应用甚广。
5.本发明的热源可为废热或是燃烧机或是电热器等等，可以使热源的引用广泛，且通过热交换的设计，让废热中的污染物质排出，使污染空气不会直接接触到物料，因此不会影响物料的干燥效果，并能因本发明可用废热，得据以大幅降低并节省能源成本，适应不同场合予以应用选择。
6.同理，本发明在低温源的设计有很多种，比如引用外界自然空气、自然水资源，或是不冻液、压缩机、水泵等，选择性高，均具有适应地理环境的能力。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种无二次公害的物料干燥制法，其特征在于，包括A将热源引进密闭空间通过引进外来热源，使其热气进入一密闭空间；B加热空气经由热源于密闭空间内对空气加热，使空气中的含水量升至饱和状态；C烘干物料将高温空气吹向物料，并带走物料的水份；D冷却凝结水气使高温空气带走物料的水份，通过急速冷却作用，将空气中所含的水气予以凝结；E排除水份使物料及空气中所含的水份凝结为水气，形成空气与水分离，并将凝结水排除于外，因此使物料容置处的空气形成干燥空气，以完成干燥。
2.一种运用权利要求1所述方法的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，它包括一密闭空间，其内部分隔出一主机室以及一与主机室相邻的物料容室，其中，该主机室的下方内设有一配备有导流器的热交换器，热交换器一端的入端连接一热源，热交换器外接出一出端，热交换器朝向物料容室形成热气送出部的出气处，主机室上方安装有至少一凝结器，凝结器的输入端连接到一能与凝结器进行热交换的低温源。
3.如权利要求2所述的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，该低温源是一连接到一送风机的液源，凝结器各与送风机、液源互相连接形成循环。
4.如权利要求2所述的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，该低温源是一连接到一水泵的液源，凝结器各与水泵、液源互相连接形成一循环。
5.如权利要求2所述的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，该低温源为一连接到一水泵的冷却水塔，通过其各与凝结器连接而形成。
6.如权利要求2所述的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，该低温源是一液源与一具有风扇的外散热器、水泵组合，液源连接到水泵，外散热器连接到水泵，凝结器通过外散热器予以散热，而该液源包含水以及不冻液。
7.如权利要求2所述的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，该导流器为风扇。
8.如权利要求2所述的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，该低温源包含有压缩机，压缩机的输出处连接到一置于主机室内的热泵，输入处连接到一副凝结器，另设一外散热器，使外散热器进入副凝结器的途径依序连接有一过滤器与一膨胀阀，副凝结器有一排水端以排出凝结水，凝结器的输入端连接到液源，该液源为低温的冷媒。
9.如权利要求2所述的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，该凝结器与副凝结器各组合一冷却水塔与水泵，以供给冷却的循环作用，主机室与物料容室分设出二个空间。
10.如权利要求9所述的无二次公害的物料干燥装置，其特征在于，该物料容室是设在一呈倾斜状且可旋转的旋转窑内部，旋转窑在与热交换器送出高温热气处之间连通一第一通道，第一通道处枢设一用以将干燥物料输送出去的输送器，旋转窑的另一端连通到主机室的凝结器之间设有一第二通道，入料斗一端伸进到物料容室，入料斗外侧与第二通道之间形成枢接，入料斗内容装未干燥的物料，入料斗外侧与第二通道间供物料容室的空气通过第二通道送入到凝结器，另外，该物料容室于内壁延伸有数个呈弧爪形的拨板，入料斗衔接旋转窑的一端呈下斜状。
全文摘要
本发明有关一种无二次公害的物料干燥制法及其装置，它是由热交换器引进热源，对密闭空间的空气加温，配合急速冷却凝结，分离水与空气，因此使物料容置处形成干燥，本发明可采用该种自然低温干燥的方式可降低成本、无二次公害、干燥效果更佳。
文档编号F26B17/32GK1453555SQ0211866
公开日2003年11月5日 申请日期2002年4月25日 优先权日2002年4月25日
发明者杨彭达 申请人:杨彭达